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结构力学-静定桁架和组合结构

结构力学4

作业四（问答题） 1什么是桁架，有何特点？答:①一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。 ②各杆件受力均以单向拉、压为主,通过对上下弦杆和腹杆的合理布置,可适应结构内部的弯矩和剪力分布.由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡,整个结构不对支座产生水平推力.结构布置灵活,应用范围非常广.桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相比,在抗弯方面,由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端,增大了内力臂,使得以同样的材料用量,实现了更大的抗弯强度.在抗剪方面,通过合理布置腹杆,能够将剪力逐步传递给支座.这样无论是抗弯还是抗剪,桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥,从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构.更重要的意义还在于,它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态,使我们能够直观地了解力的分布和传递,便于结构的变化和组合。 2平面静定桁架的计算方法有哪几种？答: 平面静定桁架的计算方法有节点法和截面法。 3拱结构的有何特点？ ①拱是一种推力结构：在竖向荷载下产生水平推力； ②拱是一种无矩结构：通过合理拱轴可使杆件无弯矩； ③拱可充分利用材料抗压强度，断面小、跨度大。 4拱结构的基本形式？答：两铰拱、三铰拱、无铰拱 5何谓移动荷载？答：桥梁上行驶的列车、汽车等这些车辆荷载，厂房中吊车梁上开行的吊车荷载，这些荷载的大小、方向不变、但是作用位置是随时间而变化，这些荷载我

们称它为移动荷载。 6何谓影响线？答：结构中某一量值（如FyA）随着单位移动荷载FP = 1 作用位置变化而变化的规律，该图形就称为这个量值（如FyA）的影响线。

结构力学作业2

结构力学课程——作业二 1.简述拱与梁的区别？拱常用的形式有哪几种？在于杆轴线的曲直，拱在竖向荷载作用下会产生水平反力；拱分为三铰拱、两绞拱、无铰拱。 2.简述桁架结构与梁和刚架结构的区别。梁和钢架是以承受弯矩为主的，横截面上主要产生非均匀分布的弯曲正应力，其边缘处应力最大，而中部的材料并未充分利用，桁架则主要承受轴力。 3.请叙述力法的基本概念，并解释力法典型方程中系数的物理意义。主系数是单位多余未知力单独作用时所引起的沿其自身方向上的位移，其值恒为正；副系数是单位多余未知力单独作用时所引起的X i 方向上的位移，其值可能为正、负或为零。 4.名词解释：1）结点法；2）截面法；3）零杆；结点法：为了求得桁架各杆的内力，可以截取桁架的一部分为隔离体，由隔离体的平衡件来计算所求的内力，若所取隔离体只包括一个节点，称为结点法；截面法：为了求得桁架各杆的内力，可以截取桁架的一部分为隔离体，由隔离体的平衡件来计算所求的内力，若所取隔离体不止包含一个结点，称为截面法；零杆：桁架中内力为零的杆件称为零杆。 5.请标出图1所示桁架中的零杆。 6.求图2所示简支梁最大挠度，请写明计算的步骤。

答：对称结构作用对称荷载，最大挠度应出现在梁的中心点，在中心点加单位荷载，并画出虚拟状态的弯矩图，遵循教材P104所述图乘法应注意的三点问题，将实际状态的弯矩图分成2个部分，左右两个三角形，三角形形心位于2/3处，如图所示，两图图乘得： EI FL L L FL EI 482324242113 max = ??????= ? 7.请计算图示桁架中指定杆件1和2的内力，请写出解题步骤。 8.图4所示简支梁刚架支座B 下沉b ，试求C 点的水平位移，请写明计算的步骤。图3 题7 图2 题6

简谈结构力学桁架零杆问题Word版

简谈结构力学桁架零杆问题姓名（楷体四号）单位（宋体小五）摘要：本文粗略讲解一下桁架结构中关于零杆的问题，包括零杆的判断，以及零杆在求解桁架结构的用处。关键词：结构力学、桁架、零杆引言学习了结构力学，个人对于桁架印象较深，特别是桁架中我们认为约定出来的零杆印象很深，因为当初个人在学习的时候，对于零杆并未掌握，充其量只是知道有这么回事，其内在含义并不清楚。但它的存在对于求解桁架结构非常重要，有时候可以让复杂的桁架变为几根杆件的简单桁架，非常实用。通过后来的学习，网上查找资料，和同学探讨，现在虽不说精通，但也有些个人见解。 1零杆的含义在结构力学关于静定平面桁架的内力的计算中,当桁架的一些结点没有荷载时,并由于桁架形式所导致,桁架中一些杆件不产生内力,这些内力为零的杆件称为“零杆”。零杆是在理论计算中为了便于计算才提出来的，实际生活中是很少见到的，只是我们为了计算桁架内力图时为了简化的方便，或者说忽略它的一点点受力对于整个求解结果影响并不是很大，我们就将其定义为零杆。 2零杆的作用桁架中的零杆虽然不受力，但却是保持结构坚固性所必需的。因为桁架中的载荷往往是变化的。在一种载荷工况下的零杆，在另种载荷工况下就有可能承载。如果缺少了它，就不能保证桁架的坚固性。掌握了判断出零杆的方法,在分析桁架内力时，如果首先确定其中的零杆，这对后续分析往往有利，会给计算带来很大的方便。 3零杆的判定 1、无荷载的三杆结点，若两杆在同一直线上，则第三杆为零杆。（如下图a） 2、不在同一条直线上的两杆节点上若没有荷载作用，两杆均为零杆。（如下图b） 3、不共线的两杆结点，若荷载沿一杆作用，则另一杆为零杆。（如下图c） 4、对称桁架在对称荷载作用下，对称轴上的K形结点若无荷载，则该结点上的两根斜杆为零杆。（如下图d） 5、对称桁架在反对称荷载作用下，与对称轴重合或者垂直相交的杆件为零杆。（如下图e）图示：值得注意的是，d，e中结构的支座不是对称的，但是只有竖向力的作用，铰支座的水平约束其实不起作用，因此可以忽略，这才可以把结构看成是对称的结构。另外，

桁架结构

桁架结构桁架结构（Truss structure）中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。主要结构特点各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范围非常广。桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。更重要的意义还在于，它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使我们能够直观地了解力的分布和传递，便于结构的变化和组合。桁架的历史演变只受结点荷载作用的等直杆的理想铰结体系称桁架结构。它是由一些杆轴交于一点的工程结构抽象简化而成的。桁架在建造木桥和屋架上最先见诸实用。古罗马人用桁架修建横跨多瑙河的特雷江桥的上部结构（发现于罗马的浮雕中，文艺复兴时期，意大利建筑师（拔拉雕 Palladio）也开始采用木桁架建桥出现朗式、汤式、豪式桁架。英国最早的金属桁架是在1845年建成的，适合汤式木桁架相似的格构桁架，第二年又采用了三角形的华伦式桁架。桁架种类桁架可按不同的特征进行分类。根据桁架的外形分为：平行弦桁架（便于布置双层结构；利于标准化生产，但杆力分布不够均匀）、折弦桁架（如抛物线形桁架梁，外形同均布荷载下简支梁的弯矩图，杆力分布均匀，材料使用经济，构造较复杂）、三角形桁架（杆力分布更不均匀，构造布置困难，但斜面符合屋顶排水需要）。

结构力学自测题(第三单元三铰拱、桁架、组合结构内力计算)

结构力学自测题（第三单元三铰拱、桁架、组合结构内力计算）姓名学号一、是非题（将判断结果填入括弧：以O 表示正确，以X 表示错误） 1、图示拱在荷载作用下, N DE为30kN 。（） 2、在相同跨度及竖向荷载下，拱脚等高的三铰拱，其水平推力随矢高减小而减小。（） 3、图示结构链杆轴力为2kN（拉）。（） 2m2m 4、静定结构在荷载作用下产生的内力与杆件弹性常数、截面尺寸无关。（） 5、图示桁架有：N1=N2=N3= 0。（） a a a a 二、选择题（将选中答案的字母填入括弧内） 1、在径向均布荷载作用下，三铰拱的合理轴线为： A．圆弧线；B．抛物线；C．悬链线；D．正弦曲线。（） 2、图示桁架C 杆的内力是： A. P ; B. －P/2 ; C. P/2 ; D. 0 。（）

3、图示桁架结构杆 1 的轴力为： A. 2P ； B. -2P C. 2P /2； D. -2P /2。 ( ) a a a a a a 4、图示结构 N DE ( 拉）为： A. 70kN ; B. 80kN ; C. 75kN ; D. 64kN 。（） 4m 4m 4m 4m 三、填充题（将答案写在空格内） 1、图示带拉杆拱中拉杆的轴力N a = 。 6m 6m 2、图示抛物线三铰拱，矢高为 4m ，在 D 点作用力偶 M = 80kN ·m ，M D 左 =_______，M D 右 =________。 8m 4m 4m 3、图示半圆三铰拱， α 为 30°， V A = qa (↑), H A = qa /2 (→), K 截面的 ?K =_______, Q K =________，Q K 的计算式为 __________________________________。 q A B K αa a 4、图示结构中， AD 杆上 B 截面的内力M B =______ ，____面受拉。Q B （右）= ______，N B （右）= ________。

结构力学论文

桥梁中不同结构的比较班级：土木二班姓名：孙俊若学号：201300206104 设计桥梁可有多种结构形式选择：石料和混凝土梁式桥只能跨越小河；若以受压的拱圈代替受弯的梁，拱桥就能跨越大河和峡谷；若采用钢桁架可建造重载铁路大桥；若采用主承载结构受拉的斜拉桥和悬索桥，不仅轻巧美观，而且是跨越大江和海峡大跨度桥梁的优选形式。桥梁中不同结构有不同的优点和缺点，通过比较选择合理、经济的结构是我们应该研究的问题。下面阐述了一些结构形式的比较，以及改善的方法。桁架桥的特点桁架是由一些用直杆组成的三角形框构成的几何形状不变的结构物。杆件间的结合点称为节点(或结点)。根据组成桁架杆件的轴线和所受外力的分布情况，桁架可分为平面桁架和空间桁架。屋架或桥梁等空间结构是由一系列互相平行的平面桁架所组成。若它们主要承受的是平面载荷，可简化为平面桁架来计算。桁架桥是桥梁的一种形式，一般多见于铁路和高速公路；分为上弦受力和下弦受力两种。桁架由上弦、下弦、腹杆组成；腹杆的形式又分为斜腹杆、直腹杆；由于杆件本身长细比较大，虽然杆件之间的连接可能是“固接”，但是实际杆端弯矩一般都很小，因此，设计分析时可以简化为“铰接”。简化计算时，杆件都是“二力杆”，承受压力或者拉力。由于桥梁跨度都较大，而单榀的桁架“平面外”的刚度比较弱，

因此，“平面外”需要设置支撑。设计桥梁时，“平面外”一般也是设计成桁架形式，这样，桥梁就形成双向都有很好刚度的整体。有些桥梁桥面设置在上弦，因此力主要通过上弦传递；也有的桥面设置在下弦，由于平面外刚度的要求，上弦之间仍需要连接以减少上弦平面外计算长度。桁架的弦杆在跨中部分受力比较大，向支座方向逐步减小；而腹杆的受力主要在支座附件最大，在跨中部分腹杆的受力比较小，甚至有理论上的“零杆”。不同简支梁式桁架的比较不同形式的桁架，其内力分布情况和适用场合也各不同。简支梁式桁架分为平行弦桁架、折弦桁架、三角形桁架；在均布荷载作用下，简支梁的弯矩分布图形是抛物线形的，两边小中间大。 a、在平行弦桁架中，弦杆的力臂是一常数，故弦杆内力与弯矩的变化规律相同，即两端小中间大。竖杆内力与斜杆的竖向分力各等于相

桁架结构静力测试

桁架结构静力测试邬雨萱1450502 金永学1550873 1.工程背景：钢桁架桥在现实中应用广泛，工程实例中有各种各样的钢桁架桥。钢桁架桥一般为超静定结构，以使桥更为安全。桁架杆件主要受轴向拉应力或压应力而不受弯矩。因此可以最大限度发挥材料的性能，让承受更大的力，因此其十分适合于大跨度结构。如图所示就是一座钢桁架桥。但是实际应用中的桁架桥的结点往往并非全铰接，其中或多或少带有刚接特性，因此实际使用时桁架的受力与理论计算并不完全相同。桁架结构是现代工程结构中最常用的结构之一。在荷载作用下，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，节省材料，减轻自重和增大刚度，同时，桁架结构还具有造型优美，坚固耐用，具有艺术性等特点，在现代工程实践当中得到广泛的应用。因此，桁架的设计和测试显得尤为重要。 1.实验目的：（1）设计并组装桁架结构；图1

（2）理论分析选定杆件轴力大小和方向；（3）了解应变片测量原理及使用方式；（4）测定桁架各杆件轴力大小，并与理论值比较； 2.实验内容：（1）桁架搭建：该桁架由24根265mm×10mm×5mm和90根190mm×10mm×5mm的钢杆通过螺钉连结起来。成型后效果如下图。图一桁架实物图 (a) (b) (c) 图二节点构造图（2）实验方案设计：杆件选择：在实验中，为了测得杆的轴力，我们选择了三种不同的杆件粘贴应变片。杆件位置及编号如下图所示：杆件2

每个测点在杆件的正，反两面分别粘贴应变片，编号后，再引出导线，接入DH-3818静态应变测试仪上。将应变片粘贴在杆件两侧，目的是排除由于受力不在桁架所在平面内而造成的杆件弯曲对测试的影响。在实验处理数据时，应取两个读数的平均值作为杆件的应变值。加载设计：因简支梁的挠度在力集中在梁中点时达到最大，所以我们将荷载加在桁架的中间位置。为了加载方便，我们把加载点设计在桁架的上弦点A 处。如上图所示。（3）受力分析：该桁架结构有一定的对称性，在作受力分析图时我们只画结构的一半受力图：（4）操作步骤：a.在需要测量的杆件上贴好应变片，将各应变片导线接入DH-3818静态应变测试仪并用电烙铁焊接牢固； b.将DH-3818静态应变测试仪各通道清零并平衡； c.加载，记录下各通道的读数，计算轴力，与理论值进行比较。（5）实验数据处理：测得每个杆件的横截面都是10.25×3.30mm(取横截面积为34mm 2)的矩形，取弹性模量E=210G ，重力加速度g=9.8m/s 。数据表如下：其它杆件受力外载荷杆件1受力杆件2受力杆件3受力

结构力学自测题3 三铰拱、桁架、组合结构内力计算

结构力学自测题3（第四\五章）三铰拱、桁架、组合结构内力计算姓名学号一、是非题（将判断结果填入括弧：以O 表示正确，以X 表示错误） 1、图示拱在荷载作用下, N DE为30kN 。（） 2、在相同跨度及竖向荷载下，拱脚等高的三铰拱，其水平推力随矢高减小而减小。（） 3、图示结构链杆轴力为2kN（拉）。（） 2m2m 4、静定结构在荷载作用下产生的内力与杆件弹性常数、截面尺寸无关。（） 5、图示桁架有：N1=N2=N3= 0。（） a a a a 二、选择题（将选中答案的字母填入括弧内） 1、在径向均布荷载作用下，三铰拱的合理轴线为： A．圆弧线；B．抛物线； C．悬链线；D．正弦曲线。（） 2、图示桁架C 杆的内力是： A. P ; B. －P/2 ; C. P/2 ; D. 0 。（ 3、图示的轴力为： A. 2P； B. -2P C. 2P/2； D. -2P/2。( ) a a a a a a 4、图示结构N DE( 拉）为： A. 70kN ; B. 80kN ; C. 75kN ; D. 64kN 。（） 4m4m4m4m 三、填充题（将答案写在空格内） 1、图示带拉杆拱中拉杆的轴力N a= 。 2、图，矢高为4m ，在D 点作用力偶M = 80kN·m，M D左=_______，M D右=________。 8m4m4m 3、图示半圆三铰拱，α为30°，V A= qa (↑), H A= qa/2 (→),K 截面的?K=_______, Q K=________，Q K的计算式为__________________________________。 q A B K α a a 4、图示结构中，AD 杆上B 截面的内力M B=______ ， ____面受拉。Q B（右）= ______，N B（右）= ________。 P d d 2 5、图示结构CD杆的内力为______。 a a a a a 6、三铰拱在竖向荷载作用下，其支座反力与三个铰的位置__________ 关 , 与拱轴形状 _____________ 关。 7 、图示结构固定支座的竖向反力V A = 。 8、图示结构1 杆的轴力和K截面弯矩为： N 1 =, M K= ( 内侧受拉为正）。 1m m m m m q=1 1m1m1m 9、图示三铰拱的水平推力H = 。 5m 10、图示结构中，FE N=，FD N=。 a a a a

静定桁架与组合结构)(选择题-已补充)教学提纲

静定桁架与组合结构)(选择题-已补充)

说明： (1) 总成绩构成：平时作业20分，机考20分，期末考试60分，合计共100分。 (2) 机考题型分二类，一、判断题(10分)；二、选择题(10分)。 (3) 机考题库一为判断题已有120题，机考题库二为选择题已有110题。 (4) 机考时，每位学生从题库一、二中各随机抽取6题，共作12题，每小题2分，满分20分。机考时间为一节课(30分钟) A、B、C、D四选一选择题(已有110题，待补充) 四、静定桁架与组合结构(已有26题) 1．图示对称桁架在正对称荷载作用下，杆1、2的内力为：( D ) A. F N1>0，F N2>0；B. F N1<0，F N2<0；C. F N1= -F N2≠0；D. F N1=F N2=0。 2．图示对称桁架在反对称荷载作用下，杆1、2、3的内力为：( D ) A. F N1=F N2=F N3=0； B. F N1=F N2=F N3≠0；收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 C. F N1= F N3=0，F N2≠0； D. F N1= -F N3≠0，F N2=0。 3．图示对称桁架在正对称荷载作用下，杆1、2、3、4的内力为：( D ) A. F N 1 = F N 2 = 0，F N 3 = F N 4≠0； B. F N 1 = F N 2≠0，F N 3 = F N 4 = 0； C. F N 1 = F N 2≠0，F N 3 = F N 4 ≠0；D. F N 1 = F N 2 = F N 3 = F N 4 = 0。 4．图示对称桁架结构在正对称荷载作用下，零杆(支座不算)个数为：( C ) A. 0根； B. 2根； C. 4根； D. 6根。