静定桁架和组合结构

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. FN1>0，FN2>0；B. FN1<0，FN2<0；C. FN1= ?FN2?0；D. FN1=FN2=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. FN1=FN2=FN3=0；B. FN1=FN2=FN3?0；

C. FN1= FN3=0，FN2?0；D. FN1= ?FN3?0，FN2=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. FN1 = FN2 = 0，FN3 = FN4?0；B. FN1 = FN2?0，FN3 = FN4 = 0； C. FN1 = FN2?0，FN3 = FN4 ?0；D. FN1

第二节 平面静定桁架的内力计算

桁架是工程中常见的一种杆系结构，它是由若干直杆在其两端用铰链连接而成的几何形状不变的结构。桁架中各杆件的连接处称为节点。由于桁架结构受力合理，使用材料比较经济，因而在工程实际中被广泛采用。房屋的屋架（见图3－10）、桥梁的拱架、高压输电塔、电视塔、修建高层建筑用的塔吊等便是例子。

图3－10房屋屋架

杆件轴线都在同一平面内的桁架称为平面桁架（如一些屋架、桥梁桁架等），否则称为空间桁架（如输电铁塔、电视发射塔等）。本节只讨论平面桁架的基本概念和初步计算，有关桁架的详细理论可参考“结构力学”课本。在平面桁架计算中，通常引用如下假定：

１）组成桁架的各杆均为直杆；

２）所有外力（载荷和支座反力）都作用在桁架所处的平面内，且都作用于节点处； ３）组成桁架的各杆件彼此都用光滑铰链连接，杆件自重不计，桁架的每根杆件都是二力杆。

满足上述假定的桁架称为理想桁架，实际的桁架与上述假定是有差别的，如钢桁架结构的节点为铆接（见图3－11）或焊接，钢筋混凝土桁架结构的节点是有一定刚性的整体节点，

图3－11 钢桁架结构的节点

它们都有一定的弹性变形，杆件的中心线也不可能是绝对直的，但上述三点假定已反映了实际桁架的主要受力特征，其

Ch5静定平面桁架

§5.1桁架及组成

一.桁架的几点假设

（1）各结点都是光滑无摩擦的铰结点 （2）各杆轴均为直线，并通过铰中心

（3）荷载都作用于结点上，各杆均为二力杆 二.桁架的组成及分类

（1）简单桁架：由一个铰接三角形出发，接连添加二元体构成内部几何不变体

（2）联合桁架：由两（或几）个简单桁架按两刚片或三刚片连接规则组成几何不变体，再与基础联系。

（3）复杂桁架很难用两刚片或三刚片连接规律加以分析.

§5.2桁架内力的数值解法

对斜杆ij可求出某一分量，再求另一分量或轴力

j N

l Nxy ??ly llxly i N lx

一.结点法 零力杆

特殊平衡 N3 N1 N2 N1=-N2

N1 N4 N2 N1=N2 N3=N4

例1 求图示各杆的内力

1.自由度W?2J?B?S?2?6?8?4?0 2.几何组成（如图） P ⑦

E Ⅰ

①Ⅱ ② ③ A 4m Ⅲ 3.判断零力杆 N2?N5?0 4.结点D

N7 P D P D F ⑥ B 2m 3m ⑧ ④ ⑤ C 4m ?N8 ?X?0?Y?0 N8cos??N7cos??0P?N7sin??N8sin??0 其中sin??24?222

第二节 平面静定桁架的内力计算

桁架是工程中常见的一种杆系结构，它是由若干直杆在其两端用铰链连接而成的几何形状不变的结构。桁架中各杆件的连接处称为节点。由于桁架结构受力合理，使用材料比较经济，因而在工程实际中被广泛采用。房屋的屋架（见图3－10）、桥梁的拱架、高压输电塔、电视塔、修建高层建筑用的塔吊等便是例子。

图3－10房屋屋架

杆件轴线都在同一平面内的桁架称为平面桁架（如一些屋架、桥梁桁架等），否则称为空间桁架（如输电铁塔、电视发射塔等）。本节只讨论平面桁架的基本概念和初步计算，有关桁架的详细理论可参考“结构力学”课本。在平面桁架计算中，通常引用如下假定：

１）组成桁架的各杆均为直杆；

２）所有外力（载荷和支座反力）都作用在桁架所处的平面内，且都作用于节点处； ３）组成桁架的各杆件彼此都用光滑铰链连接，杆件自重不计，桁架的每根杆件都是二力杆。

满足上述假定的桁架称为理想桁架，实际的桁架与上述假定是有差别的，如钢桁架结构的节点为铆接（见图3－11）或焊接，钢筋混凝土桁架结构的节点是有一定刚性的整体节点，

图3－11 钢桁架结构的节点

它们都有一定的弹性变形，杆件的中心线也不可能是绝对直的，但上述三点假定已反映了实际桁架的主要受力特征，其

//[父试题分类]:试题分类/计划内试题体系/工程系/土木工程教研室/结构力学（一）/第3章 静定结构的受力分析

[试题分类]:

1.试求三铰刚架结构的弯矩图。

试题编号:E118192

答案:

题型:作图题

2. 试快速做出外伸梁的弯矩图。

试题编号:E118666

答案:

题型:作图题

3.用快速法做出复杂刚架的弯矩图。 试题编号:E118682 答案:

题型:作图题

4.图示结构，若将均布荷载q用其合力ql代替（如虚线所示），则所产生的反力（ ）

A.都发生变化 B.都不发生变化

C.水平反力发生变化，竖向反力不变 D.竖向反力发生变化，水平反力不变 试题编号:E112967 答案:C

题型:单选题

5.由于静定结构内力仅由平衡条件决定,故在支座移动作用下静定结构将（ ） A.产生内力 B.不产生内力 C.产生内力和位移 D.不产生内力和位移 试题编号:E112987 答案:B

题型:单选题

6.图示联合桁架，求杆a的轴力________。试题编号:E113082 答案:0.5P 题型:填空题

7.图2所示桁架中零杆(不含零支座杆)的根数为（ ）

A.1 B.2 C.3 D.4

试题编号:E113020 答案:

力学相关

第三章 静定结构的受力分析

一、 静定结构的特征

本章讨论各类静定结构的内力计算。何谓静定结构，①从结构的几何构造分析知，．．．．静定结构为没有多余联系的几何不变体系；②从受力分析看，在任意的荷载作用下，静定结构的全部反力和内力都可以由静力平衡条件确定，且解答是唯一的确定值。因此静定结构的约束反力和内力皆与所使用的材料、截面的形状和尺寸无关；③支座移动、温度变化、制造误差等因素只能使静定结构产生刚体的位移，不会引起反力及内力。

二、 静定结构的计算方法

在材料力学中，杆件横截面的内力用截面法求解，即用假想的截面截取分离体，暴露出所求截面的内力，然后列出分离体的平衡方程，计算支座的反力和内力，绘制结构的内力图。对静定结构受力分析的基本方法就是截面法。本章将对实际工程中应用较广泛的单跨和多跨静定梁、静定平面刚架、三铰拱、静定平面桁架、静定组合结构等常见的静定结构（图3-1）进行了内力分析，并完成内力图的绘制。

(

a)单跨静定梁(b)多跨静定梁

(

c)

静定刚定

(

f)静定组合结构

图3-1 常见静定结构

第一节 单跨和多跨静定梁

力学相关

一、 单跨静定梁

单跨静定梁在工程中应用很广，是组成各种结构的基本构件这一，其受力分析是各种结构受力分析的基础。在材料力学中

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第3章静定结构的内力计算 §3-1概述§3-2多跨静定梁的计算§3-3静定刚架的计算§3-6三铰拱的计算§3-4静定桁架的计算§3-5组合结构的计算§3-7静定结构的特性1

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§3-1概述1静定结构计算的基本原理——平衡 2静定单跨梁的计算 3内力图几个通俗易懂的规律 4叠加原理

1静定结构计算的基本原理——平衡静定结构的任一部分(脱离体)都满足静力平衡方程。∑X=0∑Y=0∑M=0

取脱离体，列平衡方程计算内力，是计算静定结构的捷径，法宝。当你不会计算静定结构内力的时候，当你冥思苦想的时候， 2请你取脱离体，正确答案就在前面。

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内力符号的规定轴力—使杆件产生伸长变形为正，画N N

轴力图要注明正负号。

剪力—使杆微段有顺时针方向转动趋Q Q

势的为正，画剪力图要注明正负号。

M

M

弯矩—弯矩图画在杆件受拉一侧，不注符号。3

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2静定单跨梁的计算(要求牢记)P q m l/2 l/2ql 2 P 2 ql 2

l

l/2

l/2

P 2

m l m 2

Pl 4

ql 2 8

m 2

M图

§1.3 超静定结构的计算

超静定结构是具有多余约束的几何不变体系，仅根据静力平衡条件不能求出其全部支座反力和内力，还须考虑变形协调条件。

计算超静定结构的基本方法是力法和位移法。这两种基本方法的解题思路，都是设法将未知的超静定结构计算问题转换成已知的结构计算问题。转换的桥梁就是基本体系，转换的条件就是基本方程，转换后要解决的关键问题就是求解基本未知量。

1.3.1 力法

力法是以多余未知力为基本未知量、一般用静定结构作为基本结构，以变形协调条件建立基本方程来求解超静定结构内力的计算方法。

（（一）超静定次数的确定一）超静定次数的确定

超静定结构多余约束（或多余未知力）的数目称为超静定次数，用

n表示。

确定超静定次数的方法是：取消多余约束法，即去掉超静定结构中的多余约束，使原结构变成静定结构，所去掉的多余约束的数目即为原结构的超静定次数。

在结构上去掉多余约束的方法，通常有如下几种：

● 切断一根链杆，或者移去一个支座链杆，相当于去掉一个约束； ● 将一个固定支座改成固定铰支座，或将受弯杆件某处改成铰接，相当于去掉一个抗转动约束；

● 去掉一个联结两刚片的铰，或者撤去一个固定铰支座，相当于去掉两个约束；

● 将一梁式杆切断，或者撤去一个固定支

《结构力学》习题集 （上册）

第二章 静定结构内力计算

一、判断题：

1、静定结构的全部内力及反力，只根据平衡条件求得，且解答是唯一的。 2、静定结构受外界因素影响均产生内力，内力大小与杆件截面尺寸无关。 3、静定结构的几何特征是几何不变且无多余约束。 4、图(a)所示结构|MC|?0。

PCaPaDaaB2aAC?(a)

2aaa (b)

5、图(b)所示结构支座A转动?角，MAB = 0， RC = 0。

6、荷载作用在静定多跨梁的附属部分时，基本部分一般内力不为零。

7、图(c)所示静定结构，在竖向荷载作用下，AB是基本部分，BC是附属部分。

ABC

(c)

8、图(d)所示结构B支座反力等于P/2?。

AlPBl?? (d)

9、图(e)所示结构中，当改变B点链杆的方向（不通过A铰）时，对该梁的影响是轴力有变化。

Ｂ Ａ (e)

10、在相同跨度及竖向荷载下，拱脚等高的三铰拱，水平推力随矢高减小而减小。

—— 5 ——

《结构力学》习题集 （上册）

11、图(f)所示桁架有9根零杆。

PPABP13C2P (f)

建筑结构选型

第13章

桁架结构

2013年6月14日星期五

李广军

13. 桁架结构13.1 桁架结构的特点

一、定义：由杆件与铰节点组成的格子式 结构(格构)。 二、桁架结构的发展由来

2013年6月14日星期五

李广军

13.1二、桁架结构的发展

桁架结构的特点

掏空的梁----桁架可以看成是从梁衍化而来

13. 桁架结构13.1 桁架结构的特点与优点一、定义：由杆件与铰节点组成的格子式结构(格构)。二、桁架结构的发展由来

三、桁架结构的计算假定与特点(1)桁架的节点都是光滑的铰节点；

(2)各杆的轴线都是直线并通过铰的中心；(3)荷载和支座反力都作用在节点上。

注：主内力与次内力2013年6月14日星期五 李广军 5

三、桁架结构计算的假定

理想桁架简图假设： 理想光滑铰接； 直杆且过铰心；

力只作用在结点。

只受结点荷载作用的直杆铰接体系2013年6月14日星期五 李广军 6

三、桁架结构计算的假定

2013年6月14日星期五

李广军

四、桁架结构的优点(1)扩大了梁式结构的适用跨度。 (2)桁架可用各种材料制造，如钢筋混凝土、 钢材、木材均可。 (3)桁架是由杆件组成的，桁架体型可以多样

化。如平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架、弧形桁架等型式。 (4)施工方便，桁架可以整体制造