图解法求屋架杆件内力
根据您提供的内容,**图解法是一种结合了图形和数值计算的方法,用于求解屋架杆件的内力**。这种方法通常涉及将复杂的结构问题简化为图形表示,并通过数学公式进行计算。以下是对图解法求屋架杆件内力的详细分析:,,1. **荷载作用与内力计算**, - **全跨与半跨荷载**:在计算屋架杆件内力时,首先需要了解全跨和半跨单位节点荷载作用下的内力系数。这些系数是通过理论计算或实验数据得出的,它们描述了荷载如何影响杆件的内力分布。, - **节点荷载的作用**:实际的节点荷载是影响杆件内力的重要因素。通过乘以实际的节点荷载,可以计算出杆件的实际内力值。,,2. **数解法与图解法的结合**, - **数解法的应用**:在某些情况下,单独使用数解法(如截面法或节点法)可能无法准确计算三角形再分式屋架杆件的全部内力。这是因为三角形再分式屋架的结构特性使得单凭一种方法难以得到完整的解答。, - **图解法的优势**:图解法通过将复杂的结构问题转化为图形表示,并辅以必要的数学计算,能够有效解决上述问题。这种方法结合了数解法和者图解法的优点,大大简化了计算过程。,,3. **三角形再分式屋架的特殊性**, - **支座反力的重要性**:在三角形再分式屋架中,支座反力是一个关键因素。它不仅决定了屋架的整体刚度,还影响到杆件的内力分布。, - **杆件内力的变号问题**:在三角形再分式屋架中,某些杆件在全跨荷载时可能受拉,而在半跨荷载时可能受压。这种内力的变号现象要求在计算时特别注意荷载作用的变化对杆件内力的影响。,,4. **节间荷载的分配与应用**, - **节间荷载的分配**:对于节间荷载作用的屋架,需要将荷载合理分配到相邻的节点上,然后
图解法求屋架杆件内力
图解法是一种用于求解屋架杆件内力的方法,它通过图形的方式直观地展示力的平衡关系。以下是图解法求屋架杆件内力的具体步骤:
基本原理
图解法的基本原理是利用结构体系受到的杆件轴力和外力形成一个平衡力系,这个平衡力系的力矢量是一个闭合的图形。通过力矢量的特定(包括力的方向和力的大小),根据力矢量平衡关系进行求解。
求解步骤
- 确定支座反力:首先用力的平衡方程求解桁架的支座反力。
- 定义外力和杆件区域:以固定的方向(通常是顺时针方向)确定外力(包括支座反力)之间区域的编号,用英文字母定义外力区域(a, b, c, d, ……),然后用数字定义桁架杆件之间区域(1, 2, 3, 4, 5, ……)。
- 定义内力图的比例尺:定义内力图的比例尺(即单元力的长度),按外力的方向依次序画出桁架的外力矢量图。图中力的大小按比例尺画出,力的方向由力矢量的起点编号和终点编号定义。
- 画出内力矢量:以节点为基准,画出该节点上的杆件的内力矢量。例如,对于节点I,按顺时针,节点上的作用力为a-b的外力,b-1的上弦杆内力,1-a的端竖杆内力。按桁架的上弦杆的方向,b-1的上弦杆内力如图3黑线所示,即b-1的上弦杆内力的力矢量在黑直线上;1-a的端竖杆内力的力矢量在竖直红线上,因此黑线和红线的交点即为两个力矢量的共同端点1。
- 分析内力:从图中可以看出,b-1的上弦杆内力为零,即该段弦杆为零杆;1-a的端竖杆内力的大小为线段ab的长度,即为0.5,而且按顺时针,1-a的端竖杆内力的方向为向上,即对着节点I,因此该内力为压力。上述结论和节点法求解的结论是一致的。按此方法可以分析节点II和节点III的内力,可以得图4的内力矢量图。
注意事项
在计算杆件内力时,不能随意使用力的可传性和力偶的可移性原理,这些原理只有在研究力和力偶对物体的运动效果时才适用,而在研究物体的变形时不适用。
通过上述步骤,可以有效地使用图解法求解屋架杆件的内力。这种方法不仅能够帮助我们理解力的平衡关系,还能够在实际工程中快速地进行内力分析。
屋架设计中的安全系数
图解法与解析法比较
屋架杆件材料选择标准

图解法在其他结构分析中的应用

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