❶ 桁架的整體剛度是以什麼來保障的
房屋建築用的桁架,一般僅進行靜力計算;對於風力、地震力、運行的車輛和運轉的機械等動荷載,則化為乘以動力系數的等效靜荷載進行計算;特殊重大的承受動荷載的桁架,如大跨度橋梁和飛機機翼等,則需按動荷載進步履力分析(見荷載)。支撐系統有上弦支撐、下弦支撐、垂直支撐和桁架租賃共同組成空間穩定體系。桁架的高度與跨度之比,通常採用1/6~1/12,在設計手冊和規范中均有具體規定。計算次應力需考慮桿件軸向變形,可用超靜定結構的方法或有限元法求解。平面桁架一般按理想的鉸接桁架進行計算,即假設荷載施加在桁架節點上(如果荷載施加在節間時,可按簡支梁換算為節點荷載),並和桁架的全部桿件均在同一平面內,桿件的重心軸在一直線上,節點為可自由動彈的鉸接點。
工程用的桁架節點,一般是具有一定剛性的節點而不是理想的鉸接節點,由於節點剛性的影響而出現的桿件彎曲應力和軸向應力稱為次應力。從力學方面分析,桁架租賃外形與簡支梁的彎矩圖相似時,上下弦桿的軸力分布均勻,腹桿軸力小,用料最省;從材料與製造方面分析,木桁架做成三角形,鋼桁架採用梯形或平行弦形,鋼筋混凝土與預應力混凝土桁架為多邊形或梯形為宜。根據桁架桿件所用的材料和計算所得出的內力,選擇合適的截面應能保證桁架租賃的整體剛度和穩定性以及各桿件的強度和局部穩定,以滿意使用要求。
❷ 求解桿件內力的基本方法
1、結點法
考慮桁架各結點的平衡,結點承受匯交力系作用,逐次建立各結點的投影平衡方程,可求出所有的未知桿力,這種方法稱結點法,最適用於簡單桁架。
2、截面法
有時只需求少數桿件內力或者對於聯合桁架和復雜桁架,結點法無法奏效時,需用截面法。有選擇地截斷桿件(一般不超過三桿)以桁架的局部為平衡對象,考慮其中任一部分平衡,由平衡方程即可求得所需桿件軸力。
考慮桁架各結點的平衡,結點承受匯交力系作用,逐次建立各結點的投影平衡方程,可求出所有的未知桿力,這種方法稱結點法,最適用於簡單桁架。求解時宜根據組成特點先判定零桿,並盡可能避免解聯立方程。
有時只需求少數桿件內力或者對於聯合桁架和復雜桁架,結點法無法奏效時,需用截面法。有選擇地截斷桿件(一般不超過三桿)以桁架的局部為平衡對象,考慮其中任一部分平衡,由平衡方程即可求得所需桿件軸力。
對於某些桁架(如K式桁架),聯合應用結點法和截面法更有效。對於桿件很多的復雜桁架或空間桁架,最好的選擇應是計算機方法。
❸ 桁架是什麼意思
桁架是什麼意思是由若干桿件組成的構架。用以跨越空間,承受重量。廣泛用於房屋結構和橋梁工程,比實體梁用料省、重量輕,能適應較大的跨度。可由鋼、木或鋼筋混凝土等材料構成。
5、本文主旨在探討三維桁架受風載重風力系數之分析。
6、飛機機架由自行設計的三棱錐懸挑桁架結構組合而成。
7、剪切變形對自升式塔機桁架結構塔身彎曲變形的影響不容忽視。
8、介紹了天生橋一級水電站引水道進水塔大跨度鋼桁架橋施工的全過程,包括製作、運輸、安裝、試驗等幾個部分。
9、對於超大跨度鋼管混凝土拱橋,由於受模型縮尺比所限,通常在氣彈模型試驗中不能單獨模擬出拱肋中單根鋼管的剛度,目前常採用集中剛度法用一個芯棒模擬整個鋼管桁架的剛度。
10、打黑渡怒江大橋拱架為鋼結構,採用萬能桿件拼裝而成,形成空間桁架。
11、本文針對周邊式桁架可展開天線進行了基於優化方法的網面調整。
12、雙懸臂梁吊裝法解決了大型鋼桁架高空吊裝問題,且省工、省料,實踐證明,該法安全、可靠,較為實用。
13、作者利用有限元分析軟體對一個平面桁架模型進行了模態分析,並用語言編製程序計算該結構的柔度差值曲率。
14、坊塔主舞台及後舞台的柵頂、天橋屬於吊掛結構,在施工過程中需先施工屋面桁架,然後安裝吊掛結構,即採取鋼結構逆作法。
15、通過對一鋼結構住宅建築方案實例的空間分析,說明了錯列桁架結構體系在各種荷載工況下的受力特性。
❹ 桁架節點法哪個節點都可以算嘛
不可以。 桁架簡單來說就是由一些桿件彼此在兩端按一定的方式連接形成一個幾何形狀的結構,再說節點,節點就是桁架中各桿件連接點就是節點 桁架的計算方法就是採用兩種方法,節點法,截面法。
節點法,首先假設某個對象節點周圍的桿件隔斷,將其作為研究對象建立平衡方程,利用平 衡條件求解桁架內力的方法。截面法,就是選用恰當的截面截取桁架的一部,作為研究對象,建立平衡方程,利用平衡條件求解析內力的方法,這就是桁架的細節了解。
桁架節點法如下:一個節點方程可求兩個未知力,一般從支座節點開始,依次進行。對於某節點去掉桿件沿桿件方向代之以力,可統一假設為拉力(求得力是負值就表示是壓力),
❺ 結構力學與材料力學
結構力學是固體力學的一個分支,它主要研究工程結構受力和傳力的規律,以及如何進行結構優化的學科。所謂工程結構是指能夠承受和傳遞外載荷的系統,包括桿、板、殼以及它們的組合體,如飛機機身和機翼、橋梁、屋架和承力牆等。
結構力學的任務是:研究在工程結構在外載荷作用下的應力、應變和位移等的規律;分析不同形式和不同材料的工程結構,為工程設計提供分析方法和計算公式;確定工程結構承受和傳遞外力的能力;研究和發展新型工程結構。
觀察自然界中的天然結構,如植物的根、莖和葉,動物的骨骼,蛋類的外殼,可以發現它們的強度和剛度不僅與材料有關,而且和它們的造型有密切的關,很多工程結構就是受到天然結構的啟發而創制出來的。結構設計不僅要考慮結構的強度和剛度,還要做到用料省、重量輕.減輕重量對某些工程尤為重要,如減輕飛機的重量就可以使飛機航程遠、上升快、速度大、能耗低。
結構力學的發展簡史
人類在遠古時代就開始製造各種器物,如弓箭、房屋、舟楫以及樂器等,這些都是簡單的結構。隨著社會的進步,人們對於結構設計的規律以及結構的強度和剛度逐漸有了認識,並且積累了經驗,這表現在古代建築的輝煌成就中,如埃及的金字塔,中國的萬里長城、趙州安濟橋、北京故宮等等。盡管在這些結構中隱含有力學的知識,但並沒有形成一門學科。
就基本原理和方法而言,結構力學是與理論力學、材料力學同時發展起來的。所以結構力學在發展的初期是與理論力學和材料力學融合在一起的。到19世紀初,由於工業的發展,人們開始設計各種大規模的工程結構,對於這些結構的設計,要作較精確的分析和計算。因此,工程結構的分析理論和分析方法開始獨立出來,到19世紀中葉,結構力學開始成為一門獨立的學科。
19世紀中出現了許多結構力學的計算理論和方法。法國的納維於1826年提出了求解靜不定結構問題的一般方法。從19世紀30年代起,由於要在橋樑上通過火車,不僅需要考慮橋梁承受靜載荷的問題,還必須考慮承受動載荷的問題,又由於橋梁跨度的增長,出現了金屬桁架結構。
從1847年開始的數十年間,學者們應用圖解法、解析法等來研究靜定桁架結構的受力分析,這奠定了桁架理論的基礎。1864年,英國的麥克斯韋創立單位載荷法和位移互等定理,並用單位載荷法求出桁架的位移,由此學者們終於得到了解靜不定問題的方法。
基本理論建立後,在解決原有結構問題的同時,還不斷發展新型結構及其相應的理論。19世紀末到20世紀初,學者們對船舶結構進行了大量的力學研究,並研究了可動載荷下的梁的動力學理論以及自由振動和受迫振動方面的問題。
20世紀初,航空工程的發展促進了對薄壁結構和加勁板殼的應力和變形分析,以及對穩定性問題的研究。同時橋梁和建築開始大量使用鋼筋混凝土材料,這就要求科學家們對鋼架結構進行系統的研究,在1914年德國的本迪克森創立了轉角位移法,用以解決剛架和連續梁等問題。後來,在20~30年代,對復雜的靜不定桿系結構提出了一些簡易計算方法,使一般的設計人員都可以掌握和使用了。
到了20世紀20年代,人們又提出了蜂窩夾層結構的設想。根據結構的「極限狀態」這一概念,學者們得出了彈性地基上樑、板及剛架的設計計算新理論。對承受各種動載荷(特別是地震作用)的結構的力學問題,也在實驗和理論方面做了許多研究工作。隨著結構力學的發展,疲勞問題、斷裂問題和復合材料結構問題先後進入結構力學的研究領域。
20世紀中葉,電子計算機和有限元法的問世使得大型結構的復雜計算成為可能,從而將結構力學的研究和應用水平提到了一個新的高度。
結構力學的學科體系
一般對結構力學可根據其研究性質和對象的不同分為結構靜力學、結構動力學、結構穩定理論、結構斷裂、疲勞理論和桿系結構理論、薄壁結構理論和整體結構理論等。
結構靜力學是結構力學中首先發展起來的分支,它主要研究工程結構在靜載荷作用下的彈塑性變形和應力狀態,以及結構優化問題。靜載荷是指不隨時間變化的外載入荷,變化較慢的載荷,也可近似地看作靜載荷。結構靜力學是結構力學其他分支學科的基礎。
結構動力學是研究工程結構在動載荷作用下的響應和性能的分支學科。動載荷是指隨時間而改變的載荷。在動載荷作用下,結構內部的應力、應變及位移也必然是時間的函數。由於涉及時間因素,結構動力學的研究內容一般比結構靜力學復雜的多。
結構穩定理論是研究工程結構穩定性的分支。現代工程中大量使用細長型和薄型結構,如細桿、薄板和薄殼。它們受壓時,會在內部應力小於屈服極限的情況下發生失穩(皺損或曲屈),即結構產生過大的變形,從而降低以至完全喪失承載能力。大變形還會影響結構設計的其他要求,例如影響飛行器的空氣動力學性能。結構穩定理論中最重要的內容是確定結構的失穩臨界載荷。
結構斷裂和疲勞理論是研究因工程結構內部不可避免地存在裂紋,裂紋會在外載荷作用下擴展而引起斷裂破壞,也會在幅值較小的交變載荷作用下擴展而引起疲勞破壞的學科。現在我們對斷裂和疲勞的研究歷史還不長,還不完善,但斷裂和疲勞理論目前得發展很快。
在結構力學對於各種工程結構的理論和實驗研究中,針對研究對象還形成了一些研究領域,這方面主要有桿系結構理論、薄壁結構理論和整體結構理論三大類。整體結構是用整體原材料,經機械銑切或經化學腐蝕加工而成的結構,它對某些邊界條件問題特別適用,常用作變厚度結構。隨著科學技術的不斷進展,又涌現出許多新型結構,比如20世紀中期出現的夾層結構和復合材料結構。
結構力學的研究方法主要有工程結構的使用分析、實驗研究、理論分析和計算三種。在結構設計和研究中,這三方面往往是交替進行並且是相輔相成的進行的。
使用分析就是在結構的使用過程中,對結構中出現的情況進行分析比較和總結,這是易行而又可靠的一種研究手段。使用分析對結構的評價和改進起著重要作用。新設計的結構也需要通過使用來檢驗性能。
實驗研究能為鑒定結構提供重要依據,這也是檢驗和發展結構力學理論和計算方法的主要手段。實驗研究分為三類:模型實驗、真實結構部件實驗、真實結構實驗。例如,飛機地面破壞實驗、飛行實驗和汽車的碰撞實驗等。
結構的力學實驗通常要耗費較多的人力、物力和財力,因此只能有限度地進行,特別是在結構設計的初期階段,一般多依靠對結構部件進行理論分析和計算。
在固體力學領域中,材料力學為結構力學的發展提供了必要的基本知識,彈性力學和塑性力學又是結構力學的理論基礎,另外結構力學還與其它物理學科結合形成許多邊緣學科,比如流體彈性力學等。
結構力學是一門古老的學科,又是一門迅速發展的學科。新型工程材料和新型工程結構的大量出現,向結構力學提供了新的研究內容並提出新的要求。計算機的發展,為結構力學提供了有力的計算工具。另一方面,結構力學對數學及其他學科的發展也起了推動作用。有限元法這一數學方法的出現和發展就與結構力學的研究有密切關系。
其它力學分支學科
靜力學、動力學、流體力學、分析力學、運動學、固體力學、材料力學、復合材料力學、流變學、結構力學、彈性力學、塑性力學、爆炸力學、磁流體力學、空氣動力學、理性力學、物理力學、天體力學、生物力學、計算力學
主要物理學分支
物理學概覽、力學、熱學、光學、聲學、電磁學、核物理學、固體物理學