【两小时学完结构力学】4 结点法、零杆法、截面法

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【两小时学完结构力学】4 结点法、零杆法、截面法

2023-11-26 04:53| 来源: 网络整理| 查看: 265

这里是刚刚度过五一假期前来补档的某托主教。本节主要以极简单的方式学习桁架中结点法和零杆法的零杆法的使用,顺带回顾在材料力学中极为常见的截面法。苟全及格于期末,不求闻达于高分。

接下来,我们用一道题作为引子,介绍这几种求桁架杆件内力的方法:

第四节例题

结点法,顾名思义就是取点分析的方法

为了求CF杆的内力,我们先取结点F分析

结点F受力情况

我们发现,我们还是没有办法算出FC杆的内力。但我们发现FC杆的内力与FG杆的内力相同,那么,我们取结点G作为研究对象。

结点G受力情况

我们知道,这三个力满足勾股定理,易得斜边为5m

∑Fy=0 , 3/5FGE=15 , FGE=25kN

∑Fx=0 , FGF+4/5FGE=0 , FGF=-20KN

由此类推,FC杆的内力是-20kN,是压力。

那么,同一道题,这一次我们来求DC的内力

求 DC杆内力

零杆法,和之前介绍的二元体法有异曲同工之妙,就是把受力为0的杆件去掉,从而得出要求杆的内力。首先,我们介绍两种零杆的判断方法

判断零杆

图被称为L型零杆,因为y方向上要内力和等于0,所以N1=0,同样N2也必须为0

图被称为T型零杆,同样,N3=0,N1、N2可忽略不看

和不是零杆,在我们做零杆的分析时常常会忘记将桁架所受外力画上去,这一点在考试中一定要注意,防止粗心大意丢分

和不是零杆

我们回到例题,非常简单,就是一个典型的T型零杆,取结点D为隔离体,便可以轻松得出NDC内力为0

易得Ndc为0

同一道例题,我们用截面法来求CF杆的内力

求CF杆内力

截面法,和材料力学一样,在杆件所在的平面做截面

截面法求CF杆内力

取右侧隔离体

取右侧隔离体

在取完隔离体以后,除了NFC,还有NED、NEC两个未知力

这时,我们取E点做力矩平衡。易得NFC=-20 , 是压力

在学习了这三种方法以后,我们就要学会运用这三种方法简便求解桁架中指定杆件的内力,以下是一道例题,要求杆件a、b、c的内力。

简便计算例题

首先,我们去掉零杆,可知Fa=0

零杆分析

用截面法分析求b杆

做截面1

可以求得Fb=20kN

计算Fb

用截面法分析求C杆

做截面2

取下部隔离体,求解支座反力,得到支座反力

两个支座反力分别是15kN和-5kN

∑Fx=0 , Fc≈21.21kN

这一节的内容较为简单且容易掌握,最后,仍然将重要知识放在结尾。

结点法:取隔离体点,分析各点内力。

零杆法:了解T型、L型零杆

截面法,做截面分析内力



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