【兩小時學(xué)完結(jié)構(gòu)力學(xué)】4 結(jié)點法、零桿法、截面法

這里是剛剛度過五一假期前來補檔的某托主教。本節(jié)主要以極簡單的方式學(xué)習(xí)桁架中結(jié)點法和零桿法的零桿法的使用,順帶回顧在材料力學(xué)中極為常見的截面法。茍全及格于期末,不求聞達于高分。

接下來,我們用一道題作為引子,介紹這幾種求桁架桿件內(nèi)力的方法:

結(jié)點法,顧名思義就是取點分析的方法
為了求CF桿的內(nèi)力,我們先取結(jié)點F分析

我們發(fā)現(xiàn),我們還是沒有辦法算出FC桿的內(nèi)力。但我們發(fā)現(xiàn)FC桿的內(nèi)力與FG桿的內(nèi)力相同,那么,我們?nèi)〗Y(jié)點G作為研究對象。

我們知道,這三個力滿足勾股定理,易得斜邊為5m
∑Fy=0 , 3/5FGE=15?, FGE=25kN
∑Fx=0 , FGF+4/5FGE=0 , FGF=-20KN
由此類推,F(xiàn)C桿的內(nèi)力是-20kN,是壓力。

那么,同一道題,這一次我們來求DC的內(nèi)力

零桿法,和之前介紹的二元體法有異曲同工之妙,就是把受力為0的桿件去掉,從而得出要求桿的內(nèi)力。首先,我們介紹兩種零桿的判斷方法

<1>圖被稱為L型零桿,因為y方向上要內(nèi)力和等于0,所以N1=0,同樣N2也必須為0
<2>圖被稱為T型零桿,同樣,N3=0,N1、N2可忽略不看
<3>和<4>不是零桿,在我們做零桿的分析時常常會忘記將桁架所受外力畫上去,這一點在考試中一定要注意,防止粗心大意丟分

我們回到例題,非常簡單,就是一個典型的T型零桿,取結(jié)點D為隔離體,便可以輕松得出NDC內(nèi)力為0


同一道例題,我們用截面法來求CF桿的內(nèi)力

截面法,和材料力學(xué)一樣,在桿件所在的平面做截面

取右側(cè)隔離體

在取完隔離體以后,除了NFC,還有NED、NEC兩個未知力
這時,我們?nèi)點做力矩平衡。易得NFC=-20 , 是壓力

在學(xué)習(xí)了這三種方法以后,我們就要學(xué)會運用這三種方法簡便求解桁架中指定桿件的內(nèi)力,以下是一道例題,要求桿件a、b、c的內(nèi)力。

首先,我們?nèi)サ袅銞U,可知Fa=0

用截面法分析求b桿

可以求得Fb=20kN

用截面法分析求C桿

取下部隔離體,求解支座反力,得到支座反力
兩個支座反力分別是15kN和-5kN
∑Fx=0 , Fc≈21.21kN

這一節(jié)的內(nèi)容較為簡單且容易掌握,最后,仍然將重要知識放在結(jié)尾。
結(jié)點法:取隔離體點,分析各點內(nèi)力。
零桿法:了解T型、L型零桿
截面法,做截面分析內(nèi)力