在本文中,您将学习如何使用节点平衡法计算静定桁架构件的受力。.
节点平衡法
节点平衡(分离)法 是用于解决桁架问题的方法之一。许多人认为这是一种最简单的分析方法,但同时也是一种需要大量计算的劳动密集型方法,尤其是在桁架有大量节点和构件的情况下。.
其他方法包括
- 里特法 - 分析诊断法
- 克雷莫纳方法--绘图
这种方法是通过连续分离节点(即构件的连接点)来计算桁架构件的法向力。.
| 重要的是,我们要计算的节点有一个 最多两根竿 的法向力。由于我们有两个平衡方程(水平力和垂直力),我们可以从这些方程中计算出最多两个未知力。. |
桁架解决方案手册
下面是解决桁架问题的配方和要点说明:
- 节点名称 - 连续数字(1、2、3......)或英文字母(A、B、C......)
- 杆件名称 - 通常为连续数字(1、2、3...)
- 确定支撑物中的反应
- 根据平衡方程式(Fx、Fy、Mi)计算支撑反应
- 根据平衡方程(Fx、Fy)分离节点并计算杆件中的力
- 检查最后一个节点 - 可选
- 汇总表(条形码 -> 法向力)
- 绘制桁架图,并标出杆件中的力值
节点平衡法 - 任务解决方案示例
下面是我们要解决的桁架问题的示意图。桁架由 6 个节点和 9 根杆件组成。它受到三个集中力 P1=2 kN、P2=6 kN 和 P3=3 kN 的作用。.
在支座中,我为节点 1 中的滑动枢轴支座添加了支座反力 R1,为节点 4 中的非滑动枢轴支座添加了支座反力 H4 和 V4。 作为提醒,您将在本节中找到支座和支座反力的类型。 条目

下一步,我们将根据三个平衡方程计算支持反应。.

| 本帖中使用的所有示例都是在我的 桁架计算器. .在此应用程序中,您将确定桁架构件的支撑反力和法向力。分步计算,绘制每个节点的受力图并进行分析计算。欢迎试用 |
计算出支撑反力值后,我们就可以进行下一步,即分离节点。在本例中,我们将从 1 号节点开始。 在该节点中,我们有两个未知的杆件 N1-5 和 N1-2。 45 度角是由杆件系统的几何形状造成的。.
节点 1

上图显示了节点 1 的受力图以及条形图 1-2 和 1-5 的受力计算结果。 这些受力是根据平衡条件计算得出的 水平力投影之和 和 垂直力投影之和 必须为零。横杆 1-2 处于拉伸状态,因为力的值为正。相反,横杆 1-5 处于压缩状态,因为力的值为负。.
我们要处理的下一个节点是 4 号节点。 在这个节点上,我们还有 4-3 号和 4-6 号杆的两个未知力。 我们还使用了水平力投影之和和垂直力投影之和的平衡条件。.
节点 4

| 在绘制连续节点的力时,请记住施加在节点上的反作用力或外力。节点平衡解法中的一个常见错误就是忽略了这些力。. |
我们以同样的方法处理后面的节点,同时牢记横梁中未知力的最大数量是两个。.
节点 3

节点 2

节点 5

计算出钢筋中的所有法向力后,我们就可以编制钢筋中的钢筋力组合表--拉伸/压缩工作模式。.

此外,最好绘制整个桁架图,并标出构件的受力值。红色表示受拉构件,蓝色表示受压构件。黑色代表零点杆件(如果有的话)。.

平衡节点的桁架输入法--任务到此结束
谢谢。.
