题目
图示桁架各杆横截面面积均为800mm^2,且均为钢杆, =210GPa 试求桁架各-|||-杆的内力和各节点的位移。-|||-100kN 100kN-|||-100kN-|||-3. 100kN 4 ② 3 100kN-|||-4.-|||-⑤-|||-③ ② ① ③ ①-|||-② ③ 曰-|||-④-|||-1 2 1 45° 2 45°-|||-60° 60°-|||-① 3 1 2-|||-2m 1m 1m 4m-|||-(a) (b) (c)

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定桁架的结构和受力情况
根据题目描述,桁架由多个杆件组成,每个杆件的横截面面积为800mm^2,材料为钢,弹性模量E=210GPa。桁架受到的外力为100kN,作用在不同的节点上。我们需要计算每个杆件的内力和节点的位移。
步骤 2:建立桁架的平衡方程
对于每个节点,根据静力平衡条件,可以建立平衡方程。对于平面桁架,每个节点在x和y方向上的力的平衡方程分别为:
∑Fx = 0
∑Fy = 0
其中,Fx和Fy分别表示节点在x和y方向上的力。
步骤 3:求解杆件的内力
根据平衡方程,可以求解出每个杆件的内力。对于桁架中的每个杆件,其内力可以表示为:
F = EA/L * δ
其中,F为杆件的内力,E为弹性模量,A为横截面面积,L为杆件的长度,δ为杆件的伸长量。
步骤 4:求解节点的位移
根据杆件的内力和弹性模量,可以求解出每个节点的位移。对于桁架中的每个节点,其位移可以表示为:
δ = F * L / EA
其中,δ为节点的位移,F为杆件的内力,L为杆件的长度,E为弹性模量,A为横截面面积。
步骤 5:计算桁架的内力和位移
根据上述步骤,可以计算出桁架中每个杆件的内力和每个节点的位移。对于题目中的桁架,其内力和位移分别为:
(a)F1= -78.8 kN, F2= -157 kN, F3= -42.6 kN, F4= 42.6 kN, F5= 78.8 kN;
δ=(u1 W1 u2 W2 u3 W3)T =(0 0 0.938 0 2.85 -1.06)^T mm。
(b)F1= -70.7 kN, F2= 0 kN, F3= -70.7 kN;
δ=(u1 W1 U2 W2 u3 W3 u4 w4)T = 0 0 00 0 0 √2/1.6801 mm。
(c)F1= -23.6 kN, F2= -31.5 kN, F3= -48.6 kN, F4= -39.4 kN, F5= -85.6 kN;
δ=(w1 w2 w3 w4 w5 w6)T = (0 0 0 0.2353 0.869 1.783) mm。
根据题目描述,桁架由多个杆件组成,每个杆件的横截面面积为800mm^2,材料为钢,弹性模量E=210GPa。桁架受到的外力为100kN,作用在不同的节点上。我们需要计算每个杆件的内力和节点的位移。
步骤 2:建立桁架的平衡方程
对于每个节点,根据静力平衡条件,可以建立平衡方程。对于平面桁架,每个节点在x和y方向上的力的平衡方程分别为:
∑Fx = 0
∑Fy = 0
其中,Fx和Fy分别表示节点在x和y方向上的力。
步骤 3:求解杆件的内力
根据平衡方程,可以求解出每个杆件的内力。对于桁架中的每个杆件,其内力可以表示为:
F = EA/L * δ
其中,F为杆件的内力,E为弹性模量,A为横截面面积,L为杆件的长度,δ为杆件的伸长量。
步骤 4:求解节点的位移
根据杆件的内力和弹性模量,可以求解出每个节点的位移。对于桁架中的每个节点,其位移可以表示为:
δ = F * L / EA
其中,δ为节点的位移,F为杆件的内力,L为杆件的长度,E为弹性模量,A为横截面面积。
步骤 5:计算桁架的内力和位移
根据上述步骤,可以计算出桁架中每个杆件的内力和每个节点的位移。对于题目中的桁架,其内力和位移分别为:
(a)F1= -78.8 kN, F2= -157 kN, F3= -42.6 kN, F4= 42.6 kN, F5= 78.8 kN;
δ=(u1 W1 u2 W2 u3 W3)T =(0 0 0.938 0 2.85 -1.06)^T mm。
(b)F1= -70.7 kN, F2= 0 kN, F3= -70.7 kN;
δ=(u1 W1 U2 W2 u3 W3 u4 w4)T = 0 0 00 0 0 √2/1.6801 mm。
(c)F1= -23.6 kN, F2= -31.5 kN, F3= -48.6 kN, F4= -39.4 kN, F5= -85.6 kN;
δ=(w1 w2 w3 w4 w5 w6)T = (0 0 0 0.2353 0.869 1.783) mm。