用CAD計(jì)算桁架內(nèi)力.doc

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用CAD計(jì)算桁架內(nèi)力。 摘要： 一個(gè)平面匯交力系的平衡條件是其力多邊形必須閉合,依其條件,利用圖解法和計(jì)算機(jī)中的AUTO CAD繪圖工具,迅速準(zhǔn)確地求解一個(gè)結(jié)點(diǎn)上的兩個(gè)未知力,并以其類推求解桁架各桿內(nèi)力。特別在復(fù)雜的桁架內(nèi)力計(jì)算中更顯示其法優(yōu)越性。 關(guān)鍵詞： CAD 桁架 內(nèi)力 一般靜定平面桁架的內(nèi)力分析采用截面法、節(jié)點(diǎn)法和圖解法。簡(jiǎn)單的桁架內(nèi)力可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)法求解,但多節(jié)點(diǎn)的平面桁架將會(huì)有大量的、復(fù)雜的計(jì)算;圖解法亦往往由于手工作圖、量圖的偏差而影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以,在工程設(shè)計(jì)中當(dāng)遇到桁架計(jì)算或選用通用圖需進(jìn)行桁架內(nèi)力復(fù)核時(shí)(如屋架上吊掛荷重,屋架為非標(biāo)準(zhǔn)尺寸),不免會(huì)感到數(shù)解法的繁雜以及計(jì)算起來(lái)需要較長(zhǎng)的時(shí)間和細(xì)致耐心的工作。筆者在具體工程設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn):運(yùn)用圖解法并結(jié)合工作面上的計(jì)算機(jī)AUTO CAD來(lái)進(jìn)行桁架內(nèi)力計(jì)算,可迅速方便地繪制、修改和測(cè)量圖形,得到精確的計(jì)算結(jié)果。其具體作法如下: (1)進(jìn)入AUTO CAD工作環(huán)境。 (2)以一定的比例(如1∶1,1∶10等)繪制桁架計(jì)算簡(jiǎn)圖,如圖1。 圖1 (3)先從圖1節(jié)點(diǎn)a開始復(fù)制［COPY］a節(jié)點(diǎn)處的桿件(圖1點(diǎn)虛線),得其隔離體,如圖2(a)所示,作用于節(jié)點(diǎn)a的力有已知力R,Nab和未知力Nac，Nae;由節(jié)點(diǎn)力的平衡條件:其節(jié)點(diǎn)處各力所組成的力多邊形閉合,繪制其力多邊形。按指定距離偏移命令［OFFSET］,偏移ae直線,其指定距離為已知豎向力的值238(R－Nab=256－18=238),得力多邊形一邊aa′,見(jiàn)圖2(b);采用圖形切角命令［CHAMFER］點(diǎn)取代表各桿件的直線,使其兩兩相交,即得閉合三角形,并根據(jù)力在多邊形中首尾相聯(lián)的特點(diǎn)標(biāo)注力的指向,見(jiàn)圖2(d);最后采用圖形數(shù)據(jù)查詢命令［LIST］分別點(diǎn)取線段,即得線段長(zhǎng)度為對(duì)應(yīng)桿件力的大小,并將其值標(biāo)注在圖上。 圖2 (4)從圖1上拷?。跜OPY］c節(jié)點(diǎn)處各桿,得到c節(jié)點(diǎn)的隔離體,如圖3(a)所示,作用于該節(jié)點(diǎn)的力有已知力P和Nac,未知力Ncd,Nce,同樣可作出代表力P的線段長(zhǎng)度,并從圖2(d)中拷取［COPY］力Nac到力P的尾部,使兩力首尾相聯(lián)(注意:力Nca與Nac大小相等,方向相反);移動(dòng)［MOVE］并輔以捕捉命令將cd移到力Nca的尾部,如圖3(c),然后采用切角命令［CHAMFER］點(diǎn)取直線,得其閉合多邊形,并根據(jù)力的首尾相聯(lián)特征標(biāo)注力的方向,采用命令［LIST］查詢線段長(zhǎng)度,得其對(duì)應(yīng)桿件力的大小,并將其值標(biāo)注在力多邊形上。 圖3 (5)以此類推,可求各節(jié)點(diǎn)上的各桿內(nèi)力,如圖4、圖5。最后根據(jù)力的指向判斷桿件是壓桿還是拉桿,指向節(jié)點(diǎn)的為壓桿,遠(yuǎn)離節(jié)點(diǎn)的為拉桿。 圖4 綜上所述,只要有AUTO CAD 的基本操作知識(shí)和圖桁架的內(nèi)力就可通過(guò)圖解法，利用AUTO CAD迅速、便捷地求出。特別在復(fù)雜的桁架內(nèi)力計(jì)算中，更能顯示此法的優(yōu)越性。