background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

1/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

STATICALLY DETERMINED PLANE BAR 

STURCTURES 

(TRUSSES)

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

2/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

Fram
e

The simplest truss consist of 
three bars connected in 
hinges.

If the only loading will be forces acting at 
hinges then only cross sectional will be 
normal forces which can be found 
considering equilibrium of hinges.

Formal definition: 
A frame is a plane  (2D) set of straight bars connected at hinged joints (corners) loaded 
at hinges by concentrated forces

Truss

Unstabl

e!

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

3/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

Frame

Motivation to use trusses is quite different

Truss

Trusses are aimed to span large areas with a light but durable 
structures

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

4/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

5/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

Under the assumptions:
if the structure consists of straight bars 

connected and loaded

 at hinges

its elements have to bear the normal cross-sectional forces only 

Stru
t

The structure has to be kinematically 
stable!

Tie

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

6/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

Structure has to be kinematically stable, but can be 

statically determine or in-determine!

ν = 2w – p – 
3  

ν < 
0

ν = 
0

ν > 
0

Kinematics

stable

stable

unstabl
e

Statics

determine

In-determine

undefined

w – number of 
joints

p – number of 
bars

Too many 

joints, too few 

bars!

Too many 

bars, too few 

joints

2w = number of 
equations

p +3 = number of 
unknowns

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

7/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

Examples of kinematically and statically 
determination

Externally determined

ν = 2·10 – 16 – 3 
= 1

ν = 2w – p – 
3  

Internally 
indetermined

w = 10, p 
=16

Kionematically 
stable

Internally and 
externally determined

ν = 2·10 – 17 – 3 
= 0

w = 10, p = 
17

ν = 2·10 – 17 – 3 
= 0

w = 10, p = 
17

Internally determined

Externally indetermined

Kinematically 
unstable

Kinematically 
unstable

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

8/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

Normal forces in truss elements are to be found from the fundamental 
axiom that if the whole structure is in equilibrium then any part of it is 
in equilibrium, too. 

Such a part of a structure can be obtained by cutting off the truss 
through three bars not converging in a point (A), or  through two bars 
converging in a node. (B). In the former case we have three equations 
of equilibrium, in the latter – two. 

A node can be cut off; then we have 
two equations of equilibrium (C) , or 

A

B

X

C

X

Y

D

X = 0
Y = 0
M

K

 = 0

X = 0
Y = 0

X = 0

any bar with one equation of 
equilibrium (D).

X = 0
Y = 0

B

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

9/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

Certain bars are required solely for the purpose of keeping a truss 
kinematically stable. The cross-sectional forces in these bars vanish; one 
can call them „0-bars”.

There are three cases in which we can easily spot „0-
bars”:

A. When only two bars converge in a node which is 
free of loading

C. When unloaded node connects three bars, two of 
them being co-linear

B. When a node connects three bars but the loading 
acts along of any of these bars

B

A

C

C

A

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

10/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

How does 

truss 

work?

1

2

5

3

4

6

7

8

9

10

11

12

13

A

B

C

Bars under 
compression

Bars under 
tension 

„0-
bars”

P=2

R=1

R=1

All forces in 
kN

1

2

5

3

4

6

7

8

9

10

11

12

13

1

2

5

3

4

6

7

8

9

10

11

12

13

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

11/10

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-05: Statics 5:Statically determined bar 

structures

Trusses

stop


Document Outline