第三章第五节静定结构的内力分析（三）

gaocen · 发表于 2013-1-28 09:24:48

本帖最后由 gaocen 于 2013-1-28 09:34 编辑

二、静定刚架

静定平面刚架的常见型式有简支刚架、悬臂刚架（图 3-39a 、 b ）、三铰刚架（图 3 -39 c）和多跨（或多层）刚架（图 3 -39d ）等。简支或悬臂刚架由单片刚接杆件与基础直接相连，它有三个支座反力。三铰刚架由两片刚接杆件与基础之间通过三个铰两两铰接而成，有四个支座反力；三铰刚架的一个重要受力特性是在竖向荷载作用下会产生水平反力（即推力）。多跨（或多层）静定刚架则与多跨静定梁类似，其各部分可以分为基本部分（如图 3-39d 中的 ACB 部分）和附属部分（如图 3 -39d 中的 DEF 部分）。

1 ．简支和悬臂刚架的计算

第三章第五节静定结构的内力分析（三）,竖向,荷载,支座,求出,弯矩,注册建筑师考试论坛,forum

简支和悬臂刚架（图 3 -39a 、 b ）只有三个支座反力，内力分析时可先由整体刚架的三个平衡方程求出三个反力，再用截面法求出各杆件控制截面上的内力，最后根据内力图的形状特征作出内力图。对于刚架的悬臂部分，也可先不求支座反力，而直接用截面法求出悬臂杆各控制截面上的内力。

2 ．三铰刚架的计算

三铰刚架（图 3 一 39 c）有四个支座反力。计算反力时，除了利用整体结构建立三个平衡方程外，还需在中间铰处截开，取截面任一侧部分为隔离体，根据对中间铰的力矩平衡再建立一个方程，这样就能顺利求出所有的反力。

三、三铰拱

三铰拱（图3 -44a ）是一种静定的拱式结构，它由两片曲杆与基础间通过三个铰两两铰接而成，与三铰刚架的组成方式类似。三铰拱在竖向荷载作用下会产生水平推力，与三铰刚架一样都属于推力结构。为避免产生水平推力，有时在三铰拱的两个拱脚间设置拉杆来消除支座所承受的推力，这就是所谓的带拉杆的三铰拱（图 3-44b ）。

对于图3-45 所示的结构，由于在竖向荷载作用下不产生水平反力，因此不属于拱结构，而只是一般的曲梁结构。

1 ．三铰拱的反力和内力

三铰拱的支座反力的计算方法与三铰刚架完全一样。在竖向荷载作用下，三铰拱的竖向反力和水平推力分别为：

式中V0A、V0B和M0C分别为相应简支梁的竖向反力及与铰 C 对应截面的弯矩（参见图 3-46b ）。

支座反力求得后，拱轴截面的内力可利用截面法进一步求出。在竖向荷载作用下，拱上任一截面的内力为：

从上述三铰拱的反力和内力图的计算结果可以看到，三铰拱有其自身的受力特点：

（1）在竖向荷载作用下，拱有水平推力；

（2）由于推力的存在，拱截面上的弯矩比相应简支梁的弯矩要小，从而使拱结构主要承受压力，能更好地发挥材料性能。

2 ．合理拱轴线

拱结构是以受压为主的结构。在给定荷载作用下，如果能合理地设计拱轴线方程，可以使拱上各截面弯矩、剪力为零，只承受轴力。这样的拱轴线称为拱的合理拱轴线。

在竖向荷载作用下，三铰拱的弯矩方程为M=M0-Hy，令 M=0 即可得合理拱轴线方程为：

例如，在满跨均布荷载作用下，简支梁的弯矩方程为一抛物线方程，故此时三铰拱的合理轴线为一抛物线。

全方位的360建筑网，我们大家的建筑论坛。

说明：本站仅支持QQ注册，请直接使用QQ注册，之后有验证邮箱、更改头像等操作。
如果您的帖子进入 “审核状态”，请联系网站客服QQ，看是否 “违规” 。
“共享币”不够？快来这里赚“共享币”吧：
1.可以：点击下面的分享按钮或右侧的浮动分享按钮或扫描二维码分享，赚“共享币”；
2.可以：“建筑币”兑换“共享币”哦；
3.可以：上传并出售资料赚“共享币”哦。
4.本网站严禁发布违法信息，请大家发帖前先看这里！

积分规则详见：积分规则。