一级结构基础辅导:三铰拱和三铰刚架(2)

发布时间:2010-01-14 共1页

    (二)三铰拱的合理拱轴
    在某种固定荷载作用下,拱的所有截面的弯矩均为零的轴线称为合理拱轴。 


    三铰拱在竖向荷载作用下合理拱轴的一般表达式,可根据合理拱轴的定义,令式 (2—4)等于零,得合理拱轴方程为   
    y=M0/H                                                                            (2—7) 
    图2—8a所示三铰拱承受满跨均布荷载q作用,其具体的合理拱轴方程可按式(2-7)推导如下:
    按图2—8a所示坐标系,将代梁(图2—8b)的弯矩方程
    M0=qx(l-x)/2                                                       
    及拱的水平推力
    H=MC0/f=ql2/8f 
    代人式(2—7)得拱的合理拱轴方程为
    y=4fx(l-x)/l2                                                                     (2—8)
    顺便指出,三铰拱在满跨填料重量作用下的合理拱轴为悬链曲线;在径向均布荷载作用下的合理拱轴为圆弧线。
    (三)三铰刚架的内力计算
    分析图2—9a所示的三铰刚架,绘制其弯矩、剪力、轴力图。
    1.计算支座反力
    计算三铰刚架的支座反力与三铰拱是类似的,除了应用三个整体平衡条件外,还需要利用铰C处弯矩等于零的条件。经计算得 
    HA=1.33qa;VA=24qa
    HB=13.33qa;VB=46qa
    2.计算各杆端截面内力并绘制内力图
    支座反力求出后,各杆端截面内力计算及各内力图的绘制方法,与前述简支刚架的方    法都是相同的,得出的M、V、N图,分别如图2-9b、c、d所示。 
 

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