一级结构基础辅导:三铰拱和三铰刚架(1)结构工程师考试
文章作者 100test 发表时间 2009:03:25 23:25:22
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三铰拱和三铰刚架的内力计算
图2—6(a)所示由曲杆组成的结构在竖向荷载作用下将产生水平反力,这种结构称为 拱形结构。而图2—6(b)所示的结构,在竖向荷载作用下其水平支座反力等于零,这种结 构称为曲梁。图2—6(c)所示为两个曲杆由三个不共线的铰与地基两两相连的三铰拱,它 是工程中常用的静定拱形结构,由于它的支座产生水平推力,基础应具有相应的抗力,故 有时做成图2—6(d)所示的拉杆拱,水平推力由拉杆来承担。
三铰拱由于存在水平推力,故拱轴截面中的弯矩比相同跨度相同荷载的简支梁的弯矩要小,使拱成为主要是承受压力的结构,可采用受压性能强而受拉性能差的材料建造。与简支梁相比,拱形结构可以跨越更大的跨度。
三铰拱的有关术语表示在图2—6(c)中,工程中常用的矢跨比f/l=0.5~1,常用的拱轴方程有二次抛物线,圆弧线,悬链曲线等。
(一)三铰平拱在竖向荷载作用下的支座反力及内力计算
拱脚铰在同一水平线上的三铰拱称为三铰平拱。
支座反力
由图2—7(a)所示三铰拱的整体平衡条件及顶铰C处弯矩为零的条件,可得支座反力的计算公式为