静定平面刚架的组成特点及类型
刚架是由梁和柱以刚性结点相连组成,优点是将梁柱形成一个刚性整体,结构刚度较大,内力分布较均匀合理,便于形成大空间。
(a)
(b)
(c)
图(a)是车站雨蓬,图(b)是多层多跨房屋,图(c)是具有部分铰结点的刚架。
一、平面刚架结构特点:
静定平面刚架的内力
刚架是由梁柱组成的含有刚结点的杆件结构
l
刚架
梁
桁架
弯矩分布均匀
可利用空间大
2. 静定刚架型式
静定刚架的分类:
简支刚架
悬臂刚架
单体刚架
(联合结构)
三铰刚架
(三铰结构)
复合刚架
(主从结构)
刚架的梁与柱联结处在构造上为刚性联结,即当刚架受力而变形时,汇交于联结处的各杆端之间的夹角始终保持不变。这种结点称为刚结点。具有刚结点是刚架的持点。
刚架的内力是指各杆件中垂直于杆轴的横截面上的弯矩、剪力和轴力。在计算静定刚架时,通常应由整体或某些部分的平衡条件,求出各支座反力和各铰接处的约束力,然后逐杆绘制内力图。
:具有刚结点。
刚架的内力:
静定结构的内力分析
前述有关梁的内力图的绘制方法,对于刚架中的每一杆件同样适用。
刚架杆件中一般有轴力,这是它们与梁的主要区别。应该指出,当荷载与杆轴垂直时,此杆的轴力沿杆轴无变化。
4. 计算刚架内力的一般步骤:
(1)首先计算支反力,一般支反力只有三个,由平衡
方程求得。三铰刚架支反力有四个,须建立补充方程。
(2)按“分段、定点、连线”的方法,逐个杆绘制内
力图。
说明:
(a)M图画在杆件受拉的一侧。
(c)汇交于一点的各杆端截
面的内力用两个下标表示,例如:MAB表示AB杆A端的弯矩。
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MAB
(b) 、的正负号规定同梁。、图可画在杆的任意一侧,但必须注明正负号。
例作图示刚架的内力图
一、求支座反力
二、绘制内力图
1、弯矩图
2、剪力图
3、轴力图
一、求支座反力
由
得
由
得
由
得
由
校核
二、绘制内力图
1、弯矩图:各控制截面弯矩
图d
图b
右侧受拉
右侧受拉
2、剪力图:
由控制截面的弯矩值,即可绘出弯矩图。
图C
下边受拉
校核:
计算无误
分别由图b、c、d所示隔离体,即可求得
即可绘出剪力图
3、轴力图:
分别由图b、c、d所示隔离体,即可求得
绘出轴力图
静定结构的内力分析
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为了校核所作剪力图和轴力图的正确性,可用任一截面截取出刚架的某一部分,检验其平衡条件
是否得到满足。如右图
绘制内力图如下:
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