首页 理论教育静定平面刚架内力计算方法

静定平面刚架内力计算方法

【摘要】:静定平面刚架的内力计算同梁一样,仍是用截面法截取隔离体,然后用平衡条件求解。根据荷载情况,将刚架分解成若干杆段,由平衡条件求出杆端内力。该杆上作用有一集中荷载,可以分为CE和EB两个无荷载区段,用截面法求出下列控制截面的弯矩:便可以绘制出该杆弯矩图。根据荷载和已经求出的反力,可以用截面法求出杆件各个控制截面的剪力和轴力,从而绘制出整个钢架的剪力图和轴力图,如图12-18、所示。

静定平面刚架的内力计算同梁一样,仍是用截面法截取隔离体,然后用平衡条件求解。其解题步骤通常如下:

(1)由整体或某些部分的平衡条件求出支座反力或连接处的约束反力。

(2)根据荷载情况,将刚架分解成若干杆段,由平衡条件求出杆端内力。

(3)根据杆端内力运用叠加法逐杆绘制内力图,从而得到整个刚架的内力图。

注意:刚架若为组合刚架,则与多跨静定梁一样,应先计算附属部分,然后再计算基本部分。

在计算内力时,为了使内力的符号不致发生混淆,在内力符号的右下方加用两个下标来表明内力所属的杆及杆端截面,其中两个下标一起共同表示内力所属的杆,而第一个下标又表示该内力所属的杆端截面。以弯矩为例,以MAB和MBA分别表示AB杆的A端和B端的弯矩。

在刚架中,弯矩图纵坐标规定画在杆件受拉纤维一边,不用注明正负号。剪力以使隔离体有顺时针转动趋势为正,反之为负,剪力图可画在杆件的任一侧,但要注明正负号。轴力以拉力为正,压力为负,轴力图也可画在杆件的任一侧,也要注明正负号。

【例12-3】试求图12-18刚架的支座反力,并作出刚架的内力图。

图12-18 例12-3图

解:(1)计算支座反力。此为一简支刚架,反力只有三个,考虑刚架的整体平衡,有

(2)绘制内力图。作弯矩图时需要逐杆考虑。

首先,考虑CD杆,该杆为一悬臂梁,故其弯矩图可以直接绘出。其C端弯矩为

其次,考虑CB杆。该杆上作用有一集中荷载,可以分为CE和EB两个无荷载区段,用截面法求出下列控制截面的弯矩:

便可以绘制出该杆弯矩图。

最后,考虑AC杆件。该杆受均布荷载,可以用叠加法来绘制其弯矩图。先求出该杆两端弯矩:

最后,可得整个刚架的弯矩图,如图12-18(b)所示。

在绘制剪力图和轴力图时同样逐杆考虑。根据荷载和已经求出的反力,可以用截面法求出杆件各个控制截面的剪力和轴力,从而绘制出整个钢架的剪力图和轴力图,如图12-18(c)、(d)所示。