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结构力学:组合结构概述

【摘要】:组合结构是由承受弯矩、剪力和轴力的梁式杆和只承受轴力的链杆组成的结构。在组合结构中,利用链杆的受力特点,能较充分地利用材料,并从加劲的角度出发,改善了梁式杆的受力状态,因而组合结构广泛应用于建筑中的屋架、吊车梁以及桥梁中的承重结构等较大跨度的建筑物中。

组合结构是由承受弯矩剪力和轴力的梁式杆和只承受轴力的链杆组成的结构。在组合结构中,利用链杆的受力特点,能较充分地利用材料,并从加劲的角度出发,改善了梁式杆的受力状态,因而组合结构广泛应用于建筑中的屋架、吊车梁以及桥梁中的承重结构等较大跨度的建筑物中。如图3-38 所示为静定组合式拱桥的计算简图,它是由若干根链杆组成的链杆拱与加劲梁用竖向链杆连接而成的组合结构。

图3-38

组合结构的内力计算,一般是在计算出支座反力后,先计算链杆的轴力,其计算方法与平面桁架内力计算相似,可用截面法和结点法;然后再计算梁式杆的内力,最后绘制结构的内力图。计算前一定要分清楚轴力杆和梁式杆。

【例题3-10】 试计算图 3-39(a)所示组合结构中各杆的内力,并绘出其内力图。

解:在此组合结构中,除AB 为受弯杆件外,其余各杆均为链杆。体系的左、右部 ACD和BCE 分别组成一个局部刚片,两者之间再用铰 C 和链杆DE 连接起来,根据两刚片规则组成一个几何不变体系。

(1)求支座反力,取结构整体为隔离体,由平衡条件得

图3-39

(2)求内力,取Ⅰ-Ⅰ截面,拆开铰C、切断链杆DE,取隔离体如图3-39(b)所示,由平衡条件得

解得

由此可得:

由结点 D[见图 3-39(c)]和 E 的平衡条件,可求得各链杆轴力

图3-40

再求 AB 杆各段剪力:

(3)最后根据计算结果绘出内力图,如图 3-40(a)、(b)所示。