一級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)輔導(dǎo):三鉸拱和三鉸剛架(2)

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(二)三鉸拱的合理拱軸
     在某種固定荷載作用下,拱的所有截面的彎矩均為零的軸線稱為合理拱軸。
     三鉸拱在豎向荷載作用下合理拱軸的一般表達(dá)式,可根據(jù)合理拱軸的定義,令式 (2—4)等于零,得合理拱軸方程為  
     y=M0/H (2—7)
     圖2—8a所示三鉸拱承受滿跨均布荷載q作用,其具體的合理拱軸方程可按式(2-7)推導(dǎo)如下:
     按圖2—8a所示坐標(biāo)系,將代梁(圖2—8b)的彎矩方程
     M0=qx(l-x)/2
     及拱的水平推力
     H=MC0/f=ql2/8f
     代人式(2—7)得拱的合理拱軸方程為
     y=4fx(l-x)/l2 (2—8)
     順便指出,三鉸拱在滿跨填料重量作用下的合理拱軸為懸鏈曲線;在徑向均布荷載作用下的合理拱軸為圓弧線。
     (三)三鉸剛架的內(nèi)力計(jì)算
     分析圖2—9a所示的三鉸剛架,繪制其彎矩、剪力、軸力圖。
     1.計(jì)算支座反力
     計(jì)算三鉸剛架的支座反力與三鉸拱是類似的,除了應(yīng)用三個(gè)整體平衡條件外,還需要利用鉸C處彎矩等于零的條件。經(jīng)計(jì)算得
     HA=1.33qa;VA=24qa
     HB=13.33qa;VB=46qa
     2.計(jì)算各桿端截面內(nèi)力并繪制內(nèi)力圖
     支座反力求出后,各桿端截面內(nèi)力計(jì)算及各內(nèi)力圖的繪制方法,與前述簡(jiǎn)支剛架的方 法都是相同的,得出的M、V、N圖,分別如圖2-9b、c、d所示。