一級結(jié)構(gòu)師基礎(chǔ)輔導(dǎo):結(jié)構(gòu)力學(xué)考點(diǎn)(12)

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(一)三鉸平拱在豎向荷載作用下的支座反力及內(nèi)力計(jì)算
    拱腳鉸在同一水平線上的三鉸拱稱為三鉸平拱。
    支座反力
    由圖2—7(a)所示三鉸拱的整體平衡條件及頂鉸C處彎矩為零的條件,可得支座反力的計(jì)算公式為
    VA=VA0 (2—1)
    VB=VB0 (2—2)
    HA=HB=H=MC0 /f (2—3)
    式中VA0、VB0、MC0分別為與三鉸拱相同跨度、相同荷載簡支梁(簡稱為三鉸拱的代 梁,圖2—7b)支座A、B處的支座反力及截面C的彎矩。
    式(2—3)表明,在給定的豎向荷載作用下,三鉸拱的水平推力只與三個(gè)鉸的位置有關(guān),而與拱軸線的形狀無關(guān)。當(dāng)荷載與拱跨不變時(shí),推力H與矢高f成反比,f愈大即拱愈高時(shí)H愈小,f愈小即拱愈平時(shí)H愈大。若f=0,則H為無窮大,這時(shí)三鉸已共線,體系為瞬變體系。
    取圖2—7c所示的隔離體,并由隔離體的平衡條件,可得任意截面D的彎矩、剪力、軸力計(jì)算公式為
    MD=MD0—HyD (2—4)
    VD=VD0cosφD-HsinφD (2—5)
    ND=VD0sinφD+HcosφD (2—6)
    式中MD、VD、ND的正方向如圖2—7c所示,MD0、VD0為代梁D截面的彎矩、剪力,yD、φD的含意如圖2—7a所示。在圖示坐標(biāo)系中,φD在左半拱內(nèi)為正,在右半拱內(nèi)為負(fù)。
    三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算,除上述數(shù)解法外,還可用圖解法進(jìn)行,可通過繪制三鉸拱的力多 邊形及壓力線(索多邊形)來確定其內(nèi)力。
    
    圖2-7