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2)有拉杆两铰拱. F P 2. F P 1. EI. EA. f. EA 1. L. 原结构. F P 2. F P 1. f. EI. EA. EA 1. X 1. L. 基本体系. 6、超静定拱. (1)特点:可避免支座受推力; (2)解法:与无拉杆两铰拱相似, 只是在计算 δ 11 时,要计入拉杆轴 向变形的影响,即:. F P 2. F P 1. EI. EA. f. EA 1. L. 原结构. F P 2. F P 1. f. EI. EA. EA 1. X 1. L. 基本体系. 6、超静定拱.
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2)有拉杆两铰拱 FP2 FP1 EI EA f EA1 L 原结构 FP2 FP1 f EI EA EA1 X1 L 基本体系 6、超静定拱 (1)特点:可避免支座受推力; (2)解法:与无拉杆两铰拱相似, 只是在计算δ11时,要计入拉杆轴 向变形的影响,即:
FP2 FP1 EI EA f EA1 L 原结构 FP2 FP1 f EI EA EA1 X1 L 基本体系 6、超静定拱 由力法方程可得多余力计算公式: 任意点的内力计算公式:
结论: ●有拉杆两铰拱与无拉杆两铰拱 相比,当拉杆的E1A1→∞时, 则两者趋于相同,而当E1A1 →0 时,则X1→0,拉杆拱将成为简 支曲梁而丧失拱的作用与特征。 ●设计时应加大拉杆的抗拉度,以 减小拱的弯矩。 FP2 FP1 EI EA f EA1 L 有拉杆两铰拱 6、超静定拱 FP2 FP1 f EI EA L 无拉杆两铰拱
f 【例题20】用力法计算图示二铰拱,拱轴线方程: 杆件EI为常数。只考虑弯曲变形的影响,请求出水平推力H。 q 解:(1)为了简化计算,若 ,近似取 、 水平推力计算公式为: L/2 L/2
(2)求 。二铰拱求解的基本体系是简支的曲梁。 , 即等于荷载在相应简支梁上产生的弯矩,如下图所示: q (3)求H。将、y 代入水平推力的计算公式,得: L/2 L/2
q/2 q/2 q/2 反对称荷载 基本体系 对称荷载 基本体系 由于对称结构在反对称荷载作用下,结构对称点处对称的内力不存在,因此。 还可以利用结构的对称性简化计算。将荷载转化为对称与反对称荷载之和,再取对称的三铰刚架作为基本体系:
对称荷载作用下,由静定结构三铰拱的讨论可知,对称三铰拱在均布荷载作用下,合理拱轴线是抛物线,因此,该拱弯矩为零。对称荷载作用下,由静定结构三铰拱的讨论可知,对称三铰拱在均布荷载作用下,合理拱轴线是抛物线,因此,该拱弯矩为零。 拱任意点弯矩计算公式: 拱中点的弯矩: 由弯矩等于零得:
X2 FP FP X1 X3 基本体系 原结构 力法方程为: 3)无铰对称拱 对如图所示的无铰对称拱,在对称点处把拱切开代替以三对多余力,即为其基本体系。
由于、 对称, 反对称,方程中等于零的系数如下: 力法方程变为: 若要作进一步简化,我们希望,要达到此目的可以采取加刚臂的方法。 所谓刚臂:就是不发生变形的杆件。