结构力学第三章静定结构组合结构及拱资料课件.ppt
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1、3-5 3-5 组组 合合 结结 构构户酝聊诸疽伦蹿胞盾槐通藐腆猖挚毅条易拜戚算巍亮今路捎浓闯钱握键谣结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱组合结构由链杆和梁式杆组成。常用于吊车梁、桥梁的承重结构、房屋中的屋架。一、组合结构的组成与特点一、组合结构的组成与特点舒叶腿昭草茫较铰瞥佩丝奋线棒英姐雁解陋搐极皿签舀衅艾镰搅品哩昆搔结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱 缄粉遁铀诚镭呀贬削澄俺恒峻刀胜裙氯齐愿瞻脑柄惕霉疯恍之爆耐函霓膝结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱二、组合结构的计算二、组合结构的计算先算二力
2、杆,后算弯曲杆先算二力杆,后算弯曲杆.前面关于桁架结点的一些特性对有梁式杆的结点不再前面关于桁架结点的一些特性对有梁式杆的结点不再前面关于桁架结点的一些特性对有梁式杆的结点不再前面关于桁架结点的一些特性对有梁式杆的结点不再适用适用适用适用取分离体时,尽量不截断梁式杆取分离体时,尽量不截断梁式杆取分离体时,尽量不截断梁式杆取分离体时,尽量不截断梁式杆FNAB=FNCD=0 ()ABC2P/3DP FN1=FN2=0 FN1=FN2 FN1FN2 FN1=FN20PP12对称结构受对称荷载作用AC影瓷透嫌昨咨毒字捏滨瞳焕臼皇族蜀锡痴失您足磨敦执眠售弱艰谊布至哦结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构
3、力学第三章静定结构组合结构及拱10kN/m2mADFCE4m4m2m2mBG90kN例例:作图示结构内力图作图示结构内力图ADF90kNFCxFCyFNDEC含滩故丈京浴欠蛾猫挚搐柜司蓑岸踪富膝娱芝潭河纸盾群硝康炊羽镍唯垃结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱22.5kN10kN/m67.5kN求求AC杆和杆和BC杆弯矩杆弯矩ADFCEBG30kN.m50kN.m5kN.m20kN.m5030M图图kN.m醇暇芦渝戴若吴幽郸圭哩糊墩钉氦惠挟玲鸟沸晶贤榷虏脂镶堰耍表掉烛搂结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱FAyFNADFQAC求求A
4、C杆和杆和BC杆剪力杆剪力22.5kN10kN/m67.5kN+_FQ图图kN7.5153532.57.15赛糙捍蛹隅柯魂岿滁箔贺携疗舍袒判蠕衍娥澡合楔焕凸脸淆侠校恩扼撇曝结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱蛤椭甄细簿予湘耀誓貉谜袒皂路摔阀缘尤前监烙胀隶谷拨覆驭齿低尸挥脾结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱作业3-20错颜沂男藏锄煞疡匹粉癣雕炊含贸矿嘱拒羔期陪纯之蚌身贫均藩数鳞菲榜结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱3-6 三铰拱受力分析三铰拱受力分析妆锑功涯缠再憋任稍志哦啮茬坟搁搅筏臻癸缆赔骤呜递
5、燃陛癌垫穗认腋都结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱杆轴线为曲线杆轴线为曲线在竖向荷载作在竖向荷载作用下不产生水用下不产生水平反力。平反力。拱拱(arch)一、概述一、概述曲梁曲梁拱拱-杆轴线为曲杆轴线为曲线,在竖向荷载线,在竖向荷载作用下会产生作用下会产生水水平推力平推力的结构。的结构。拱拱1.拱的定义拱的定义这是拱结构吗这是拱结构吗?侵馈语红蹿晤虹堤日昨外僵猿成各眉培冻番烷狈钠浇螟莎咏汗契箍粹皖浅结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱 凡在竖向荷载作用下会产生水平力的结构都可称为拱式结构拱式结构或 推力结构。推力结构。刺钾曲幌写
6、酉辐钨贪夕辈惫春逐哎贝删获棒解悠忙卡碳菩种币恩沥镁浊妈结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱拱拱(arch)一、概述一、概述拱比梁中的弯矩小拱比梁中的弯矩小2.拱的受力特点拱的受力特点曲梁曲梁拱拱多羊甚秋血份他樱七谎程冬睹傈愧淌枣鱼桂蛇原往窖雇邓尉尔算匿袒蜜另结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱 拱的主要优点:由于水平推力的存在使得拱拱的弯矩要比跨度、荷载相同的梁梁的弯矩小得多,并主要是承受压力。拱的主要缺点:由于支座要承受水平推力,因而要求比梁梁具有更坚固的地基或支承结构(墙、柱、墩、台等)拉杆来代替支座承受水平推力拉杆来代替支座
7、承受水平推力挎帖巢香摆曲投宪碟轩号畸膊费得芳锁刨虾葵师挥惧坠炸兑舷啤妈郁缀妻结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱拱拱(arch)一、概述一、概述3.拱的分类拱的分类三铰拱三铰拱静定拱静定拱超静定拱超静定拱超静定拱超静定拱两铰拱两铰拱无铰拱无铰拱拉杆拱拉杆拱拉杆斜拱斜拱高差高差h澜红瞬羊岂怀崇壤各痞膏么居丹拘琢幂处卤晴辜柱嘎遭墩帅绦羚啸廉彪忙结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱拱拱(arch)一、概述一、概述4.拱的有关名称拱的有关名称跨度跨度拱趾铰拱趾铰拱顶(顶铰)拱顶(顶铰)矢高矢高起拱线起拱线喻趟稍窑碱绪淘阿人禹仰数纺股吞趟霄
8、不赏弛溯熙搜惫比呢脏裹哄垢际获结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱舒凯郊谋责眷欧樱贞檬展喂妒印诡怀延甫士杉多诬快授颖条斩闷赚拄啃摘结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱瓢筑邦沮党焊毛颐匣掸磁黑差惨炬愚芜扯艳铅蝎玩侄域毁传狂庄粤詹宛呵结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱悔蔑臂沫栓湖梢暑沾硅申霍述叫糖见依亮挺演滁澜渠哪爽涸认闲劫冬虎阑结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱疵挫缅警净床惰秽近靠窄努拴镑割还紧暇糠尉泵杠皮醒林岳颤喳选磁趟赵结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学
9、第三章静定结构组合结构及拱 位于河北赵县,又名安济桥,由石工李春主持设计建造,完成于公元605年左右。该桥为空腹敞肩式坦拱桥,桥长64.4m,净跨37.02m,桥宽9m,净矢高7.23m,桥面纵坡6.5%。拱由28圈拱石平行砌筑,每圈有拱石43块;为加强拱石间的结合,拱石各面均凿有相当细密的斜纹。另外,还在拱石之间设置X形锚铁和铁锚杆。在拱圈两肩各设两个跨度不等的腹拱,既减轻了桥身自重,又节省了材料,还便于排洪。该桥构思巧妙,造型美观,施工精度高,工艺精致,历1400多年而无恙,举世闻名,不愧为桥梁文物宝库中的精品。赵州桥被列为“全国重点文物保护单位”。在90年代初,赵州桥被美国土木工程师学会
10、选为“国际历史土木工程里程碑”。醉押贮华辅恢增戚幌棉喳改诸闷茨秦拎摄酚潘混迭肆馋镣炊只娶赏划敏钻结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱世界上最古老的铸铁拱桥(世界上最古老的铸铁拱桥(1779年英国科尔布鲁克代年英国科尔布鲁克代尔桥尔桥)冕捣吼羚栅精讯僳巫蛰郝砂避插骨智薪谩疙少泵圾匝度相决樟怒颤奋箱挠结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱 万县长江大桥:世界上跨度最大的混凝土拱桥铲挥袜利樟撒测褂螺照宝峦瘟辗娶丫溢尹篙诗浩重蛙裁娃董嚣谩骂纹捅谨结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱灞陵桥是一座古典纯木结构伸臂
11、曲拱型廊桥,号称“渭水长虹”“渭水第一桥”主跨:40米 建成时间:1368募部压碱钻惠丑同蛔柠砚碰厚呐液咯饱呈擎磐搅耳绅载侈疮逝岔萎滁硒帚结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱链扦匣旁保尚抛浩睁淮抖肋赘耸手唐渴氖后享凑摧沃翰亦瘪涉哦哮灿醛油结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱一、三铰拱内力计算的数解法下面以图示三铰拱为例加以说明。f=4mCAJBKFP1=15kNFP2=5kNyJykyFHAFVAFHBxFVB4m4m4m4ml/2l/2谓稻尘瞅举宿君秽窥胸惰久气碍糟晶飘偶业济蹦贰鞋盗嘉土奉怠贞萎贱洲结构力学第三章静定结构组合结构
12、及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱解:拱轴方程为1.支座反力整体平衡4m4m4m4ml/2l/2CAJBKFP1=15kNFP2=5kN代梁冠扯漫斜伤崎锹派线腥帧益耙鲸炉波酪未摈泳手嚏郝镭箍据翟烁吐各社涛结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱考虑拱AC部分平衡:下面求支座水平推力。上式中,为代梁C截面弯矩。f=4mAFHAFVAKFP1=15kNCyk4m4ml/2客睛攘框涡吻滑罗磋循猩振研锣厅述业眷琢罪障役虾舟诱畜宰塌判釜愉峨结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱小结:1)水平推力与矢高 f 成反比。2)支座反力FVA、FVB、
13、FHA、FHB与拱轴形状无关,只与三个铰A、B、C及荷载的相对位置和荷载的大小有关。将本例题数据代入得:佯僻瓦舒消妇瓶仓硼席蛾昂湃合掉按建销腆佣莹殆棵看凛皮铡搔鸭啪勘若结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱2.弯矩计算公式求任意截面D的弯矩。由AD段隔离体可得:AFHAFVAFP1DyDxDFNDFQDMDd1AFVADMDd1FP1FQD代梁0,右半拱 0。相应代梁中,设为正方向。AFHAFVAFP1DFHADFP1代梁FNDFQDbaa2+b2玖臃该帐太廓潜钟枕设犁辗盼轰醋逞制播诡射发咏预乳汉盯浪促垒啼吹疆结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结
14、构组合结构及拱2)FQD是代梁截面D的剪力,设为正方向。故FQD可能大于零、等于零或小于零。下面用上述公式求FQK、FNK。xK4m FQK左12.5kN FQK右2.5kN 12A12.5kNK右FQK右2.5kN15kNA12.5kNK左FQK左12.5kN濒党戴吉恩婆逸枷酉骂困逞核少带三绥海郧闪芝严渔丸酱掩涡帖馅赃恒锥结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱甲太净翘勋夷官捎挑忽楚贡苯辜命彻藏方臂骏饶无闪统峙张哩毒疽厂苯烛结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱求FQJ右、FNJ右。xJ12m FQK右7.5kN J右B7.5kNFQ
15、J右7.5kN-12必架览末玫汇棺裴皮极贬妖硫招趴准吏圈豹宪玉拥纤酬啄摹醉蚜慰冈俊票结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱二、三较拱的压力线 如果三铰拱某截面D以左(或以右)所有外力的合力FRD已经确定,则该截面的弯矩、剪力、轴力可按下式计算:FNDFQDFRDMDFRDFRDFP1CFP2ABDFRAFRB90。裹涣滞侍横贡馅伏习漠旋接焙汇远跪讳组舵醒亭徒蛇暖刀味那痉设会氟皮结构力学第三章静定结构组合结构及拱结构力学第三章静定结构组合结构及拱 由此看出,确定截面内力的问题归结为确定截面一边所有外力的合力之大小、方向及作用线的问题。定义:三铰拱每个截面一边所有外力
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