• / 26
  • 下载费用:10 金币  

结构力学——三铰拱.ppt

关 键 词:
结构力学——三铰拱.ppt
资源描述:
学习内容三铰拱的组成特点及其优缺点;三铰拱的反力和内力计算及内力图的绘制;三铰拱的合理拱轴线。,学习目的和要求目的:实际工程中拱的形式越来越多,了解拱的受力特性,对指导设计和结构选型是非常必要的。要求:熟练掌握三铰拱的反力和内力计算。 了解三铰拱的内力图绘制的步骤。 掌握三铰拱合理拱轴的形状及其特征。,第三部分 三铰拱,在工程实践中,由于载荷的多样性,不可能有真正的无弯矩拱,但是可以想象,接近合理拱轴的设计,应当是可行的方案。赵州桥是我国隋代工匠李春建造的一个著名的范例。,第一节 三铰拱的组成和类型,1、工程上使用的拱结构实例,三铰拱是一种静定的拱式结构,在大跨度结构上用料比梁省,因而在桥梁和屋盖中广泛应用。,第一节 三铰拱的组成和类型,2. 三铰拱的构成,拱顶,拱轴,,起拱线,矢高:起拱线至拱顶的竖直距离。,第一节 三铰拱的组成和类型,带拉杆的拱:在屋架中,为消除水平推力对墙或柱的影响,在两支座间增加一拉杆,由拉杆来承担水平推力,桥梁中应用也非常广泛。,2. 三铰拱的构成,第一节 三铰拱的组成和类型,铁路拱桥:在桥梁中为了降低桥面高度,可将桥面吊在拱上。,2. 三铰拱的构成,第一节 三铰拱的组成和类型,3. 三铰拱的分类,第一节 三铰拱的组成和类型,曲梁,拱的基本特点是在竖向荷载作用下会产生水平推力,从而大大减小拱内弯矩。水平推力的存在与否是区别拱与梁的主要标志。,4. 三铰拱的受力特点,第二节 竖向荷载作用下三铰拱的受力分析,当两支座在同一水平线上时,称为等高拱或平拱,否则称为斜拱。分析竖向荷载作用下三铰拱的内力和反力时,与同跨度、同荷载的简支梁相对比,以便于计算和对比分析拱的受力性质。,,,1 竖向荷载作用下拱反力计算,第二节 竖向荷载作用下三铰拱的受力分析,1 竖向荷载作用下拱反力计算,拱的竖向反力与其相应简支梁的竖向反力相等; 当荷载及跨度给定时,水平反力只与三个铰的位置有关而与拱轴线形状无关;而内力则与拱轴形状有关。 荷载与跨度一定时,水平推力与矢高成反比,且总是正的,故称内推力。扁拱的水平推力大于陡拱。 该组结论仅适合于平拱,且承受竖向荷载。,2 竖向荷载作用下拱内力计算,截面的外法线(即该处切线)与水平方向的倾角φk规定左半拱为正,右半拱为负。拱截面弯矩通常以内侧受拉为正,轴力以受压为正。,二、内力的计算,FH,,B,A,C,,,,l1,,l2,P1,,x,yk,,,,,,y,P2,,,,,,,a1,b1,,a2,,b2,,,l,,,FAy,FBy,FH,,,,,xk,k,B,A,C,,,P1,,P2,,,,,k,,,FSk,,,FNk,Mk,,,FH,FAy,,,第二节 竖向荷载作用下三铰拱的受力分析,三铰拱的内力不但与荷载及三个铰的位置有关,而且与拱轴线的形状有关;由于推力的存在,拱的弯矩比相应简支梁的弯矩要小;三铰拱在竖向荷载作用下内力受压为主;公式是以左半跨推导的,对右半跨取角度为负即可;,第二节 竖向荷载作用下三铰拱的受力分析,内力图均不再为直线;集中力作用处,剪力图将发生突变;在计算剪力和轴力时,必须区分左截面和右截面。集中力偶作用处,弯矩图将发生突变;上述公式仅适合于平拱,且承受竖向荷载情况;拱的内力仍然有FQ=dM/ds,第二节 竖向荷载作用下三铰拱的受力分析,1 竖向荷载作用下拱反力计算,2 竖向荷载作用下指定截面内力计算,由于拱轴线是弯曲的,所以内力图都是曲线形的,内力图要通过逐点描图的方法绘制,总的规律仍符合荷载和内力的微分关系。,3 拱的内力图,第二节 竖向荷载作用下三铰拱的受力分析,1、支座反力计算,例题:三铰拱及其所受荷载如图所示拱的轴线为抛物线方程 计算反力并绘制内力图,[解],第二节 竖向荷载作用下三铰拱的受力分析,[解],2、求截面 3 内力,3,第二节 竖向荷载作用下三铰拱的受力分析,曲拱计算步骤:,利用平衡方程求出拱的约束反力; 绘制代梁的弯矩图和剪力图; 利用拱的曲线方程计算拟求截面的位置(x,y,); 代入拱内力计算公式计算该截面内力。,所求截面转角,实质是求相关函数(sin 和 cos 值),可利用三角边的关系求出; 顶铰左右部分截面转角分正负; 集中力作用点剪力图和轴力图有突变,应给予注意。,几点说明:,第三节 竖向荷载作用下三铰拱的内力特点,综合弯矩图是两种弯矩图叠加的结果(注意是竖标的叠加,或称代数叠加),即两个曲线所夹部分,可见弯矩很小。三铰拱弯矩下降的原因完全是由于推力造成的。,,绘弯矩图,第三节 竖向荷载作用下三铰拱的内力特点,三铰拱在竖向荷载作用下的弯矩由两部分组成,水平反力产生负弯矩,可以抵消一部分正弯矩,与简支梁相比拱的弯矩、剪力较小,轴力较大(压力),应力沿截面高度分布较均匀。,拱结构的优点:选用耐压性能好而抗拉性能差的砖石、混凝土
展开阅读全文
  微传网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:结构力学——三铰拱.ppt
链接地址:https://www.weizhuannet.com/p-8800328.html
微传网是一个办公文档、学习资料下载的在线文档分享平台!

微传网博客

网站资源均来自网络,如有侵权,请联系客服删除!

 网站客服QQ:80879498  会员QQ群:727456886

copyright@ 2018-2028 微传网络工作室版权所有

     经营许可证编号:冀ICP备18006529号-1 ,公安局备案号:13028102000124

收起
展开