结构力学课件：05-三角拱

1、第二章第二章 静定结构受力分析静定结构受力分析2-3 三铰拱受力分析三铰拱受力分析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的结构。的结构。1.拱的定义拱的定义这是拱结构吗这是拱结构吗?FPFP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主要承受压力主要承受压力2.拱的受力特点拱的受力特点PFFPFPFP拱拱 (arch)一、概述一、概述3.拱的分类拱的分类静定拱静定拱超静定拱超静定拱高差高差h拱拱 (arch)一、

2、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趾铰拱趾铰顶铰顶铰矢高矢高拱肋拱肋拱肋拱肋二、三铰拱的数解法二、三铰拱的数解法 -支反力计算支反力计算 FAHFBHFAyFByFAy0FBy0a2b1b2lFP1FP2ABCl/2l/2fFBy=FBy0 FAy=FAy0 FH= MC0 / f a1FP1FP2CABFAH=FBH =FH )2(2111PHalFlFfFAy)2(211P00alFlFMAycFAy0FAyFHMc0FP1FP1请问请问:有水平荷载有水平荷载,或或铰铰C不再顶部不再顶部,或或 不是平拱不是平拱,右边的结右边的结论还是正确的吗论还是正确的吗?请大

3、家想：请大家想：由上述公式可由上述公式可得哪些结论？得哪些结论？三铰拱的反力只三铰拱的反力只与荷载及三个铰与荷载及三个铰的位置有关，与的位置有关，与拱轴线形状无关拱轴线形状无关荷载与跨度一定荷载与跨度一定时，水平推力与时，水平推力与 矢高成反比矢高成反比二、三铰拱的数解法二、三铰拱的数解法 -支反力计算支反力计算 FAHFBHFAyFByFAy0FBy0a2b1b2lFP1FP2ABCl/2l/2fFBy=FBy0 FAy=FAy0 FH= MC0 / f a1FP1FP2CABFAH=FBH =FH )2(2111PHalFlFfFAy)2(211P00alFlFMAycFAy0FAyFHM

4、c0FP1FP1请问请问:有水平荷载有水平荷载,或或铰铰C不再顶部不再顶部,或或 不是平拱不是平拱,右边的结右边的结论还是正确的吗论还是正确的吗?三铰拱的反力只三铰拱的反力只与荷载及三个铰与荷载及三个铰的位置有关，与的位置有关，与拱轴线形状无关拱轴线形状无关荷载与跨度一定荷载与跨度一定时，水平推力与时，水平推力与 矢高成反比矢高成反比KxyxyFAyFByFAy0FBy0a2b1b2a1FAHFBHlFP1FP2ABCl/2l/2fKFP1FP2CAB二、三铰拱的数解法二、三铰拱的数解法 -内力计算内力计算KFNAyFHF0AyF0QKF0KMKMKFQP1F1PFyFMMKKH0 sin c

5、os H0QQFFFKK cos sin H0QNFFFKK 三铰拱的内力不但与荷三铰拱的内力不但与荷载及三个铰的位置有关，而载及三个铰的位置有关，而且与拱轴线的形状有关。且与拱轴线的形状有关。 由于推力的存在，拱的由于推力的存在，拱的弯矩比相应简支梁的弯矩要弯矩比相应简支梁的弯矩要小。小。三、三铰拱的合理拱轴线三、三铰拱的合理拱轴线(reasonable axis of arch)只限于三铰平拱受只限于三铰平拱受竖向荷载作用竖向荷载作用0 H0yFMMH0FMy 在竖向荷载作用下，三在竖向荷载作用下，三铰拱的合理拱轴线的纵铰拱的合理拱轴线的纵坐标与相应简支梁弯矩坐标与相应简支梁弯矩图的竖标成正比。图的竖标成正比。使拱在给定荷载下只使拱在给定荷载下只产生轴力的拱轴线，被产生轴力的拱轴线，被称为与该荷载对应的称为与该荷载对应的合合理拱轴理拱轴试求图示对称三铰拱在均布荷载作用下试求图