155组合结构89课件讲解.pptx

15.5组合结构

15.5组合结构

15.5组合结构一、组合结构的概念组合结构是由桁架和梁或是由桁架和刚架共同组成的结构。即组合结构是由只承受轴力的二力杆和承受弯矩、剪力、轴力的梁式杆共同组成的。如图a所示为下撑式屋架，其上弦杆为钢筋混凝土斜梁，竖杆和下弦杆用型钢制成，计算简图如图b所示。

15.5组合结构用承受拉力的悬索和加劲梁构成的悬吊式结构也可归入组合结构一类。如下图所示，为一悬吊式桥梁计算简图，柔性悬索和吊杆为链杆，桥面加劲梁则具有相当的截面抗弯刚度。右图所示的为施工时采用的临门架，也是组合结构。

15.5组合结构组合结构由于在梁式杆上装置了若干个二力杆，故可使梁式杆的支点间距减小或产生负弯矩，使梁式杆的弯矩减小，改善了受弯杆件的工作状态，从而达到节约材料及增加刚度的目的。梁式杆及二力杆还可用不同的制作材料，如梁式杆用钢筋混凝土制作，二力杆用钢材制作。当跨度大时，加劲梁还可改用加劲桁架。

15.5组合结构二、组合结构的计算在组合结构中，存在两种杆件，一种是只承受轴力的二力杆，另一种是承受了弯矩、剪力与轴力的梁式杆。分析计算组合结构的受力，应先求出全部二力杆的轴力，并将其作用于梁式杆上，再计算梁式杆的弯矩、剪力与轴力，最后绘制梁式杆的内力图。计算二力杆的内力与分析桁架的内力一样，可以用结点法及截面法。

15.5组合结构但需注意，如果二力杆的一端是与梁式杆相联结，则不能按照桁架计算时的特殊结点情况，判定二力杆的内力。如图所示组合结构的结点D，由于CD不是二力杆，所以不能直接判断DH杆的内力大小就等于F。

15.5组合结构例15-12静定组合结构如图所示，试计算二力杆的轴力并绘出梁式杆的弯矩图与剪力图。解：(1)求支座反力。FAx=0，FAy=FBy=60kN。

15.5组合结构(2)计算二力杆轴力。由于FAx=0，所以可利用结构及受力情况的对称性质，只计算左半结构的内力。截取左半部分为隔离体，如图所示，以铰C为矩心建立力矩平衡方程由∑MC=0，得：FNDE×1.2－60×6+10×6×3=0解得：FNDE=150kN（拉力）再由∑Fx=0可得FCx=150kN（向左）由∑Fy=0可得FCy=0

15.5组合结构以结点D为隔离体，根据平衡条件建立平衡方程由∑Fx=0，得：解得：由∑Fy=0，得：解得：

15.5组合结构根据对称性可知：FNHE=FNFD=－60kN（压力）FNEB=FNAD=161.6kN（拉力）

15.5组合结构(3)绘制梁式杆的弯矩图：将FNAD、FNFD、FNHE、FNEB杆的轴力作用于梁式杆上，并绘出M图，如图所示。从弯矩图看到，本例的梁式杆只承受负弯矩且沿杆长分布不均匀。如果将二力杆FD、HE的位置分别向节点C移动，例如1.5m，则弯矩图的形状会如何变化？这时的梁式杆上的弯矩分布是否会比较均匀？读者可以自行分析。

15.5组合结构在弯矩图中还发现，图形左右是对称的，因此，作剪力图与轴力图，可以只绘制一半即可，分别如图所示。