(二)三鉸拱的合理拱軸
在某種固定荷載作用下,拱的所有截面的彎矩均為零的軸線稱為合理拱軸。
三鉸拱在豎向荷載作用下合理拱軸的一般表達式,可根據合理拱軸的定義,令式 (2—4)等于零,得合理拱軸方程為
y=M0/H (2—7)
圖2—8a所示三鉸拱承受滿跨均布荷載q作用,其具體的合理拱軸方程可按式(2-7)推導如下:
按圖2—8a所示坐標系,將代梁(圖2—8b)的彎矩方程
M0=qx(l-x)/2
及拱的水平推力
H=MC0/f=ql2/8f
代人式(2—7)得拱的合理拱軸方程為
y=4fx(l-x)/l2 (2—8)
順便指出,三鉸拱在滿跨填料重量作用下的合理拱軸為懸鏈曲線;在徑向均布荷載作用下的合理拱軸為圓弧線。
(三)三鉸剛架的內力計算
分析圖2—9a所示的三鉸剛架,繪制其彎矩、剪力、軸力圖。
1.計算支座反力
計算三鉸剛架的支座反力與三鉸拱是類似的,除了應用三個整體平衡條件外,還需要利用鉸C處彎矩等于零的條件。經計算得
HA=1.33qa;VA=24qa
HB=13.33qa;VB=46qa
2.計算各桿端截面內力并繪制內力圖
支座反力求出后,各桿端截面內力計算及各內力圖的繪制方法,與前述簡支剛架的方 法都是相同的,得出的M、V、N圖,分別如圖2-9b、c、d所示。