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鱼腹式桁架受力分析

(2014-12-24 13:08:41)
标签:

鱼腹式桁架

图解静力法

分类: 土木工程
鱼腹式桁架受力分析

      “鱼腹式桁架(lenticular truss,又称pauli truss)由19世纪的德国工程师Friedrich August von Pauli发明,具有独特的特性,在每一个节间内,上弦、下弦杆件的斜率相同,内力绝对值相等、符号相反。鱼腹式桁架广泛应用于19世纪的公路和铁路桥梁。”【1】下面我们尝试分析鱼腹式桁架在均布荷载和非均布荷载下的受力情况。

(一)均布荷载作用下桁架的内力
      如图(a),鱼腹式桁架承受均布荷载,绘制其力多边形。首先确定极点o,如图(b),然后连接a,o两点得到直线oa,则力线a1必与直线oa共线。根据桁架同一节间内上弦、下弦杆斜率相同的条件,在力多边形上,过力线ag中点做直线ao的镜像,此线与直线ao的交点即点1,进而可以得到完整的力多边形,如图(c)。由力多边形可见,桁架斜腹杆(23, 45, 67, 89)的内力为零。

http://s4/mw690/001E8kswzy6ODaNtY0rb3&690
图1 均布荷载作用下桁架的内力

(二)非均布荷载作用下桁架的内力
      假定节点力bc是其他力的1.5倍,首先确定极点0,如图(b),然后得到力多边形,如图(c),斜腹杆出现轴力,其中杆23, 67, 89受压,45受拉,和其他构件相比,斜腹杆内力绝对值较小。如果斜腹杆采用索,由于索不能受压,索需要交叉布置。

http://s16/mw690/001E8kswzy6ODaQ3Vhlbf&690
图2 非均布荷载作用下桁架的内力


 参考文献:
【1】Allen E, Zalewski W. Form and forces: designing efficient, expressive structures[M]. John Wiley & Sons, 2009.

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