（ 2 ）支座移动不会产生内力

第一章绪论Chapter 1 Preface to Steel Structure

第二章几何构造分析Chapter2 Geometric construction analysis

结构力学 Structural Mechanics 第 1页

第三章静定结构 Chapter 3 Statically Determinate Structures

（ 2 ）支座移动不会产生内力

（ 1 ）内力计算与杆件的截面无关因此设计时是先计算内力，然后根据内力选择截面。

6 、静定结构的特性 1 ）静定结构的基本性质

（ 3 ）温度改变不会产生内力这是因为静定结构没有多余的约束，杆件的位移和变形能不受约束地顺利进行，因此结构不会产生内力。





（ 4 ）制造误差不会产生内力

制造误差不会使静定结构产生内力，但其结构制不再是理论设计的形状。

△

（ 5 ）静定结构的局部平衡特性若结构某一部分能够平衡外荷载，则其它部分将不受力。

FP

FP FP





（ 6 ）荷载的等效替换特性当静定结构一个内部不变部分上的荷载作等效替换时，其余部分的内力不变。

q

L L/2

qL

L/2

q

FP

FP

FP

FP

FPFP/2 FP/2





（ 7 ）结构的构造变换特性当静定结构的一个内部不变部分作构造改变时，其余部分的内力不变。

FPFP FPFP

（ 8 ）满足全部平衡条件的解答是静定结构的唯一解答。也就是说静定结构的解对任何隔离体，都能满足平衡条件，而且是唯一的。





2 ）各种梁式桁架的受力特点简支梁的内力分布

q

弯矩图是个抛物线

剪力两边大中间小

FPFP/2 FP FP FP FP/2FP

弯矩按抛物线变化





2 ）各种梁式桁架的受力特点

（ 1 ）平行弦桁架

▲ 上弦杆0

N

MF

h

在向下的竖向荷载作用下，上弦杆受压，抵抗弯矩。由于简支梁的弯矩是按抛物线变化的，而 h是常量，因此上弦杆的轴力中间大，两边小。

FP FP FP/2FPFPFP/2 FP

▲ 下弦杆0

N

MF

h

在向下的竖向荷载作用下，下弦杆受拉，抵抗弯矩。上弦杆的轴力中间大，两边小。





C

r

0Q

N

FF

Cos

▲ 腹杆

腹杆抵抗剪力。由于简支梁的剪力是两边大，中间小，因此腹杆的轴力是两边大，中间小。

（ 1 ）平行弦桁架FP FP FP/2FPFPFP/2 FP

FPFP/2

FP

FP

FP/2 FPFP

（ 2 ）三角形桁架 ▲ 上弦杆 0

N

MF

r

弯矩是按抛物线变化，r是按三角形变化，因此上弦杆的轴力中间小，两边大。





C

r

r

（ 2 ）三角形桁架

▲ 下弦杆0

N

MF

r

由于弯矩按抛物线变化， r 按三角形变化，因此下弦杆的轴力中间小，两边大。

FPFP/2

FP

FP

FP/2 FPFP

▲ 腹杆

　　腹杆与上弦杆一起抵抗剪力。两边小中间大。

（ 3 ）抛物线形桁架

FP/2FP

FP

FP FP

FP FP/2 ▲ 上弦杆0

N

MF

r





（ 3 ）抛物线形桁架

FP/2FP

FP

FP FP

FPFP/2

▲ 上弦杆

由于弯矩和 r都是按抛物线变化，因此上弦杆的轴力基本相同。

0

N

MF

r

▲ 下弦杆

由于弯矩和 r都按抛物线变化，因此下弦杆的内力相同。

▲ 腹杆

可以证明抛物线形桁架腹杆的轴力等于零，剪力由上弦杆受承受。

r





通过以上分析可以得出如下结论：

平行弦桁架：由于杆件轴力分布不均匀，会造成材料的浪费。但构造简单，经常应用于小跨度结构。

三角形桁架：在支座处，桁架的夹角小，轴力大，构造复杂，因此一般用于小跨度的屋架。

抛物线形桁架：由于上下弦杆的内力基本相同，因此最节省材料，但是结点构造复杂，一般用于大跨度结构。





３）各种结构型式的受力特点 q

L

qL2/8

qL2/8

q

qL2/32 qL2/32

q

qL2/32 qL2/32





从上面的比较可以得到以下几点：

▲ 实心简支梁其跨中弯矩为 qL2/8 ，而且截面的应力分布不均匀，因此最费材料，但在小跨度时它具有构造简单的优势。

▲ 悬挑梁它的悬挑部分会产生负弯矩，由此可减小梁跨中正弯矩。

▲ 三角形组合结构受弯构件的最大弯矩等于 qL2/32 ，是简支梁的 1/4 。下弦杆为拉杆。受力要好于简支梁，但竖向高度较大。





▲ 折线型组合结构支座处的“折”起两个作用，一是减小受弯构件的跨中弯矩，二是改善支座处构造。其受力要好于三角形组合结构。

▲ 三铰拱曲杆的主要内力是压力，当接近合理拱轴线时弯矩很小。其受力要好于组合结构，但竖向高度一般要大于组合结构。

▲ 桁架其的受力弦杆是受弯构件，但它的节间一般小于组合结构，因此它的弯矩较它要小。其余构件均为轴力杆件。因此桁架的整体受力要好于组合结构，但竖向高度最大。

（ 2 ）支座移动不会产生内力

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