一級建筑師建筑力學輔導精選(18)


2 .結點平衡的特殊情況——零桿的判斷
( 1 ) L 形結點(圖 3 -49a ) :成 L 形匯交的兩桿結點上若無荷載作用,則這兩桿皆為零桿。
( 2 ) T 形結點(圖 3 -49b ) :成 T 形匯交的三桿結點上若無荷載作用,則非共線的一桿必為零桿,而共線的兩桿內力相等且正負號相同(同為拉力或壓力)。
( 3 ) X 形結點(圖 3 -49c ) :成 X 形匯交的四桿結點上若無荷載作用,則彼此共線的兩桿內力相等且正負號相同(同為拉力或壓力)。
( 4 ) K 形結點(圖 3 -49d ) :成 K 形匯交的四桿結點上若無荷載作用,則非共線的兩桿內力相等且正負號相反(一桿為拉力而另一桿為壓力)。
【 例 3 -19 】判斷圖 3 -50(a)、(b)所示桁架中的零桿。
【 解 】 ( l )圖(a)結構
先考察結點 C , D , E , I , K , L 。這些結點均為 T 形結點,且沒有荷載作用,故桿件 CG, DJ , EH , IG , KH , LF 均為零桿。
再考察結點 G 和 H 。由于交于這兩個結點上的兩豎向鏈桿均已判斷為零桿,故這兩個結點的受力也已成為 T 形結點的情形,由于沒有荷載作用,故桿件 AG , BH 也為零桿。整個結構共有 8 根零桿,如圖 3 -50 (c)虛線所示。
( 2 )圖( b )結構先考察結點刀。該結點為 K 形結點且無荷載作用,故桿件 DE 和 DF 的軸力應大小相等,正負號相反,即:
NDE= -NDF
另一方面,注意到該結構為對稱結構(因支座 A 處水平鏈桿不受力),且作用有對稱荷載,因此結構的內力必然是對稱的。具體到桿件 DE 和 DF ,應有
NDE= NDF
于是必有 NDE= NDF=0,即桿件 DE 、 DF 為零桿。
再考察結點、 E 和 F ,由于 DE 、 DF 已判斷為零桿,故桿件 AE 、 BF 也是零桿。最后考察結點 A 和 B ,因 A 處水平支座鏈桿不受力,因此結點 A 、 B 均成為 L 形結點,桿件 AG 、 BH 均為零桿。這樣,整個結構共有 6 根零桿(不包括支座鏈桿),如圖 3 -50 ( d )虛線所示(實際上,結點 A 、 B 處的三根支座鏈桿也為零桿)。
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