结构体系的简化及其类型

结构体系的简化包括杆件的简化和结点的简化。

(1)杆件的简化

由于杆件的截面尺寸通常要比杆件长度小得多,因此,在计算简图中,杆件用其纵向轴线来表示。如梁、柱等构件的纵轴线为直线,就用相应的直线表示,如图3.11所示;而曲杆、拱等构件的纵轴线为曲线,则用相应的曲线表示。

(2)结点的简化

在结构中,杆件与杆件相互连接处称为结点。尽管各杆之间连接的形式是多种多样的,特别是材料不同会使得连接的方式有较大的差异,但在计算简图中,主要简化为两种理想的连接方式,即铰结点和刚结点。

①铰结点:其特征是被连接的杆件在连接处不能相对移动,但可相对转动。在工程实际中,完全用理想铰来连接杆件的实例是非常少见的。但是,从结点的构造来分析,把它们近似地看成铰结点所造成的误差并不显著。木屋架的结点如图3.12(a)所示,可认为杆件与杆件之间有微小的转动,杆件连接处可简化为铰结点〔图3.12(b)〕。

图3.11(www.xing528.com)

图3.12

②刚结点:其特征是被连接的杆件在连接处既不能相对移动,又不能相对转动。如图3.13(a)所示为钢筋混凝土框架,梁和柱是刚性连接,当结构发生变形时,结点处各杆端之间无相对移动,同时夹角保持不变。其中结点A,B示意图如图3.13(b)、(c)所示。

图3.13

工程中,有时会遇到一种特殊结点,其部分具有刚结点特征,部分具有铰结点特征,我们可以简化为混合结点(组合结点)。