多跨静定梁在建筑工程中的应用及优势

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：在实际的建筑工程中，多跨静定梁常用来跨越几个相连的跨度。图13-1所示为在公路或城市桥梁中常采用的多跨静定梁结构形式之一。因而，系列简支梁虽然结构较简单，但多跨静定梁的承载能力大于系列简支梁，在同样荷载的情况下可节省材料，但其构造要复杂些。

1.多跨静定梁的几何组成

多跨静定梁是由若干根伸臂梁和简支梁用铰连接而成的，并用来跨越几个相连跨度的静定梁。在实际的建筑工程中，多跨静定梁常用来跨越几个相连的跨度。图13-1（a）所示为在公路或城市桥梁中常采用的多跨静定梁结构形式之一。其计算简图如图13-1（b）所示。

pagenumber_ebook=198,pagenumber_book=186

图13-1

在房屋建筑结构中的木檩条，也是多跨静定梁的结构形式。连接单跨梁的一些中间铰，在钢筋混凝土结构中，其主要形式常采用企口结合[图13-1（a）]，而在木结构中常采用斜搭接并用螺栓连接。

从几何组成分析可知，图13-1（b）中AB梁直接由链杆支座与地基相连，是几何不变的，且梁AB本身不依赖梁BC和CD就可以独立承受荷载，称为基本部分。如果仅受竖向荷载作用，CD梁也能独立承受荷载维持平衡，同样可视为基本部分。短梁BC依靠基本部分的支承才能承受荷载并保持平衡，所以称为附属部分。为了更清楚地表示各部分之间的支承关系，将基本部分画在下层，将附属部分画在上层，如图13-1（c）所示，称为关系图或层次图。

多跨静定梁按其几何组成特点可分为两种基本形式，第一种基本形式如图13-2（b）所示，其中第一、三、五跨为基本部分，第二、四等跨为附属部分，它通过铰与两侧相邻的基本部分相连；第二种基本形式如图13-2（c）所示，第一跨为基本部分，而第二、三、四等跨分别为其左边各跨的附属部分，即各附属部分的附属程度由左至右逐渐增高。其层次图如图13-2（d）所示。

pagenumber_ebook=199,pagenumber_book=187

图13-2

2.多跨静定梁的内力计算

由层次图可见，作用于基本部分上的荷载，并不影响附属部分，而作用于附属部分上的荷载，会以支座反力的形式影响基本部分，因此，在多跨静定梁的内力计算时，应先计算高层次的附属部分，后计算低层次的附属部分；然后，将附属部分的支座反力反向作用于基本部分，计算其内力；最后，将各单跨梁的内力图连成一体，即为多跨静定梁的内力图。

【例13-1】　作图13-3（a）所示梁的弯矩图。

【解】　切断铰C、F即可以看出中间部分CDEF是基本部分，两侧部分是附属部分，层次图如图13-3（b）所示。(https://www.chuimin.cn)

先计算附属梁[图13-3（c）]。这是一个单跨梁计算问题，求得支座反力及弯矩图如图13-3（c）所示。

将附属梁的相应支座反力反其方向作用于基本梁上[图13-3（d）]，算得基本梁的支座反力如图13-3（d）所示。绘得弯矩图如图13-3（e）所示。弯矩图是用叠加法绘制的：先计算出MDC＝ql·，下拉；，上拉。引基线，再叠加上分布荷载在简支梁上引起的弯矩图。

将各梁的弯矩图合并，即得全梁的弯矩图[图13-3（f）]；铰C、F处弯矩应为零。BCD段上弯矩图应为一条直线，因为在此段上无外载作用。同理，EFH段上弯矩图也应为一条直线。

同样，可先绘制各梁的剪力图，然后合并成全梁的剪力图[图13-3（g）]。在BCD段上剪力图为一常数，因为在此段上无外载作用。铰C处有剪力。EFH段也类似。

在图13-3（c）上未画出水平支杆，是为了表明轴力是静定的，而且等于零。

3.多跨静定梁的受力特征

pagenumber_ebook=200,pagenumber_book=188

图13-3

图13-4是多跨静定梁及其在均布荷载q的作用下的弯矩图，图13-5是一相同支座间距、相同荷载作用下的系列简支梁及其弯矩图。比较两个弯矩图可以看出，系列简支梁的最大弯矩大于多跨静定梁的最大弯矩，多跨静定梁的弯矩分布比较均匀，中间支座处有负弯矩，由于支座负弯矩的存在，减少了跨中的正弯矩。因而，系列简支梁虽然结构较简单，但多跨静定梁的承载能力大于系列简支梁，在同样荷载的情况下可节省材料，但其构造要复杂些。

pagenumber_ebook=201,pagenumber_book=189

图13-4

pagenumber_ebook=201,pagenumber_book=189

图13-5

多跨静定梁在建筑工程中的应用及优势

相关推荐