第五章平面静定刚架与组合结构之分析

結構學（上）第五章1第五章平面靜定剛架與組合結構之分析結構學（上）第五章25-1平面剛架結構的種類5-2靜定剛架之軸力圖、剪力圖及彎矩圖的繪製原則5-3靜定剛架之個別桿件分析法5-4靜定組合結構之分析5-5靜定組合結構在力學分析上之優點5-6各式靜定結構之比較結構學（上）第五章35-1平面剛架結構的種類一、簡支式靜定剛架結構學（上）第五章4二、懸臂式靜定剛架結構學（上）第五章5三、鉸接式靜定剛架結構學（上）第五章6討論1由於支承反力、與外力共點，因此可繪出一閉合三角形，如圖5-4⒞所示，由此閉合三角形可得到、與外力之間有關係為結構學（上）第五章7結構學（上）第五章8討論2剛架結構與桁架結構之區別結構學（上）第五章95-2靜定剛架之軸力圖、剪力圖及彎矩圖的繪製原則5-2-1符號規定(1)軸向力拉力（張力）為正；壓力為負。(2)剪力（同靜定梁）能使桿件產生順時針旋轉趨向的剪力定為正剪力；反之則為負剪力。(3)彎矩（同靜定梁）由於彎矩箭頭所指方向即為桿件之受壓側，因此各桿件之彎矩圖均繪於受壓側。結構學（上）第五章105-2-2彎矩圖標示線標示線可以虛線來表示，其繪法如下：(1)水平梁之標示線繪於梁之下方，如圖5-5⒜、⒝所示。結構學（上）第五章11(2)幾何形狀為閉合（或近似閉合）之剛架，標示線應繪於閉合圖形之內側，如圖5-5⒞、⒟、⒠、⒡所示。(3)其他形式之剛架，如圖5-5⒢所示，應在最靠近地面之梁下方繪標示線，然後依標示線不能截斷桿件之原則，繼續繞著其餘桿件繪製標示線。圖5-5⒣所示，即為前兩種情形之組合。結構學（上）第五章125-2-3靜定剛架內力圖之繪製原則以桿件的軸心線為基本座標軸，藉由載重與各桿端內力間之關係，並配合標示線的位置，即可繪出靜定剛架各內力圖。(1)軸力圖：正值（即拉力）繪在標示線之另一側；負值（即壓力）繪在標示線同側。(2)剪力圖：各桿件之剪力圖，繪法同梁結構。正剪力將繪在標示線另一側，而負剪力將繪在標示線同側。(3)彎矩圖：各桿件之彎矩圖，繪法同梁結構。使標示線另一側受壓之彎矩為正彎矩，因而正彎矩繪於標示線另一側；反之，使標示線所在側受壓之彎矩為負彎矩，因而負彎矩繪於標示線同側。由上可知，繪製剛架結構內力圖的原則為：「內力為正值，則內力圖繪在標示線另一側；內力為負值，則內力圖繪在標示線同側」。當各桿件之內力圖繪出後，即得整體剛架之內力圖。結構學（上）第五章13討論由於「在桿件兩端處，彎矩箭頭所指方向即為桿件兩端之彎矩座標方向」，因此剛架結構彎矩圖的繪製，除了藉由標示線的輔助外，亦可藉由桿端彎矩的大小及箭頭方向來確定桿件兩端彎矩的座標值。當桿件兩端彎矩的座標值確定後，由組合法（見第三章3-4節）可知：(1)桿件兩端點之間無載重作用時，以直線連接兩端彎矩的座標值，即為該桿件之彎矩圖。(2)桿件兩端點之間有集中載重作用時，在集中載重作用點處，桿件之彎矩圖呈閉合折線。(3)桿件兩端點之間有均佈載重（或均變載重）作用時，該桿件之彎矩圖呈二次（或三次）拋物線。其餘詳見圖3-3。結構學（上）第五章145-3靜定剛架之個別桿件分析法結構學（上）第五章15例題5-1剛架尺寸與所受荷重如下圖所示。(1)求a、e支承反力。(2)畫彎矩圖並標註彎矩值大小。結構學（上）第五章16解結構學（上）第五章17例題5-5試分析此靜定剛架之軸力圖、剪力圖及彎矩圖。結構學（上）第五章18解結構學（上）第五章19解結構學（上）第五章205-4靜定組合結構之分析組合結構可以充分發揮撓曲結構與桁架結構各自的優點，因此具有以下的特性：(1)採用力學性能不同的材料來建造，可充分發揮各材料之強度。(2)材料節省、重量輕、施工方便。(3)可減小撓曲結構各桿件中之彎矩，因此能承受較大之荷重。以下是靜定組合結構的一般分析步驟：(1)求出各支承反力(2)計算二力桿件之內力(3)依據荷載、支承反力及二力桿件之內力，求出撓曲結構中之軸向力、剪力及彎矩（繪製軸向力圖、剪力圖及彎矩圖）結構學（上）第五章21例題5-14圖示組合結構中，為一整體桿件，試作該桿件之剪力圖與彎矩圖。（結構之自身重量不計）結構學（上）第五章22解結構學（上）第五章235-5靜定組合結構在力學分析上之優點⒜簡支梁及彎矩圖⒝組合結構及彎矩圖結構學（上）第五章245-6各式靜定結構之比較一、從受力角度來看以下就各式靜定結構，說明在相同跨度和相同荷載的條件下，不同形式的結構，有著不同的受力反應：(1)簡支梁和簡支剛架中，桿件會具有較大的彎矩。(2)外伸梁、多跨靜定梁、三鉸剛架和組合結構中，撓曲桿件的彎矩較小。(3)桁架及具有合理拱軸線的三鉸拱，其桿件不具彎矩。二、從構造與施工角度來看