在復(fù)雜鋼屋架的設(shè)計(jì)過程中，內(nèi)力分布規(guī)律是關(guān)鍵因素之一，本文旨在介紹一種基于圖解法來求解鋼屋架內(nèi)力的實(shí)用方法，該方法首先通過簡(jiǎn)化模型和合理假設(shè)來建立屋架的力學(xué)模型；然后利用圖形化工具進(jìn)行應(yīng)力和變形分析，以直觀地展示內(nèi)力分布情況。，通過這種方法，設(shè)計(jì)師可以快速理解內(nèi)力分布模式，并據(jù)此調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，確保結(jié)構(gòu)的安全性和功能性，該方法還有助于識(shí)別潛在的弱點(diǎn)區(qū)域，為進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。，圖解法作為一種有效的內(nèi)力分析工具，對(duì)于復(fù)雜鋼屋架的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，它不僅提高了設(shè)計(jì)效率，還增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的可靠性和準(zhǔn)確性。

一、圖解法求鋼屋架內(nèi)力的基本步驟

1. 標(biāo)注與力的連接
   • 首先，從某一個(gè)力（例如外力）開始，按照順序依次通過頭尾相接的方式連接各力，最終力要回到初始力的起點(diǎn)，并且力的大小和方向要與形式圖中保持一致。比如在一個(gè)簡(jiǎn)單的鋼屋架受力分析中，先確定已知的外力情況，像屋面?zhèn)鱽淼暮奢d等，然后按照上述規(guī)則連接這些力。
2. 構(gòu)件力矢量繪制
   • 通過畫平行于形式圖中各構(gòu)件的線，在力圖中畫出各構(gòu)件的力矢量。例如構(gòu)件A的內(nèi)力通過點(diǎn)a，那么就通過a點(diǎn)畫一條平行于構(gòu)件A的直線。依此類推，在力圖中可以得到各個(gè)構(gòu)件對(duì)應(yīng)的線段，這些線段相交于相應(yīng)的點(diǎn)。以一個(gè)較為簡(jiǎn)單的鋼屋架形式圖為例，如果有A、B、C三條構(gòu)件，按照這種方法在力圖中會(huì)得到A、B、C三條構(gòu)件對(duì)應(yīng)的線段，且它們相交于一點(diǎn)，依據(jù)形式圖中各構(gòu)件的關(guān)系確定這個(gè)交點(diǎn)，如可以將這個(gè)交點(diǎn)命名為1點(diǎn)。
3. 內(nèi)力大小確定
   • 力圖中線段的長(zhǎng)度代表了形式圖中對(duì)應(yīng)構(gòu)件的內(nèi)力大小。例如，力圖中的線段a - 1代表了形式圖中的構(gòu)件A，線段a - 1的長(zhǎng)度就代表了構(gòu)件A的內(nèi)力大小。如果測(cè)量出a - 1段長(zhǎng)度為某個(gè)數(shù)值，那么構(gòu)件A的內(nèi)力大小就是這個(gè)數(shù)值所對(duì)應(yīng)的力的大小。在形式圖中從某個(gè)構(gòu)件的一個(gè)結(jié)束節(jié)點(diǎn)開始，以順時(shí)針方式讀取該節(jié)點(diǎn)周圍的標(biāo)注，觀察它在力圖中力的方向，并將此方向移至形式圖中。如果力指向該點(diǎn)，則構(gòu)件受壓力；若力是指出該點(diǎn)，則構(gòu)件受拉力。比如以構(gòu)件C的左下端點(diǎn)為例，以順時(shí)針方向讀取，從C到5，力圖中C - 5線的長(zhǎng)度則代表了此桿件受力的大小，再根據(jù)C - 5線力的方向確定構(gòu)件C在形式圖中該端點(diǎn)的受力性質(zhì)是受壓還是受拉。

二、注意事項(xiàng)

• 當(dāng)外力不對(duì)稱的情況下，內(nèi)力會(huì)不對(duì)稱，這在分析時(shí)需要特別注意。并且，由于可能存在各種誤差因素，在使用圖解法或者其他計(jì)算方法（如利用求解器計(jì)算）時(shí)，建議進(jìn)行手算校核，確保結(jié)果的準(zhǔn)確性，不能完全依賴單一的計(jì)算方法。

鋼屋架內(nèi)力圖解法的誤差控制

圖解法與解析法求內(nèi)力對(duì)比

圖解法求解復(fù)雜鋼屋架案例

鋼屋架設(shè)計(jì)中內(nèi)力分布規(guī)律