第I册第1章结构的组成分析课件.ppt

1、Construction Analysis of Structures Analysis of Structures基本假定：不考虑材料的变形基本假定：不考虑材料的变形(geometrically stable system)在任意荷载作用下，几何形状及位置均在任意荷载作用下，几何形状及位置均保持不变的体系。（不考虑材料的变形）保持不变的体系。（不考虑材料的变形）(geometrically unstable system)在一般荷载作用下，几何形状及位置将发在一般荷载作用下，几何形状及位置将发生改变的体系。（不考虑材料的变形）生改变的体系。（不考虑材料的变形）结构结构机构机构几何不变体系几何

2、不变体系几何可变体系几何可变体系1 基本概念基本概念xyAxyB (constraint)x每一自由刚片每一自由刚片3个自由度个自由度两个自由刚片共有两个自由刚片共有6个自由度个自由度xyBACABA单刚结点单刚结点复刚结点复刚结点单链杆单链杆复链杆复链杆n-1个个2n-3个个每个自由刚片有每个自由刚片有多少个多少个自由度呢？自由度呢？n=3每个单铰每个单铰能使体系减少能使体系减少多少个自由度多少个自由度呢？呢？s=2每个单链杆每个单链杆能使体系减少能使体系减少多少个多少个自由度呢？自由度呢？s=1每个单刚结点每个单刚结点能使体系减少能使体系减少多少个多少个自由度呢？自由度呢？s=3 BFGH

3、JIACDE解法一：解法一：将将AB、BC、CD、DE、FG、GH、HI、IJ、GB、HC、ID看作刚片，看作刚片，m11B、C、D、G、H、I是连接三个刚片的复刚结点，因是连接三个刚片的复刚结点，因此每个结点相当于此每个结点相当于2个单刚结点，个单刚结点，g12F、J是固定铰支座，各相当于是固定铰支座，各相当于2个约束（联系），再个约束（联系），再加上加上A、E支座的三个约束，共支座的三个约束，共7个约束。个约束。在在m=11的情况下，刚片间没有铰结点，的情况下，刚片间没有铰结点，h=0W311（3127）10BFGHJIACDE解法二：解法二：将将ABCDEGHI、FGHIJ看看作刚片，作

4、刚片，m2G、H、I是连接两个刚片的单刚结点，是连接两个刚片的单刚结点，g3F、J是固定铰支座，各相当于是固定铰支座，各相当于2个约束（联系），再个约束（联系），再加上加上A、E支座的三个约束，共支座的三个约束，共7个约束。个约束。在在m=2的情况下，刚片间没有铰结点，的情况下，刚片间没有铰结点，h=0W32（337）10由此可得什由此可得什么结论？么结论？解法解法一一：所有结点都是铰结点，所有结点都是铰结点，j16包括支座在内共有连杆包括支座在内共有连杆31根根W216311解法解法二二：图示三角形视为刚片，图示三角形视为刚片，m8刚片间单铰刚片间单铰h8，刚结点没有，刚结点没有，g0W38

5、(287)1包括支座在内共有连杆包括支座在内共有连杆7根根例例1 1：计算图示体系的自由度：计算图示体系的自由度G32311例例2 2：计算图示体系的自由度：计算图示体系的自由度332112另一种解法另一种解法讨 论讨 论322113若多于约束记为若多于约束记为 s自由度记自由度记为为 n计算自由度为计算自由度为 W根据多余约束的定义，根据多余约束的定义，上述三个量间有何关系上述三个量间有何关系?nW+s例例3 3：计算计算图示图示体系体系的自的自由度由度W0s1n1例例4 4：计算：计算图示体系的图示体系的自由度自由度W0,体系体系是否一定是否一定几何不变呢几何不变呢？上部上部具有多具有多余

6、联系余联系计算计算自由度自由度 =体系体系真实真实的自由度的自由度？要记住要记住nW+s 二元体二元体-不在一直线上的两根链杆不在一直线上的两根链杆 连结一个新结点的装置。连结一个新结点的装置。二元体规则：二元体规则：在一个体系上增加在一个体系上增加或拆除二元体，不或拆除二元体，不改变原体系的几何改变原体系的几何构造性质。构造性质。C二刚片规则：二刚片规则：两个刚片用一个铰两个刚片用一个铰和一根和一根的链杆相联，组成的链杆相联，组成无多余联系的几何无多余联系的几何不变体系。不变体系。EF 二刚片规则：二刚片规则：两个刚片用三根两个刚片用三根的链杆的链杆相联，组成无多相联，组成无多余联系的几何不

7、余联系的几何不变体系。变体系。IIIIIIOO是虚是虚铰吗？铰吗？有二元有二元体吗？体吗？是什么是什么体系？体系？O不是不是有有无多不变无多不变有虚有虚铰吗？铰吗？有二元有二元体吗？体吗？是什么是什么体系？体系？没有没有有有瞬变体系瞬变体系(instantaneously unstable system)-原为几何可变，经微小位移后即转化为原为几何可变，经微小位移后即转化为 几何不变的体系。几何不变的体系。ABCPC1瞬变体系的其它几种情况：瞬变体系的其它几种情况：静定结构静定结构FFBFAyFAx无多余无多余联系几何联系几何不变。不变。如何求支如何求支座反力座反力?FFBFAyFAxFC超静

8、定结构超静定结构有多余有多余联系几何联系几何不变。不变。能否求全能否求全部反力部反力?有多余联系有多余联系无多余联系无多余联系常变常变瞬变瞬变O13O12O23DEFGABCDEFABCDEABCDEDEFG或或几何常变体系几何常变体系几何常变体系几何常变体系其它分析方法：其它分析方法：1.1.速度图法：参见速度图法：参见结构力学结构力学，河海大，河海大 学结构力学教研室编，水利学结构力学教研室编，水利 水电出版社出版，水电出版社出版，19831983年年2.2.计算机分析：参见计算机分析：参见程序结构力学程序结构力学，袁驷编著，高等教育出版社出版袁驷编著，高等教育出版社出版3.3.零载法：在第二章介绍零载法：在第二章介绍 结结束束 作作 业业1-21-31-6预习预习