【中学课件】2结构的几何构造分析.ppt

结构力学StructuralMechanics基本要求：领会几何不变体系、几何可变体系、瞬变体系和刚片、约束、自由度等概念。掌握体系的计算自由度的概念及计算无多余约束的几何不变体系的几何组成规则及常见体系的几何组成分析。了解结构的几何特性与静力特性的关系。目的：分析、判断一个体系是否几何可变或者如何保证它成为几何不变体系只有几何不变体系才可以作为结构。1、研究结构正确的连接方式确保所设计的结构能承受荷载维持平衡不至于发生刚体运动。2、在结构计算时可根据其几何组成情况选择适当的计算方法；分析其组成顺序寻找简便的解题途径。体系受到某种荷载作用在不考虑材料应变的前提下体系若不能保证几何形状、位置不变称为几何可变体系。几何不变体系几何可变体系又可分为两种体系受到任意荷载作用在不考虑材料应变的前提下体系产生瞬时变形后变为几何不变体系则称几何瞬变体系。2-1-2自由度2-1-3约束单链杆单铰复铰瞬变体系分析2-1-5静定结构、超静定结构§2-2平面几何不变体系的组成规律图a为一无多余约束的几何不变体系图a为一无多余约束的几何不变体系每个规律条件是必须的否则将成为可变体系四个规律只是相互之间变相终归为三角形稳定性从基础出发由近及远由小到大解题方法对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析如上部体系于基础用满足要求三个约束相联时可去掉基础只分析上部故：该体系为无多余约束的几何不变体系。一个虚铰在无穷远两个虚铰在无穷远三个虚铰在无穷远§2-3计算自由度定义：体系中各构件间无任何约束时的总自由度数与总约束数之差称计算自由度（W）。1个单链杆=1个约束1个单刚结点=3个约束1个单铰=2个约束=2个单链杆算法1例:计算图示体系的自由度另一种解法W=0体系是否一定几何不变呢？除去约束后体系的自由度将增加这类约束称为必要约束。除去约束后体系的自由度并不改变这类约束称为多余约束。例:计算图示体系的自由度W=2×6-13=-1<0W>0S>0几何可变体系解法一：例:计算图示体系的自由度m=1g=3h=0b=4则：例a：m=9；h=12；b=3。所以：W=3×9－2×12－3=0小结总之体系为不变体系除满足约束个数尚须约束的合理布置。S=（各部件自由度总数a）－（非多余约束数c）=（各部件自由度总数a）－（全部约束数d－多余约束数n）=（各部件自由度总数a）－（全部约束数d）+（多余约束数n）习题练习BO12