四川大学结构力学第2章课件.ppt

《四川大学结构力学第2章课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《结构力学Ⅰ》（第二版）四川大学水利水电学院本科教学主编：龙驭球包世华授课教师：周宏伟授课对象：农水、热动本科第二章结构的几何构造分析1几何构造分析的几个概念2平面几何不变体系的组成规律3平面杆件体系的计算自由度4在求解器中输入平面结构体系5用求解器进行几何构造分析6小结第二章结构的几何构造分析1几何构造分析的几个概念2平面几何不变体系的组成规律3平面杆件体系的计算自由度4在求解器中输入平面结构体系5用求解器进行几何构造分析6小结本章就是要从几何学的原理对体系发生运动的可能性进行分析，即体系的几

2、何构造分析，体系的几何构造分析不涉及内力和变形（1）几何构造分析的目的①判断体系的属性。不变?可变?②静定?或超静定?及超静定次数。（2）几何构造分析的方法经典方法零载法计算机方法在体系的几何构造分析中，最基本的规律是三角形规律，其它规律都是从它派生出来的。第二章结构的几何构造分析（1）几何不变体系：在不考虑杆件应变的假定下，体系的位置和形状是不会改变的体系（图1）。（2）几何可变体系：在不考虑杆件应变的假定下，体系的位置和形状是可以改变的体系（图2）。（图2）P（图1）P1几何构造分析的几个概

3、念几何组成分析的目的：①判别某一体系是否为几何不变，从而决定它能否作为结构。②区别静定结构、超静定结构，从而选定相应计算方法。③搞清结构各部分间的相互关系，以决定合理的计算顺序。1几何构造分析的几个概念只有几何不变体系才能作为建筑结构使用！！（3）自由度：所谓体系的自由度是指体系运动时，可以独立改变的几何参数的数目；即确定体系位置所需独立坐标的数目。①平面内一点＿＿个自由度；xyyx图aXoyyx图b②平面内一刚片＿＿个自由度；23一个体系自由度的个数，等于这个体系运动时可以改变的坐标的数目。

4、1几何构造分析的几个概念Ⅰ单链杆：仅在两处与其它物体用铰相连，不论其形状和铰的位置如何。2314一根链杆可以减少体系一个自由度，相当于一个约束。561、2、3、4是链杆，5、6不是链杆。（4）约束：在体系内部加入的减少自由度的装置。1几何构造分析的几个概念单铰：联结两个刚片的铰。单铰或1个固定铰支座可减少体系两个自由度相当于两个约束。(a)(b)1几何构造分析的几个概念单刚结点：将两刚片联结成一个整体的结点图示两刚片有六个自由度,1个刚节点（单刚节点），或1个连续杆（梁式杆），或1个固定端，相当

5、于3个约束。加刚联结后有三个自由度1几何构造分析的几个概念一个体系中有多个约束时，应当分清多余约束和非多余约束，只有非多余约束才对体系的自由度有影响。（5）多余约束：在体系中增加一个约束而不减少自由度的装置。1几何构造分析的几个概念图a图b本来是几何可变，经微小位移后成为几何不变的体系称为瞬变体系。可以发生大位移的几何可变体系称为常变体系。（6）瞬变体系1几何构造分析的几个概念图a图b（7）虚铰（瞬铰）连接两个刚片的，不直接相连接的两根单链杆构成的联系，叫虚铰。虚铰的铰心在两根链杆（延长线）的交

6、点上。AO联结两刚片的两根不共线的链杆相当于一个单铰即瞬铰。单铰瞬铰定轴转动绕瞬心转动！1几何构造分析的几个概念第二章结构的几何构造分析1几何构造分析的几个概念2平面几何不变体系的组成规律3平面杆件体系的计算自由度4在求解器中输入平面结构体系5用求解器进行几何构造分析6小结（1）三刚片规则(基本三角形）ⅠⅡⅢABC规则1:三个刚片用不在一条直线上的三个铰两两相连，组成一几何不变体系，且无多余约束。注意：三铰不能共线。否则，如果三铰在一条直线上则为几何瞬变。2平面几何不变体系的组成规律结论：几何瞬

7、变体系不能作为结构当：讨论：关于瞬变体系的受力性能(a)(b)ABC’C2平面几何不变体系的组成规律规则2:二个刚片用既不完全平行，也不完全相交的三根链杆相连，组成一几何不变体系，且无多余约束。或者，一铰、一链杆相连。（2）两刚片规则.123IIIo(a)III(b)2平面几何不变体系的组成规律注意：若三杆交于一点或三杆平行，则为几何可变或瞬变体系。IIIIII几何可变几何瞬变微小运动2平面几何不变体系的组成规律（3）二元体法则规则3:在体系上增加或减去一个二元体，不改变体系的属性。体系ABC实

8、际上，以上两刚片规则、三刚片规则及二元体法则都同属于一个基本规则：铰结的三角形是几何不变体。因此，几何构造分析的最基本规律是三角形规则。2平面几何不变体系的组成规律利用基本组成规则，就可对体系进行几何不变性的分析。在分析过程中应注意：如果在分析过程中约束数目足够，布置也合理，则组成几何不变体系。如果在分析过程中缺少必要的约束，或约束数目足够，布置不合理，则组成几何可变体系或瞬变体系。构件不能重复使用，如作为约束链杆，就不能再作为刚片或刚片中的一部分。2平面几何不变体系的组成规律（a）（b）（c）