结构力学龙驭球第八章

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1、一、位移法的基本思路位移法的基本思路是：先分别考虑原结构在荷载和结点位移作用下产生的内力，再根据平衡条件建立位移法方程，求出未知位移，然后再计算出杆端弯矩，最后用分段叠加法绘制整个结构的弯矩图。二、位移法方程及解题步骤用位移法求解时需建立位移法方程，根据分析的对象不同，建立方程有两种方法——转角位移方程法和基本体系法。转角位移方程法是直接利用平衡条件来建立位移法典型方程的方法。(1)利用转角位移方程和位移协调条件，写出用结点位移表示的各杆的杆端弯矩表达式；步骤：1.转角位移方程法第八章位移法总结(4)将结点位移代入杆端

2、力方程从而求出杆端内力。(2)利用与位移相应的隔离体的平衡条件建立平衡方程；(3)解方程求出结点位移；2.基本体系法基本体系法是利用附加约束的基本原理建立位移法典型方程。(1)确定基本未知量。将原结构有角位移和线位移的结点分别加上阻止转动的刚臂和阻止移动的支座链杆，附加刚臂和附加支座链杆数之和即为位移法的基本未知量；(2)由附加约束上约束力为零的条件，建立位移法方程kijj+Fip=0(i,j=1,2,…,n)；(3)在基本结构上分别绘制在各附加约束分别产生单位位移Δj=1下的弯矩图及荷载作用下的弯矩图MP步骤：第八

3、章位移法总结由平衡条件求出系数kij和自由项FiP；注意：一切计算都是在基本结构上进行!三、几个值得注意的问题(4)从材料性质看，只能用于弹性材料。1.位移法的适用条件(1)位移法既可以求解超静定结构，也可以求解静定结构；(2)既可以考虑弯曲变形，也可以考虑轴向和剪切变形；(3)可以用于梁、刚架、桁架、拱、组合结构等各种类型的结构；(5)按叠加原理计算杆端弯矩。(4)解方程求Δj；第八章位移法总结位移法的基本未知量的数目等于独立结点角位移数加上独立结点线位移数。2、位移法基本未知量的选取原则(1)独立的结点角位移数目的

4、确定：为使结点不发生角位移，需要在结点施加附加刚臂，附加刚臂数等于全部刚结点和半铰结点的结点转角数目。但需注意：铰结点的角位移不作为基本未知量。例如图a中，A为刚结点，B为半铰结点，故有两个独立角位移；而图b中B为刚结点，A为铰结点，故只取B点转角为独立角位移。第八章位移法总结与刚度无穷大的杆相连的刚结点的转角是否取为基本未知量，应根据具体情况区别对待。图a中AB杆刚度无穷大，A=B=0，因此基本未知量只有一个线位移；而图b中有一个角位移未知量。第八章位移法总结(2)独立的结点线位移的确定较复杂，基本可以根据以下

5、原则确定：①附加链杆法。在结点施加附加链杆，使其不发生线位移，则附加链杆数即为独立结点线位移数。应用此法时应注意，自由端、滑动支承端或滚轴支承端的与杆轴垂直方向的线位移不作为基本未知量。②铰化法。将刚架中的刚结点（包括固定端）变成铰结点，成为铰接体系，其自由度数即为独立线位移数。第八章位移法总结如，忽略轴向变形的情况下，当竖柱平行时，无论梁是水平的还是倾斜的，梁都产生平动，因而各柱顶有相同的水平线位移。图a中A、C点的水平位移相同，结构只有一个位移未知量⊿。第八章位移法总结3.静定部分的处理例如，图a中AB为静定部分，

6、很容易画出该部分的弯矩图，将MBA=Fa反作用于B点，再计算B点以右部分即可（图b）。第八章位移法总结如图a所示，可把与悬臂部分相连的杆件BA看作是在A端铰接B端固定的单跨超静定梁（图b）。4.半铰悬臂的情况第八章位移法总结图示结构，计算时常易出错之处是误认为基本未知量只有一个B。实际上B结点处，梁端与柱端转角均不同，C支杆由于弹性也可水平向移动，故基本未知量应为B'、B"及⊿C。5.当有弹性支座和弹性刚结点时，基本未知量的确定第八章位移法总结如图，将BD杆分为BC和CD两根杆件，则本题有三个未知量B，C，⊿

7、C。6.一根直杆的刚度不同时,位移基本未知量的确定第八章位移法总结例：作图a所示结构弯矩图，各杆EI=常数。7.有的超静定结构也有基本部分和附属部分,求解时先解附属部分,再解基本部分解：本题中刚架ECFHG是基本部分，CBA是附属部分。首先求附属部分：由于C点无水平和竖向线位移，故可将CBA化为图b的结构，用位移法计算，弯矩图如图c所示。第八章位移法总结再求基本部分：将附属部分的C点支座反力反作用于基本部分。最后的M图如图d所示。思考：为什么基本部分各杆的弯矩为零？第八章位移法总结8.斜刚架的计算。例：作图a所示斜刚架

8、的M图。解：本题有两个未知量，B点的转角⊿1和C点的侧移⊿2，两个附加约束如图b所示，由M1图和MP图易得F1P=0,F2P=-F,k11=10i计算k12，k22:第八章位移法总结(1)求⊿B和⊿2之间的几何关系。取BC杆研究（图e），发生侧移后，B点移至B1，C点移至C1。⊿B在BC杆上的水平投影为BB2=⊿Bcos45°。仅