结构力学 I 第2版 教学课件 作者 萧允徽 第7章　力法.ppt

《结构力学 I 第2版 教学课件 作者 萧允徽 第7章　力法.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、第7章　力　　法●本章教学基本要求：掌握力法的基本原理，会用力法计算超静定结构在荷载作用下以及支座移动、温度变化时的内力；会计算超静定结构的位移；了解超静定结构的力学特征。●本章教学内容的重点：判定超静定次数、选取力法基本体系、建立力法典型方程；荷载作用下超静定结构的力法计算及内力图绘制与校核。●本章教学内容的难点：根据已知变形条件建立力法典型方程；利用对称性取等效半结构；理解计算超静定结构位移时虚拟状态的设置。AllRightsReserved重庆大学土木工程学院®●本章内容简介：7.1超静定结构概述7.2力法的基本原理7.3力法的基本体系选择及典型方程7.4用力法计算超

2、静定结构在荷载作用下的内力7.5用力法计算超静定结构在支座移动和温度变化时的内力7.6对称结构的简化计算7.7用弹性中心法计算对称无铰拱第7章　力　　法AllRightsReserved重庆大学土木工程学院®●本章内容简介：7.8超静定结构的位移计算7.9超静定结构内力图的校核7.10超静定结构的特性第7章　力　　法AllRightsReserved重庆大学土木工程学院®7.1超静定结构概述7.1.1超静定结构1.超静定结构的两大特征(1)在几何组成方面：静定结构是没有多余约束的几何不变体系，而超静定结构则是有多余约束的几何不变体系。(2)在静力分析方面：静定结构的支反力和

3、截面内力都可以用静力平衡条件唯一地确定，而超静定结构的支反力和截面内力不能完全由静力平衡条件唯一地加以确定。从两个方面把它与静定结构作一个对比:AllRightsReserved重庆大学土木工程学院®总起来说，约束有多余的，内力（或支反力）是超静定的，这就是超静定结构区别于静定结构的两大基本特征。凡符合这两个特征的结构，就称为超静定结构。FPFPFPFPFPFPFPFPqqX1X1X1X2X2①②③④7.1超静定结构概述AllRightsReserved重庆大学土木工程学院®2.超静定结构的两种约束(1)必要约束：对维持体系的几何不变性不可缺少的约束，称为必要约束。(2)多

4、余约束：对维持体系的几何不变性不是必需的约束，称为多余约束。多余约束中的约束力称为多余约束力，一般用Xi（i=1,2,…,n）表示。多余约束对结构的作用可以用相应的多余约束力代替。多余约束虽然不改变体系的几何组成性质，但多余约束的存在，将影响结构的内力与变形的大小及分布规律。7.1超静定结构概述AllRightsReserved重庆大学土木工程学院®3.超静定结构的五种类型超静定梁超静定桁架7.1超静定结构概述超静定刚架超静定拱超静定组合结构AllRightsReserved重庆大学土木工程学院®4.分析超静定结构的两个基本方法力法和位移法是分析超静定结构的两个基本方法。力

5、法是提出较早、发展最完备的计算方法，同时也是更为基本的方法。位移法的提出较力法稍晚些，是在20世纪初为了计算复杂刚架而建立起来的。在上述两种基本方法的基础上，还曾演变出多种渐近法和近似法，主要用以克服当年因计算手段滞后给手算工作带来的困难。属于位移法类型的渐近解法——力矩分配法和无剪力分配法；以及近似解法——分层计算法和反弯点法，至今仍具有工程实用价值。7.1超静定结构概述AllRightsReserved重庆大学土木工程学院®7.1.2超静定次数的确定力法是以结构中的多余约束力为基本未知量的，一个结构的基本未知量数目就等于结构的多余约束数目。因此，力法计算首先要找出结构的

6、多余约束。超静定结构中的多余约束数目，称为超静定次数，用n表示。确定结构超静定次数最直接的方法是解除多余约束法，即将原结构的多余约束移去，使其成为一个（或几个）静定结构，则所解除的多余约束数目就是原结构的超静定次数。7.1超静定结构概述AllRightsReserved重庆大学土木工程学院®1）移去一根支杆或切断一根链杆，相当于解除一个约束。2）移去一个不动铰支座或切开一个单铰，相当于解除两个约束。3）移去一个固定支座或切断一根梁式杆，相当于解除三个约束。4）将固定支座改为不动铰支座或将梁式杆中某截面改为铰结，相当于解除一个转动约束。X1X1X1X1X2X1X1X2X2X1

7、X2X3X1X1X2X3X3X1X1解除超静定结构的多余约束，归纳起来有以下几种方式：7.1超静定结构概述AllRightsReserved重庆大学土木工程学院®在解除多余约束判断结构的超静定次数时，应特别注意：既须移去全部多余约束，又要保留每个必要约束，以保证结构成为没有任何多余约束的几何不变体系，亦即成为静定结构。对于图示结构，水平支座链杆不可去掉，否则就将变成几何可变体系；如果只去掉一根竖向支座链杆，则其中的闭合框格仍然具有三个多余约束，还必须把该闭合框格再切开一个截面，这时才成为静定结构。因此，原结构总共有