结构力学(I)-结构静力分析篇1杆系结构的组成分析ppt课件.ppt

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1、结构力学1结构静力分析篇2第一章杆系结构的组成分析§1-1基本概念1-1-1几何不变体系、几何可变体系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。FPFP3第一章杆系结构的组成分析体系受到任意荷载作用，在不考虑材料应变的前提下，体系若能保证几何形状、位置不变，称为几何不变体系FP4第一章杆系结构的组成分析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。FPFP组成几何不变体系的条件：具有必要的约束数；约束布置方式合理5第一章杆系结构的组成分析1-1-2自

2、由度(degreesoffreedom)1）刚片：凡本身为几何不变者，均视其为刚片2）自由度：确定体系位置所需要独立坐标的数目1动点=2自由度xyxy1刚片=3自由度6第一章杆系结构的组成分析1-1-3约束约束(restraint)：能限制体系运动的装置内部约束（体系内各杆之间或结点之间的联系）外部约束（体系与基础之间的联系)7第一章杆系结构的组成分析常见约束装置：单链杆1个单链杆=1个约束。链杆可以是曲的、折的杆，只要保持两铰间距不变，起到两铰连线方向约束作用即可单约束仅连接两个刚片的约束.单刚结点1个单刚结点=3个约束8第一章杆系结构的组成分析单铰1个单铰=2个约

3、束=2个的单链杆。虚铰——在运动中虚铰的位置不定，这是虚铰和实铰的区别。通常我们研究的是指定位置处的瞬时运动，因此，虚铰和实铰所起的作用是相同的都是相对转动中心。9第一章杆系结构的组成分析复铰一个连接n个刚片的复铰相当于(n-1)个单铰，相当于2(n-1)个约束。复约束连接两个以上刚片的约束.复刚一个连接n个刚片的复刚相当3(n-1)个约束。复链杆连接n个结点的复链杆相当于2n-3个单链杆10第一章杆系结构的组成分析1-1-4必要约束、多余约束多余约束(redundentrestraints)：体系中增加一个或减少一个该约束并不改变体系的自由度数。结论：只有必要约束才能对

4、体系自由度有影响。必要约束(necessaryrestraints)：体系中增加一个或减少一个该约束，将改变体系的自由度数。必要约束多余约束11第一章杆系结构的组成分析瞬变体系分析特点：从微小运动角度看，这是一个可变体系；微小运动后即成不变体系；瞬变体系必存在多余约束。12第一章杆系结构的组成分析1-1-5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。算法1W=3m-(3g+2h+b)m----刚片数（不含地基）g----单刚结点数h----单铰结点数b----单链杆个数（含支杆）算法2W=2j-bj----铰结点个数b----单链杆个

5、数13第一章杆系结构的组成分析W>0表明体系存在自由度，肯定是几何可变体系W=0表明体系的约束数正好等于部件总自由度数，是体系不变的必要条件，而非必要条件，如无多余约束，体系是静定结构。W<0表明体系的约束数多于部件总自由度数，必有多余约束，如为几何不变体系，则体系是超静定结构总之，体系为不变体系除满足约束个数，尚须约束的合理布置。14第一章杆系结构的组成分析1-1-6静定结构、超静定结构无多余约束的几何不变体系静定结构仅由静力平衡方程即可求出所有内力和约束力的体系.qq有多余约束的几何不变体系超静定结构仅由静力平衡方程不能求出所有内力和约束力的体系.15第一章杆系

6、结构的组成分析§1-2静定结构的组成规则1-2-1静定结构组成规则规律1.点与刚片两杆连，二杆不共线AB规律2.两个刚片铰、杆连，铰不过杆规律3.三个刚片三铰连，三铰不共线规律4.两个刚片三杆连，三杆不共点ABCBABA组成没有多余约束的几何不变体系16第一章杆系结构的组成分析注：任何体系增减二元体，其机动性质不变17第一章杆系结构的组成分析四个规律只是相互之间变相，终归为三角形稳定性18第一章杆系结构的组成分析每个规律条件是必须的，否则将成为可变体系如果规律的条件不具备共线则瞬变体系FPFP并线则常变体系19第一章杆系结构的组成分析有限交点无限交点瞬变体

7、系常变体系20第一章杆系结构的组成分析1-2-2组成分析举例结构装配方式从基础出发，由近及远，由小到大固定一点21第一章杆系结构的组成分析从基础出发，由近及远，由小到大固定一刚片固定两刚片主从结构22第一章杆系结构的组成分析从刚片出发，由内及外，内外联合形成整体体系。若上部体系基础由不交于一点的三杆相连，可去掉基础只分析上部体系23第一章杆系结构的组成分析从规律出发，由内及外，内外联合形成整体体系。铰杆代替利用虚铰24解题方法3.将几何不变部分作一个大刚片；复杂形状的链杆可看成直链杆；连接两