第六章 力法.ppt

1、第六章 力法,求解超靜定結(jié)構(gòu) 1.靜定結(jié)構(gòu)：沒有多余約束，用平衡方程可直接求解支座反力和內(nèi)力。 2.超靜定結(jié)構(gòu)：有多余約束，用平衡方程不可直接求解支座反力和內(nèi)力。,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,有多余聯(lián)系是超靜定結(jié)構(gòu)區(qū)別于靜定結(jié)構(gòu)的基本特性,3、超靜定結(jié)構(gòu)的類型,（1） 超靜定梁,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,（2） 超靜定剛架,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,（3）超靜定拱,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,（4） 超靜定桁架,（5

2、）超靜定組合結(jié)構(gòu),（6）排架,EA=,力法的基本原理,=,q,q,=,+,=1,一次超靜定結(jié)構(gòu)的力法方程,11基本結(jié)構(gòu)在x1=1單獨(dú)影響下 沿x1方向的位移,1P基本結(jié)構(gòu)在原荷載單獨(dú)影響 下沿x1方向的位移,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,力法解題步驟,1.確定基本體系 2.列力法方程 3.求系數(shù)，解方程 4.畫超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,EI,EI,2EI,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,EI,EI,2EI,EI,EI,EI,EI,超靜定桁架的計(jì)算,已

3、知EA=常數(shù),本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,基本體系,FNP 圖,1.將x1 回帶到基本體系中求最后的FN值,2.,FN 圖,排架的計(jì)算,EA=,超靜定組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算,EI=常數(shù),超靜定次數(shù)的確定,超靜定次數(shù)：多余約束的個(gè)數(shù) 4類支座、3種結(jié)點(diǎn)、支座之間的轉(zhuǎn)化、結(jié)點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化、封閉框形、必要約束不能拆,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移

4、動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,力法的典型方程(以2次為例),本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,基本體系,+,+,+,基本體系,各系數(shù)的物理意義,基本結(jié)構(gòu)在 Xi 1單獨(dú)作用下沿 Xi 方向的位移,基

5、本結(jié)構(gòu)在 Xj 1單獨(dú)作用下沿 Xi 方向的位移,基本結(jié)構(gòu)在 原荷載單獨(dú)作用下沿 Xi 方向的位移,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,2EI,EI,EI,2EI,EI,EI,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,EI,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,EI,A,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,1.求力法方程的系數(shù),2.若已知 x1=0.45ql , x2=0 x3=0.625ql, 求內(nèi)力圖,EI,2EI,EI,連續(xù)梁的基本結(jié)構(gòu)最好為： 幾跨獨(dú)立

6、的簡(jiǎn)支梁,EA=,EA=,ql 2,6-8支座移動(dòng)和溫度改變時(shí)的力法計(jì)算,一、支座移動(dòng)時(shí),本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,基本體系,+,原結(jié)構(gòu),基本體系1,基本結(jié)構(gòu)和基本未知量1,基本體系2,基本結(jié)構(gòu)和基本未知量2,a,a,基本體系3,基本結(jié)構(gòu)和基本未知量3,基本結(jié)構(gòu)和基本未知量1,A,基本結(jié)構(gòu)和基本未知量2,A,基本結(jié)構(gòu)和基本未知量3,A,A,B,i,A,B,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,i,A,A,B,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,i,（1）當(dāng)B支座下沉?xí)r，試用力法求

7、解其M圖， 已知EI常數(shù)。 （2）求C點(diǎn)豎向線位移,二、溫度改變時(shí)的力法計(jì)算,設(shè)t2t1,基本體系,+,超靜定結(jié)構(gòu)發(fā)生溫度變化時(shí)， 溫度較低側(cè)受拉。 即彎矩圖畫在溫度較低側(cè)。,A,15,5,5,5,基本體系1,能否大體畫出彎矩圖的形狀？,M圖,FN圖,FQ圖,基本體系2,15,5,5,5,A,15,5,5,5,基本體系3,A,當(dāng)有多個(gè)影響因素共同作用時(shí)， 力法方程如何列？,t2,t1,6-9超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算,本章核心思想是： 將超靜定結(jié)構(gòu)化為靜定結(jié)構(gòu)來進(jìn)行計(jì)算,方法是： 用基本體系來代替原結(jié)構(gòu),結(jié)果： 虛力體系為一靜定結(jié)構(gòu)， 不用力法計(jì)算就可直接畫出,一、荷載單獨(dú)作用下,基本體系,M圖,虛

8、力體系,超靜定結(jié)構(gòu)在荷載單獨(dú)作用下的位移計(jì)算公式：,任意一個(gè)基本結(jié)構(gòu)或原超靜定結(jié)構(gòu) 在虛力體系下的內(nèi)力值,基本體系（即原超靜定結(jié)構(gòu)）在已知 荷載下的內(nèi)力值,二、支座移動(dòng)單獨(dú)作用下,基本體系,+,超靜定結(jié)構(gòu)在支座移動(dòng)單獨(dú)作用下的位移計(jì)算公式：,1.基本體系上的荷載（基本未知量）引起的位移,2.基本體系上的支座移動(dòng)引起的位移,三、溫度單獨(dú)作用下,基本體系,+,超靜定結(jié)構(gòu)在溫度變化單獨(dú)作用下的位移計(jì)算公式：,1.基本體系上的荷載（基本未知量）引起的位移,2.基本體系上的溫度變化引起的位移,小結(jié),1.荷載單獨(dú)作用下,2.支座移動(dòng)單獨(dú)作用下,3.溫度變化單獨(dú)作用下,1.力法方程,2.位移計(jì)算,3.與剛度

9、的關(guān)系,4.多個(gè)影響因素作用下,6-5對(duì)稱結(jié)構(gòu)的計(jì)算,1.形狀對(duì)稱 2.支座對(duì)稱 3.剛度對(duì)稱,1. 正對(duì)稱荷載,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,2. 反對(duì)稱荷載,對(duì)稱未知量和反對(duì)稱未知量,對(duì)稱結(jié)構(gòu)的幾個(gè)特性,1.正對(duì)稱荷載作用下，反對(duì)稱未知量為0 2.反對(duì)稱荷載作用下，正對(duì)稱未知量為0,1）正對(duì)稱荷載作用 2）荷載的作用線沿著軸線分布,結(jié)論： 只有橫梁有內(nèi)力， 且內(nèi)力僅為軸力,一般荷載可分解為正對(duì)稱和反對(duì)稱,7-6 半結(jié)構(gòu)的選取,關(guān)鍵：看切開處以何種支座代替 方法：看該點(diǎn)處的位移是什么， 什么支座與其相同,本章重點(diǎn) 超靜定剛架和梁在荷載、支座移動(dòng)、 溫度變化下的內(nèi)力和位移計(jì)算,1.奇數(shù)跨正對(duì)稱荷載,2.奇數(shù)跨反對(duì)稱荷載,3.偶數(shù)跨正對(duì)稱荷載,1）中間柱子變?yōu)镋A=的二力桿 2）分析斷開結(jié)點(diǎn)的位移,偶數(shù)跨正對(duì)稱荷載,4.偶數(shù)跨反對(duì)稱荷載