靜定結(jié)構(gòu)基本知識

1、.1.幾何不變體系? 什么是幾何可變體系?答：體系受到荷載作用后，在不考慮體系材料應(yīng)變的前提下，體系的位置或幾何形狀不產(chǎn)生變化，稱它為幾何不變體系。在不考慮材料應(yīng)變的前提下，即使荷載很小，也會引起幾何形狀的改變，這類體系稱它為幾何可變體系。土建工程中只有幾何不變體系才能作為結(jié)構(gòu)使用。2. 為什么要對體系進(jìn)行幾何組成分析？答：在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算時，必須先分析體系的幾何組成，以確保體系的幾何不變性，這種分析就是結(jié)構(gòu)的幾何組成分析。幾何組成分析的目的是： （1）判別體系是否為幾何不變體系，從而決定它能否作為結(jié)構(gòu)所使用； （2）掌握幾何不變體系的組成規(guī)則，便于設(shè)計(jì)出合理的結(jié)構(gòu)； （3）用以區(qū)分體系為

2、靜定結(jié)構(gòu)或超靜定結(jié)構(gòu)，從而對它們采用不同的計(jì)算方法。3.什么是剛體？什么是剛片？ 答：在不考慮材料的應(yīng)變時，桿系結(jié)構(gòu)本身的變形與幾何變形無關(guān)，所以，此時的某一桿件可視為剛體；同理，已經(jīng)判明是幾何不變的部分(如圖2-2)，也可看成是剛體。平面的剛體又稱為剛片。 需要特別注意的是：所有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是地基(地球)，幾何組成分析的前提是地基為幾何不變體系，所以地基是一個大剛片。圖2-24.什么是自由度?答：體系在運(yùn)動時，用以完全確定體系在平面內(nèi)的位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)的數(shù)目，稱為自由度。5.平面內(nèi)一個點(diǎn)和一個剛片各有幾個自由度？答：一個動點(diǎn)在平面內(nèi)的自由度是2。一個剛片在平面內(nèi)的自由度是3。 6.什么是約束

3、？工程中常見的約束有哪幾種？答：（1）能使體系減少自由度的裝置稱為約束。減少一個自由度的裝置稱為一個約束，減少若干個自由度的裝置，就相當(dāng)于若干個約束。（3）工程中常見的約束有以下幾種： 1）鏈桿一根鏈桿可使剛片減少一個自由度，相當(dāng)于一個約束。 2）鉸支座 鉸支座可使剛片減少兩個自由度，相當(dāng)于兩個約束，亦即相當(dāng)于兩根鏈桿。 3）簡單鉸 凡連接兩個剛片的鉸稱簡單鉸，一個簡單鉸相當(dāng)于兩個約束，或者說相當(dāng)于兩根鏈桿。 4）固定端支座 固定端支座可使剛片減少三個自由度，相當(dāng)于三個約束。 5）剛性連接剛性連接可以減少三個自由度，剛性連接相當(dāng)于三個約束。7.什么是必要約束和多余約束？答：在結(jié)構(gòu)體系中能限制體

4、系自由度的約束，稱為必要約束；而對限制體系自由度不起作用的約束，稱為多余約束。8. 瞬鉸是如何形成的？它和實(shí)鉸有何區(qū)別？ 答：連接兩個剛片的不在同一直線上的兩個鏈桿不在剛片上相交，則形成瞬鉸。瞬鉸與實(shí)鉸的區(qū)別是：實(shí)鉸與剛片相交，瞬鉸不與剛片相交。實(shí)鉸的位置是固定的，瞬鉸的位置是變化的。9.體系幾何組成分析有哪幾個基本規(guī)則？答：體系幾何組成分析的基本規(guī)則有：二元體規(guī)則、兩剛片規(guī)則、三剛片規(guī)則。10. 請說明二元體規(guī)則及其成立條件。答：一個點(diǎn)和一個剛片用兩根不共線的鏈桿相連,組成幾何不變體系，稱為二元體規(guī)則。兩根不共線的鏈桿是二元體成立的條件。11.簡述兩剛片規(guī)則。答：兩個剛片用一個鉸和不通過此鉸

5、的鏈桿相連；或者兩個剛片用三根不完全平行也不交于一點(diǎn)的鏈桿相連，則為幾何不變體系，且無多余聯(lián)系，如圖2-11a、b、c。圖2-1112.簡述三剛片規(guī)則。答：三個剛片用不在同一直線上的三個單鉸兩兩相連，組成幾何不變體系，且無多余約束。所以，鉸接三角形是最基本的幾何不變體系。 當(dāng)然，“兩兩相連”的鉸也可以是由兩根鏈桿構(gòu)成的實(shí)鉸或虛鉸，如圖2-12b所示。圖2-1213.瞬變體系是幾何不變還是幾何可變？答：瞬變體系是可變體系的一種特殊情況，不能作為結(jié)構(gòu)使用。14.請舉例說明“兩兩相連”的具體表示。答：在三剛片規(guī)則中提到“三個剛片用不在同一直線上的三個單鉸兩兩相連，組成幾何不變體系，且無多余約束”。“兩兩相連”的具體表示可以是鉸，也可以是由兩根鏈桿構(gòu)成的實(shí)鉸或虛鉸，15.什么才是最基本的幾何不變體系？答：三個規(guī)則其實(shí)質(zhì)，就是三剛片規(guī)則。也就是鉸接三角形。幾個規(guī)則的不同之處僅僅在于把體系的哪