JZLX05幾何組成分析

1、Construction Analysis of Structures Analysis of Structures基本假定：不考慮材料的變形基本假定：不考慮材料的變形 ( geometrically stable system )在任意荷載作用下，幾何形狀及位置均在任意荷載作用下，幾何形狀及位置均保持不變的體系。（不考慮材料的變形）保持不變的體系。（不考慮材料的變形） ( geometrically unstable system )在一般荷載作用下，幾何形狀及位置將發(fā)在一般荷載作用下，幾何形狀及位置將發(fā)生改變的體系。（不考慮材料的變形）生改變的體系。（不考慮材料的變形）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)幾何

2、不變體系幾何不變體系幾何可變體系幾何可變體系5-1 基本概念基本概念5-2 剛片、自由度、聯(lián)系的概念剛片、自由度、聯(lián)系的概念xyAxyB (constraint)x每一自由剛片每一自由剛片3個自由度個自由度兩個自由剛片共有兩個自由剛片共有6個自由度個自由度xyBAC每個自由剛片有每個自由剛片有多少個多少個自由度呢？自由度呢？n=3每個單鉸每個單鉸能使體系減少能使體系減少多少個自由度多少個自由度呢？呢？s=2每個單鏈桿每個單鏈桿能使體系減少能使體系減少多少個多少個自由度呢？自由度呢？s=1 例例1 1：計(jì)算圖示體系的自由度：計(jì)算圖示體系的自由度G32311例例2 2：計(jì)算圖示體系的自由度：計(jì)算圖

3、示體系的自由度332112另一種解法另一種解法討論討論322113例例3 3：計(jì)算計(jì)算圖示圖示體系體系的自的自由度由度例例4 4：計(jì)算：計(jì)算圖示體系的圖示體系的自由度自由度W0,體系體系是否一定是否一定幾何不變呢幾何不變呢？上部上部具有多具有多余聯(lián)系余聯(lián)系計(jì)算計(jì)算自由度自由度 = = 體系體系真實(shí)真實(shí)的自由度的自由度？ 二元體二元體-不在一直線上的兩根鏈桿不在一直線上的兩根鏈桿 連結(jié)一個新結(jié)點(diǎn)的裝置。連結(jié)一個新結(jié)點(diǎn)的裝置。二元體規(guī)則：二元體規(guī)則： 在一個體系上增加在一個體系上增加或拆除二元體，不或拆除二元體，不改變原體系的幾何改變原體系的幾何構(gòu)造性質(zhì)。構(gòu)造性質(zhì)。C二剛片規(guī)則：二剛片規(guī)則： 兩個

4、剛片用一個鉸兩個剛片用一個鉸和一根和一根的鏈桿相聯(lián)，組成的鏈桿相聯(lián)，組成無多余聯(lián)系的幾何無多余聯(lián)系的幾何不變體系。不變體系。EF 二剛片規(guī)則：二剛片規(guī)則： 兩個剛片用三根兩個剛片用三根的鏈桿的鏈桿相聯(lián)，組成無多相聯(lián)，組成無多余聯(lián)系的幾何不余聯(lián)系的幾何不變體系。變體系。IIIIIIOO是虛是虛鉸嗎？鉸嗎？有二元有二元體嗎？體嗎？是什么是什么體系？體系？O不是不是有有無多不變無多不變有虛有虛鉸嗎？鉸嗎？有二元有二元體嗎？體嗎？是什么是什么體系？體系？沒有沒有有有瞬變體系瞬變體系( (instantaneously unstable system)-原為幾何可變，經(jīng)微小位移后即轉(zhuǎn)化為原為幾何可變，經(jīng)

5、微小位移后即轉(zhuǎn)化為 幾何不變的體系。幾何不變的體系。ABCPC1靜定結(jié)構(gòu)靜定結(jié)構(gòu)FFBFAyFAx無多余無多余聯(lián)系幾何聯(lián)系幾何不變。不變。如何求支如何求支座反力座反力?FFBFAyFAxFC超靜定結(jié)構(gòu)超靜定結(jié)構(gòu)有多余有多余聯(lián)系幾何聯(lián)系幾何不變。不變。能否求全能否求全部反力部反力?有多余聯(lián)系有多余聯(lián)系無多余聯(lián)系無多余聯(lián)系常變常變瞬變瞬變O13O12O23DEFGABCDEF 靜定和靜不定問題靜定和靜不定問題靜定體系：未知量數(shù)目等于獨(dú)立平衡方程數(shù)目靜定體系：未知量數(shù)目等于獨(dú)立平衡方程數(shù)目超靜定體系：未知量數(shù)目多于獨(dú)立平衡方程數(shù)目超靜定體系：未知量數(shù)目多于獨(dú)立平衡方程數(shù)目PABCFAFBFCPABF

6、BFAD1m2m1mABCFEPAQCBDE 板 板的長、寬兩方向的尺寸遠(yuǎn)大于其高度； 板的作用效應(yīng)主要為受彎 梁 其作用效應(yīng)主要為受彎和受剪 梁的截面寬度和高度尺寸遠(yuǎn)小于其長度尺寸 梁、板、柱梁、板、柱 常見的結(jié)構(gòu)形式常見的結(jié)構(gòu)形式3) 柱柱 屬于豎向?qū)儆谪Q向承重構(gòu)件。承重構(gòu)件。主要承受主要承受梁傳來的梁傳來的壓力以及壓力以及柱自重。柱自重。 柱的截面柱的截面尺寸遠(yuǎn)小于尺寸遠(yuǎn)小于其高度，荷其高度，荷載作用方向載作用方向與柱軸線平與柱軸線平行。行。(2) 桁桁 架體系架體系截面尺寸遠(yuǎn)小于其長度截面尺寸遠(yuǎn)小于其長度的構(gòu)件，主要的構(gòu)件，主要承受軸向承受軸向壓力或拉力。壓力或拉力。組成組成平面平面桁

7、架桁架或或空間網(wǎng)架空間網(wǎng)架。 桁架（3） 拱結(jié)構(gòu)體系拱結(jié)構(gòu)體系 概念概念 ：由曲線形構(gòu)件（拱圈）或折線：由曲線形構(gòu)件（拱圈）或折線形構(gòu)件及其支座組成，在荷載作用下形構(gòu)件及其支座組成，在荷載作用下主主要承受軸向壓力要承受軸向壓力，有時也承受彎矩和剪，有時也承受彎矩和剪力。力。它比同跨度的梁要節(jié)省材料它比同跨度的梁要節(jié)省材料。 分類：按受力分類：按受力特征分特征分 拱的應(yīng)用：拱的應(yīng)用：位于黑龍江省鏡泊湖瀑布跌水處。浩瀚飛瀑使小石拱橋顯得剛勁挺拔，點(diǎn)綴鏡泊壯景更美。(4) 薄薄 殼體系殼體系 由由曲線形板曲線形板與與作為邊緣構(gòu)作為邊緣構(gòu)件的梁、拱或桁架組成件的梁、拱或桁架組成，它它是一種空間形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，是一種空間形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，主要承受壓力。主要承受壓力。猶如蛋殼猶如蛋殼以以最薄的殼面能構(gòu)成強(qiáng)大的蛋最薄的殼面能構(gòu)成強(qiáng)大的蛋體