超靜定結(jié)構(gòu)的概念及超靜定次數(shù)的確定(課件)

超靜定結(jié)構(gòu)的概念及超靜定次數(shù)的確定CATALOGUE目錄超靜定結(jié)構(gòu)的概念超靜定次數(shù)的確定超靜定結(jié)構(gòu)的分析方法超靜定結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用超靜定結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢01超靜定結(jié)構(gòu)的概念在任何一組確定的平衡力系作用下，僅用靜力平衡方程就能完全確定結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)的體系。靜定結(jié)構(gòu)在任何一組確定的平衡力系作用下，需要用多余的約束條件才能確定結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)的體系。超靜定結(jié)構(gòu)靜定與超靜定的定義存在內(nèi)力由于超靜定結(jié)構(gòu)的約束多余，當(dāng)受到外力作用時，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)力，這些內(nèi)力有助于抵抗外力，保持結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)。具有多余的約束超靜定結(jié)構(gòu)有多余的約束，這些多余的約束可以提供額外的穩(wěn)定性，使結(jié)構(gòu)在受到外力作用時具有更好的抵抗變形的能力。計(jì)算復(fù)雜超靜定結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)需要用多余的約束條件來確定，因此其平衡方程個數(shù)多于未知數(shù)個數(shù)，需要采用特殊的計(jì)算方法來解決其平衡問題。超靜定結(jié)構(gòu)的特性由于超靜定結(jié)構(gòu)有多余的約束，其穩(wěn)定性較好，能夠承受較大的外力作用，且具有較好的抗震性能。由于超靜定結(jié)構(gòu)的計(jì)算復(fù)雜，需要采用特殊的計(jì)算方法，且其構(gòu)造相對復(fù)雜，制作成本較高。超靜定結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)02超靜定次數(shù)的確定根據(jù)結(jié)構(gòu)中各桿件的剛度和支座約束條件，計(jì)算出多余約束的數(shù)目，從而確定超靜定次數(shù)。剛度法幾何法力法通過分析結(jié)構(gòu)中各桿件的幾何關(guān)系和支座約束條件，找出多余約束，從而確定超靜定次數(shù)。利用力的平衡條件，通過求解多余未知力的數(shù)目來確定超靜定次數(shù)。030201計(jì)算超靜定次數(shù)的方法超靜定次數(shù)的物理意義01超靜定次數(shù)表示結(jié)構(gòu)中有多余的約束，這些多余的約束可以抵抗外力作用，使結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。02超靜定次數(shù)也反映了結(jié)構(gòu)的剛度特性，即結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。超靜定次數(shù)決定了結(jié)構(gòu)的受力性能和穩(wěn)定性，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的意義。03如果一個結(jié)構(gòu)的自由度數(shù)目小于其獨(dú)立方程的數(shù)目，則該結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)。判別準(zhǔn)則一如果一個結(jié)構(gòu)的支座反力數(shù)目小于其約束數(shù)目，則該結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)。判別準(zhǔn)則二如果一個結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)不能由靜力平衡方程完全確定，則該結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)。判別準(zhǔn)則三超靜定次數(shù)的判別準(zhǔn)則03超靜定結(jié)構(gòu)的分析方法總結(jié)詞通過比較結(jié)構(gòu)在受力與不受力狀態(tài)下的內(nèi)力變化，建立平衡方程求解未知力的方法。詳細(xì)描述力法是以結(jié)構(gòu)的靜力平衡條件為基礎(chǔ)，通過比較結(jié)構(gòu)在受力與不受力狀態(tài)下的內(nèi)力變化，建立平衡方程求解未知力的方法。該方法適用于超靜定結(jié)構(gòu)，通過將結(jié)構(gòu)拆分為基本體系，并利用基本體系的平衡條件建立方程，求解未知力。力法位移法通過比較結(jié)構(gòu)在受力與發(fā)生位移狀態(tài)下的內(nèi)力變化，建立平衡方程求解未知位移的方法。總結(jié)詞位移法是以結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)條件為基礎(chǔ)，通過比較結(jié)構(gòu)在受力與發(fā)生位移狀態(tài)下的內(nèi)力變化，建立平衡方程求解未知位移的方法。該方法適用于超靜定結(jié)構(gòu)，通過將結(jié)構(gòu)拆分為基本體系，并利用基本體系的平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件建立方程，求解未知位移。詳細(xì)描述通過逐步逼近的方法求解超靜定結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力的方法?？偨Y(jié)詞漸進(jìn)法是一種基于迭代思想的求解方法，通過逐步逼近的方法求解超靜定結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力。該方法首先假設(shè)一組初始解，然后逐步修正解的近似值，直到滿足精度要求或達(dá)到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)為止。漸進(jìn)法可以處理復(fù)雜的超靜定結(jié)構(gòu)問題，具有較高的計(jì)算效率和精度。詳細(xì)描述漸進(jìn)法04超靜定結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用橋梁工程中，超靜定結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，提高橋梁的承載能力。例如，連續(xù)梁橋采用超靜定結(jié)構(gòu)形式，可以減小梁體的振動和變形，提高行車舒適性和安全性。此外，超靜定結(jié)構(gòu)在橋梁工程中還可以用于抵抗風(fēng)、地震等自然災(zāi)害的影響，提高橋梁的抗震性能和抗風(fēng)能力。橋梁工程在建筑工程中，超靜定結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度，增強(qiáng)建筑物的承載能力和抗震性能。例如，高層建筑采用超靜定結(jié)構(gòu)形式，可以減小風(fēng)力、地震等外部荷載對建筑物的影響，保證建筑物的安全性和穩(wěn)定性。此外，超靜定結(jié)構(gòu)在建筑工程中還可以用于優(yōu)化建筑物的空間布局和結(jié)構(gòu)形式，提高建筑物的美觀性和實(shí)用性。建筑工程在機(jī)械工程中，超靜定結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以提高機(jī)器設(shè)備的剛度和穩(wěn)定性，增強(qiáng)設(shè)備的承載能力和使用壽命。例如，精密機(jī)床、航空發(fā)動機(jī)等高精度設(shè)備采用超靜定結(jié)構(gòu)形式，可以減小設(shè)備的振動和變形，提高設(shè)備的加工精度和使用壽命。此外，超靜定結(jié)構(gòu)在機(jī)械工程中還可以用于優(yōu)化機(jī)器設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能，提高設(shè)備的效率和可靠性。機(jī)械工程05超靜定結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢非線性靜力分析考慮材料非線性和幾何非線性等因素，研究超靜定結(jié)構(gòu)的極限承載力和穩(wěn)定性。動力分析研究超靜定結(jié)構(gòu)的振動特性和地震響應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。線性靜力分析基于經(jīng)典力學(xué)理論，研究超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形特性。理論研究進(jìn)展將結(jié)構(gòu)離散化為有限個單元，通過節(jié)點(diǎn)自由度耦合分析整體結(jié)構(gòu)性能。有限元法將連續(xù)的求解域離散為差分網(wǎng)格，通過差分方程求解結(jié)構(gòu)響應(yīng)。有限差分法將結(jié)構(gòu)邊界離散化，通過邊界積分方程求解結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移。邊界元法數(shù)值模擬技術(shù)模型試驗(yàn)通過制作縮尺模型進(jìn)行試驗(yàn)，研究