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(gè)自由度個(gè)自由度兩個(gè)自由剛片共有兩個(gè)自由剛片共有6個(gè)自由度個(gè)自由度xyBAC每個(gè)自由剛片有每個(gè)自由剛片有多少個(gè)多少個(gè)自由度呢？自由度呢？n=3每個(gè)單鉸每個(gè)單鉸能使體系減少能使體系減少多少個(gè)自由度多少個(gè)自由度呢？呢？s=2每個(gè)單鏈桿每個(gè)單鏈桿能使體系減少能使體系減少多少個(gè)多少個(gè)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(gè)新結(jié)點(diǎn)的裝置。連結(jié)一個(gè)新結(jié)點(diǎn)的裝置。二元體規(guī)則：二元體規(guī)則： 在一個(gè)體系上增加在一個(gè)體系上增加或拆除二元體，不或拆除二元體，不改變?cè)w系的幾何改變?cè)w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(gè)

4、剛片用一個(gè)鉸兩個(gè)剛片用一個(gè)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(gè)剛片用三根兩個(gè)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(shí)也承受彎矩和剪，有時(shí)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