結(jié)力I-06-超靜定結(jié)構(gòu)分析-力法(3)20131104-1106

第六章力法§6-1超靜定概述§6-2力法的基本原理及超靜定次數(shù)確定§6-3力法解超靜定剛架和排架§6-4力法解超靜定桁架和組合結(jié)構(gòu)§6-5力法解對(duì)稱結(jié)構(gòu)§6-6力法解超靜定拱§6-7支座移動(dòng)和溫度改變時(shí)的力法分析§6-8超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算及力法計(jì)算校核1

§6-5力法解對(duì)稱結(jié)構(gòu)對(duì)稱的含義：1、結(jié)構(gòu)的幾何形狀和支座情況對(duì)某軸對(duì)稱；2、桿件截面和材料（EI、EA）也對(duì)稱。2P=+3正對(duì)稱荷載反對(duì)稱荷載0.5P0.5P1、奇數(shù)跨對(duì)稱結(jié)構(gòu)的半邊結(jié)構(gòu)2、偶數(shù)跨對(duì)稱結(jié)構(gòu)的半邊結(jié)構(gòu)？？？正對(duì)稱荷載作用下，對(duì)稱軸截面只產(chǎn)生軸力和彎矩。反對(duì)稱荷載作用下，對(duì)稱軸截面只產(chǎn)生剪力。41）正對(duì)稱荷載作用下不考慮軸向變形條件下，可簡(jiǎn)化為：2）反對(duì)稱荷載作用下l’偶數(shù)跨對(duì)稱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化步驟5利用對(duì)稱性簡(jiǎn)化的要點(diǎn)：選用對(duì)稱的基本結(jié)構(gòu)，選用對(duì)稱力或反對(duì)稱力作為基本未知量；在對(duì)稱荷載作用下，只考慮對(duì)稱未知力（反對(duì)稱未知力為零）；在反對(duì)稱荷載作用下，只考慮反對(duì)稱未知力（對(duì)稱未知力為零）；非對(duì)稱荷載可以分解為對(duì)稱荷載和反對(duì)稱荷載。6PP/2P/2P/2P/2=+例6-5-1試作對(duì)稱剛架在水平力P作用下的彎矩圖。(a)(b)解：（1）將荷載P分為對(duì)稱荷載（圖a）和反對(duì)稱荷載（圖b）。對(duì)稱荷載作用下（圖a），只有橫梁承受P/2的壓力。原剛架的彎矩求解問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解如b圖所示的對(duì)稱剛架在反對(duì)稱荷載作用下的彎矩。lh7P/2P/2P/2取半結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化計(jì)算(b)(c)(2)奇數(shù)跨對(duì)稱結(jié)構(gòu)在反對(duì)稱荷載作用下的半結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖c所示。(3)利用力法計(jì)算圖c剛架的彎矩圖，然后通過(guò)反對(duì)稱獲得整個(gè)剛架的彎矩圖。8P/2P/2(c)P/2基本體系(d)（ii）列力法基本方程：（i）取基本體系如圖（d）所示。（iii）求系數(shù)項(xiàng)及基本未知量：（iv）疊加法做半結(jié)構(gòu)彎矩圖：（v）利用對(duì)稱性作全結(jié)構(gòu)彎矩圖。Ph/2h/2h/29(4)討論：彎矩圖隨橫梁與立柱剛度比k變化。剛架受水平結(jié)點(diǎn)荷載作用：（1）柱子的彎矩零點(diǎn)在上半柱范圍移動(dòng)，位置與k值有關(guān)。（2）當(dāng)k≥3時(shí)，可視為EI2→∞，反彎點(diǎn)近似在柱子中點(diǎn)。102FP思考題：利用對(duì)稱性簡(jiǎn)化如下結(jié)構(gòu)。I2IIFPI2III2IIFPFPFPIFPIIFP/2I11§6-6力法解超靜定拱X1lf略去剪力的影響；當(dāng)f<l/3

時(shí)，考慮軸力的影響。X1=1X1=1狀態(tài)xyxyP狀態(tài)注:(1)大跨度、大截面拱可忽略第二項(xiàng);(2)只能積分，不能圖乘。MP=M°1列方程一、兩鉸拱計(jì)算122、帶拉桿的兩鉸拱為什么要用拉桿？墻、柱不承擔(dān)彎矩推力減少了拱肋彎矩E、I、AE1、A1X1X1=1MP=1P其中兩類拱的比較：無(wú)拉桿E1A1相當(dāng)于無(wú)拉桿有拉桿E1A10簡(jiǎn)支曲梁適當(dāng)加大E1A1使H*較大，可減小拱肋M(jìn)。13二、對(duì)稱無(wú)鉸拱的計(jì)算EI=（a）（b）（c）（1）利用對(duì)稱性當(dāng)附加豎向剛臂長(zhǎng)度變化時(shí)，就可能使：21

=12=0（c）與（a）具有完全等效關(guān)系。此時(shí)將圖（c）在對(duì)稱軸位置截?cái)?，?duì)于兩對(duì)稱內(nèi)力：X1、X2。X1=1作用下，基本體系同側(cè)受拉；X2=1作用下，基本體系異側(cè)受拉。即得：（2）利用加剛臂--彈性中心法14§6-7支座移動(dòng)和溫度改變時(shí)的內(nèi)力計(jì)算一、支座移動(dòng)時(shí)的計(jì)算hl1h1“c”基本方程的物理意義？基本結(jié)構(gòu)在支座位移和基本未知力共同作用下，在基本未知力作用方向上產(chǎn)生的位移與原結(jié)構(gòu)的位移完全相等。151h1（1）等號(hào)右端可以不等于零（2）自由項(xiàng)的意義（3）內(nèi)力僅由多余未知力產(chǎn)生（4）內(nèi)力與EI的絕對(duì)值有關(guān)討論:16二、溫度內(nèi)力的計(jì)算畫出圖計(jì)算（1）自由項(xiàng)的意義（2）內(nèi)力僅由多余未知力產(chǎn)生（3）內(nèi)力與EI的絕對(duì)值有關(guān)討論:17aaa例.計(jì)算圖示剛架在溫度作用下的內(nèi)力，各桿EI等于常數(shù),矩形截面梁高為h，材料溫度脹縮系數(shù)為。1186m3m§6-8超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算3m3m3m3mq=1kN/mP=3kNI2I2I123421.333.564.335.66如計(jì)算第4點(diǎn)的水平位移116m荷載作用基本體系1基本體系2原結(jié)構(gòu)結(jié)論：可以利用任意基本體系求原體系位移。191、平衡條件校核結(jié)構(gòu)中的任意部分都必須滿足平衡條件。但滿足平衡條件的解答不一定是真解。2、變形條件校核在滿足平衡條件的眾多個(gè)解答中，滿足原結(jié)構(gòu)變形條件的解答是唯一正確的解答。i

=給定值§6-9超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的校核20一、平衡條件的校核：MQM6要滿足整體平衡條件和局部平衡條件。水平力不平衡水平力不平衡(1)(2)(3)結(jié)點(diǎn)彎矩不平衡21(圓圈中的數(shù)字表示截面EI的相對(duì)值)7512522.51511.32003.71511.375147.522.520015010060403015202m2m4m4m21213.711.3147.522.57ΣX=0，ΣY=0(4)