結(jié)構(gòu)力學(xué)(龍馭球)第三章靜定結(jié)構(gòu)受力分析

結(jié)構(gòu)力學(xué)(龍馭球)第三章靜定結(jié)構(gòu)受力分析目錄CONTENCT靜定結(jié)構(gòu)概述靜定結(jié)構(gòu)的受力分析靜定結(jié)構(gòu)的位移分析靜定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析靜定結(jié)構(gòu)受力分析的實(shí)例01靜定結(jié)構(gòu)概述定義特點(diǎn)靜定結(jié)構(gòu)的定義與特點(diǎn)靜定結(jié)構(gòu)是指無多余約束的幾何不變體系，即在受到一定外力作用時，可以用靜力平衡條件完全確定其內(nèi)力和反力的結(jié)構(gòu)。靜定結(jié)構(gòu)在受到外力作用時，其反力和內(nèi)力可以由靜力平衡條件完全確定，不需要引入多余約束力或平衡方程。靜定結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛，如橋梁、房屋、塔架等，因?yàn)槠涫芰π阅苊鞔_，易于分析計算，且具有較好的安全性和穩(wěn)定性。靜定結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)力學(xué)中的基礎(chǔ)內(nèi)容，是研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)的基石，通過對靜定結(jié)構(gòu)的深入理解，可以進(jìn)一步探究其他結(jié)構(gòu)的受力性能和變形規(guī)律。靜定結(jié)構(gòu)的重要性理論研究的基石工程實(shí)際應(yīng)用剛架01由直線桿件組成的靜定結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是各桿件之間通過鉸鏈或焊接等方式連接，形成一個整體。桁架02由直桿和節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的靜定結(jié)構(gòu)，各桿件之間通過節(jié)點(diǎn)連接，形成幾何不變體系。根據(jù)節(jié)點(diǎn)連接方式的不同，可分為三角形、四邊形、多邊形等不同形式的桁架。組合結(jié)構(gòu)03由剛架和桁架組合而成的靜定結(jié)構(gòu)，通常用于承受較大外力的工程結(jié)構(gòu)中。靜定結(jié)構(gòu)的分類02靜定結(jié)構(gòu)的受力分析靜定結(jié)構(gòu)的平衡條件是所有外力在各個坐標(biāo)軸上的投影代數(shù)和等于零，所有外力矩的代數(shù)和也等于零。靜定結(jié)構(gòu)是無多余約束的幾何不變體系，在力的作用下處于平衡狀態(tài)。平衡條件可以通過力的可傳遞性、二力平衡公理和反作用力公理等推導(dǎo)出來。靜定結(jié)構(gòu)的平衡條件010203靜定結(jié)構(gòu)在力的作用下只產(chǎn)生剛體位移，不會產(chǎn)生相對位移。靜定結(jié)構(gòu)在力的作用下各部分之間不會產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與外力成正比，與結(jié)構(gòu)的剛度成反比。靜定結(jié)構(gòu)的受力特性01020304內(nèi)力計算是通過截面法進(jìn)行的，即通過在結(jié)構(gòu)上截取一個微小的段元，分析其受力情況，然后根據(jù)力的平衡條件計算出段元上的內(nèi)力。靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算內(nèi)力計算是通過截面法進(jìn)行的，即通過在結(jié)構(gòu)上截取一個微小的段元，分析其受力情況，然后根據(jù)力的平衡條件計算出段元上的內(nèi)力。內(nèi)力計算是通過截面法進(jìn)行的，即通過在結(jié)構(gòu)上截取一個微小的段元，分析其受力情況，然后根據(jù)力的平衡條件計算出段元上的內(nèi)力。內(nèi)力計算是通過截面法進(jìn)行的，即通過在結(jié)構(gòu)上截取一個微小的段元，分析其受力情況，然后根據(jù)力的平衡條件計算出段元上的內(nèi)力。03靜定結(jié)構(gòu)的位移分析單位載荷法虛功原理有限元法通過在結(jié)構(gòu)上施加單位載荷，然后計算各部分的位移變化，從而得到整個結(jié)構(gòu)的位移。利用虛功原理，通過計算結(jié)構(gòu)在虛力作用下的位移變化，得到結(jié)構(gòu)的實(shí)際位移。將結(jié)構(gòu)離散化為有限個單元，然后對每個單元進(jìn)行位移計算，最后得到整個結(jié)構(gòu)的位移。位移的計算方法80%80%100%位移的特性與規(guī)律在無外力作用的情況下，結(jié)構(gòu)的位移是連續(xù)的，沒有突變。當(dāng)結(jié)構(gòu)受到對稱載荷作用時，其位移也具有對稱性。對于多個載荷共同作用的情況，其總位移等于各個載荷單獨(dú)作用產(chǎn)生的位移之和。位移的連續(xù)性位移的對稱性位移的疊加性載荷的大小和分布結(jié)構(gòu)的剛度支撐條件位移的影響因素結(jié)構(gòu)的剛度決定了其抵抗變形的能力。剛度越大的結(jié)構(gòu)，在相同載荷下產(chǎn)生的位移越小。支撐條件對結(jié)構(gòu)的位移也有影響。例如，固定支撐可以限制結(jié)構(gòu)的某些方向的位移，而自由支撐則不會限制。載荷的大小和分布直接影響結(jié)構(gòu)的位移。在相同載荷下，集中載荷產(chǎn)生的位移大于均布載荷。04靜定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在受到外力作用時保持其原有平衡狀態(tài)的能力。結(jié)構(gòu)失穩(wěn)分為兩類：一類是整體失穩(wěn)，如彎曲失穩(wěn)、屈曲失穩(wěn)等；另一類是局部失穩(wěn)，如構(gòu)件的折斷、失穩(wěn)等。靜定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析主要基于力的平衡原理和材料力學(xué)的基本知識。穩(wěn)定性概念與原理

靜定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算靜定結(jié)構(gòu)的受力分析通過力的平衡方程和彎矩平衡方程，計算出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和反力。靜定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算根據(jù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的類型，選擇適當(dāng)?shù)挠嬎惴椒?，如歐拉公式、能量法等，計算出結(jié)構(gòu)的臨界荷載和失穩(wěn)形態(tài)。穩(wěn)定性計算中的注意事項(xiàng)考慮結(jié)構(gòu)的初始缺陷、支承條件、材料特性等因素對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。01020304增加支撐選擇合適的材料優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計加強(qiáng)連接提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的措施通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，減小結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。選擇高強(qiáng)度、高彈性模量的材料，可以提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。通過增加支撐，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度和穩(wěn)定性。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)各部分之間的連接，保證結(jié)構(gòu)整體受力性能的穩(wěn)定性和可靠性。05靜定結(jié)構(gòu)受力分析的實(shí)例123靜定梁在均布荷載和集中荷載的作用下，通過截面法或節(jié)點(diǎn)法進(jìn)行受力分析，確定梁的彎矩、剪力和軸力。靜定梁的受力分析靜定拱在豎向荷載作用下，通過合理拱軸線選擇和拱截面內(nèi)力計算，確定拱的彎矩、剪力和軸力。靜定拱的受力分析靜定剛架在側(cè)向荷載和豎向荷載作用下，通過剛架內(nèi)力計算，確定剛架的彎矩、剪力和軸力。靜定剛架的受力分析簡單靜定結(jié)構(gòu)的受力分析03組合結(jié)構(gòu)的受力分析組合結(jié)構(gòu)由多種基本結(jié)構(gòu)組成，通過整體和局部受力分析，確定各組成部分的彎矩、剪力和軸力。01超靜定梁的受力分析超靜定梁在多力作用下，通過多余約束的引入和內(nèi)力計算，確定梁的彎矩、剪力和軸力。02超靜定剛架的受力分析超靜定剛架在多力作用下，通過多余約束的引入和剛架內(nèi)力計算，確定剛架的彎矩、剪力和軸力。復(fù)雜靜定結(jié)構(gòu)的受力分析橋梁工程中的梁式橋、拱橋和剛架橋等靜定結(jié)構(gòu)，通過實(shí)際工程設(shè)計和計算，確定結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。橋梁工程的受力分析建筑工程中的框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等靜定結(jié)構(gòu)，通