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1、结构力学结构力学安徽建筑工业学院安徽建筑工业学院 土木工程学院工程力学系土木工程学院工程力学系 本学期结构力学教学进程及主要教学参考书简介本学期结构力学教学进程及主要教学参考书简介本学期结构力学教学进程及主要教学参考书简介本学期结构力学教学进程及主要教学参考书简介一一.主要教学内容及教学时数安排：（课内总学时主要教学内容及教学时数安排：（课内总学时主要教学内容及教学时数安排：（课内总学时主要教学内容及教学时数安排：（课内总学时 72 72 72 72）第1章 绪论 (课内课内课内课内:2,:2,课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比1:1)1:1)第2章 结构的几何组成分析
2、(课内课内课内课内:6,:6,课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比3:1)3:1)第3章 静定结构的受力分析 (课内课内课内课内:12,:12,课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比3:1)3:1)第4章 静定结构总论 (课内课内课内课内:2,:2,课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比1:1)1:1)第5章 影响线 (课内课内课内课内:6,:6,课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比2:1)2:1)第6章 虚功原理和结构的位移计算 (课内课内课内课内:10,:10,课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之
3、比3:1)3:1)第7章 力法 (课内课内课内课内:12,:12,课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比3:1)3:1)第8章 位移法 (课内课内课内课内:12,:12,课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比3:1)3:1)第9章 渐近法及超静定力的影响线 (课内课内课内课内:8,:8,课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比课外与课内之比3:1)3:1)机动机动机动机动:2:2学时学时学时学时本学期结构力学教学进程及主要教学参考书简介本学期结构力学教学进程及主要教学参考书简介本学期结构力学教学进程及主要教学参考书简介本学期结构力学教学进程及主要教学参考书
4、简介二二二二.主要教学及习题参考书主要教学及习题参考书主要教学及习题参考书主要教学及习题参考书:1.1.1.1.结构力学上册结构力学上册结构力学上册结构力学上册(第二版第二版第二版第二版)龙驭球、包世华主编，高等教育出版社龙驭球、包世华主编，高等教育出版社龙驭球、包世华主编，高等教育出版社龙驭球、包世华主编，高等教育出版社 2.2.2.2.结构力学上册结构力学上册结构力学上册结构力学上册(第二版第二版第二版第二版)杨天祥主编，高等教育出版社杨天祥主编，高等教育出版社杨天祥主编，高等教育出版社杨天祥主编，高等教育出版社 3.3.3.3.结构力学上册结构力学上册结构力学上册结构力学上册 朱伯钦、潘
5、亦培等编著，高等教育出版社朱伯钦、潘亦培等编著，高等教育出版社朱伯钦、潘亦培等编著，高等教育出版社朱伯钦、潘亦培等编著，高等教育出版社(同济函授教材同济函授教材同济函授教材同济函授教材)4.4.4.4.结构力学上册结构力学上册结构力学上册结构力学上册 周竞欧、朱伯钦、许哲明主编，同济大学出版社周竞欧、朱伯钦、许哲明主编，同济大学出版社周竞欧、朱伯钦、许哲明主编，同济大学出版社周竞欧、朱伯钦、许哲明主编，同济大学出版社 5.5.5.5.结构力学解疑雷钟和、江爱川、郝静明编著，清华大学出版社结构力学解疑雷钟和、江爱川、郝静明编著，清华大学出版社结构力学解疑雷钟和、江爱川、郝静明编著，清华大学出版社
6、结构力学解疑雷钟和、江爱川、郝静明编著，清华大学出版社 6.6.6.6.结构力学复习与习题分析徐新济、冯虹编，同济大学出版社结构力学复习与习题分析徐新济、冯虹编，同济大学出版社结构力学复习与习题分析徐新济、冯虹编，同济大学出版社结构力学复习与习题分析徐新济、冯虹编，同济大学出版社 7.7.7.7.应用结构力学应用结构力学应用结构力学应用结构力学-典型例题剖析郑念国、戴仁杰编著，同济大学出版社典型例题剖析郑念国、戴仁杰编著，同济大学出版社典型例题剖析郑念国、戴仁杰编著，同济大学出版社典型例题剖析郑念国、戴仁杰编著，同济大学出版社第第1章章 绪论绪论1-1.结构力学的学科内容和任务结构力学的学科内
7、容和任务1.1.1.1.研究对象研究对象研究对象研究对象(2)(2)结构分为结构分为:杆系结构杆系结构,板壳结构板壳结构,实体结构实体结构(1)(1)结构：承受并传递荷载起骨架作用的部分结构：承受并传递荷载起骨架作用的部分(3)(3)结构力学的研究对象为结构力学的研究对象为(平面平面)杆系结构杆系结构(4)(4)结构力学的课程地位结构力学的课程地位结构力学的内容结构力学的内容(从解决工程实际问题的角度提出从解决工程实际问题的角度提出)(1)(1)将实际结构抽象为计算简图；将实际结构抽象为计算简图；(2)(2)各种计算简图的计算方法；各种计算简图的计算方法；(3)(3)将计算结果运用于设计和施工
8、。将计算结果运用于设计和施工。(1)(1)组成规律与合理形式组成规律与合理形式,计算简图的合理选择；计算简图的合理选择；(2)(2)内力与变形的计算方法内力与变形的计算方法.强度和刚度；强度和刚度；(3)(3)稳定与动力反应。稳定与动力反应。2.2.任务任务 研究结构的强度、刚度、稳定性的研究结构的强度、刚度、稳定性的 计算原理和计算方法计算原理和计算方法3.3.内容内容 结构组成结构组成;内力内力,位移位移,临界力计算临界力计算.确定计算简图的原则：确定计算简图的原则：1.1.1.1.能反映实际结构的主要力学特性能反映实际结构的主要力学特性能反映实际结构的主要力学特性能反映实际结构的主要力学
9、特性;2.2.2.2.分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便1-2.杆件结构的计算简图杆件结构的计算简图计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形图形图形图形)简化内容简化内容:1.1.1.1.杆件的简化杆件的简化杆件的简化杆件的简化:杆件杆件杆件杆件 杆件的轴线杆件的轴线杆件的轴线杆件的轴线 2.2.2.2.结点的简化结点的简化结点的简化结点的简化:刚结点刚结点刚结点刚结点 铰结点铰结点铰结点铰结点 半铰结点半铰结点半
10、铰结点半铰结点(组合结点组合结点组合结点组合结点)半铰结点铰结点刚结点确定计算简图的原则：确定计算简图的原则：1.1.1.1.能反映实际结构的主要力学特性能反映实际结构的主要力学特性能反映实际结构的主要力学特性能反映实际结构的主要力学特性;2.2.2.2.分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便1-2.杆件结构的计算简图杆件结构的计算简图计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形图形图形图形)简化内容简化内容:1.1.1.
11、1.杆件的简化杆件的简化杆件的简化杆件的简化:杆件杆件杆件杆件 杆件的轴线杆件的轴线杆件的轴线杆件的轴线 2.2.2.2.结点的简化结点的简化结点的简化结点的简化:刚结点刚结点刚结点刚结点 铰结点铰结点铰结点铰结点 半铰结点半铰结点半铰结点半铰结点(组合结点组合结点组合结点组合结点)3.3.3.3.支座的简化支座的简化支座的简化支座的简化:固定铰支座固定铰支座固定铰支座固定铰支座 可动铰支座可动铰支座可动铰支座可动铰支座 固定端支座固定端支座固定端支座固定端支座 滑动支座滑动支座滑动支座滑动支座(定向支座定向支座定向支座定向支座)单铰结点单铰结点复铰结点复铰结点单刚结点单刚结点复刚结点复刚结点
12、组合结点组合结点固定铰支座固定铰支座固定铰支座反力固定铰支座反力限制限制X、Y向位移向位移固定铰支座反力固定铰支座反力固定铰支座固定铰支座限制限制X、Y、Z向位移向位移可动铰支座可动铰支座可动铰支座反力可动铰支座反力限制限制X向位移向位移限制限制Y向位移向位移固定支座固定支座固定支座反力固定支座反力限制限制X、Y向位移及转动向位移及转动固定支座反力固定支座反力固定支座固定支座限制三方向位移及转动限制三方向位移及转动定向支座定向支座定向支座反力定向支座反力限制限制X位移及转动位移及转动限制限制Y位移及转动位移及转动确定计算简图的原则：确定计算简图的原则：1.1.1.1.能反映实际结构的主要力学特
13、性能反映实际结构的主要力学特性能反映实际结构的主要力学特性能反映实际结构的主要力学特性;2.2.2.2.分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便1-2.杆件结构的计算简图杆件结构的计算简图计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形图形图形图形)简化内容简化内容:1.1.1.1.杆件的简化杆件的简化杆件的简化杆件的简化:杆件杆件杆件杆件 杆件的轴线杆件的轴线杆件的轴线杆件的轴线 2.2.2.2.结点的简化结点的简化结点的简化
14、结点的简化:刚结点刚结点刚结点刚结点 铰结点铰结点铰结点铰结点 半铰结点半铰结点半铰结点半铰结点(组合结点组合结点组合结点组合结点)3.3.3.3.支座的简化支座的简化支座的简化支座的简化:固定铰支座固定铰支座固定铰支座固定铰支座 可动较支座可动较支座可动较支座可动较支座 固定端支座固定端支座固定端支座固定端支座 滑动支座滑动支座滑动支座滑动支座(定向支座定向支座定向支座定向支座)4.4.4.4.体系的简化体系的简化体系的简化体系的简化:空间结构空间结构空间结构空间结构 平面结构平面结构平面结构平面结构 确定计算简图的原则：确定计算简图的原则：1.1.1.1.能反映实际结构的主要力学特性能反映
15、实际结构的主要力学特性能反映实际结构的主要力学特性能反映实际结构的主要力学特性;2.2.2.2.分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便分析计算尽可能简便1-2.杆件结构的计算简图杆件结构的计算简图计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形图形图形图形)简化内容简化内容:1.1.1.1.杆件的简化杆件的简化杆件的简化杆件的简化:杆件杆件杆件杆件 杆件的轴线杆件的轴线杆件的轴线杆件的轴线 2.2.2.2.结点的简化结点的简化结点的简化结点的简
16、化:刚结点刚结点刚结点刚结点 铰结点铰结点铰结点铰结点 半铰结点半铰结点半铰结点半铰结点(组合结点组合结点组合结点组合结点)3.3.3.3.支座的简化支座的简化支座的简化支座的简化:固定铰支座固定铰支座固定铰支座固定铰支座 可动较支座可动较支座可动较支座可动较支座 固定端支座固定端支座固定端支座固定端支座 滑动支座滑动支座滑动支座滑动支座(定向支座定向支座定向支座定向支座)4.4.4.4.体系的简化体系的简化体系的简化体系的简化:空间结构空间结构空间结构空间结构 平面结构平面结构平面结构平面结构 5.5.5.5.荷载的简化荷载的简化荷载的简化荷载的简化:集中力、集中力偶、分布荷载集中力、集中力
17、偶、分布荷载集中力、集中力偶、分布荷载集中力、集中力偶、分布荷载 1-3.杆件结构的分类杆件结构的分类 1.1.梁梁 2.2.拱拱 3.3.桁架桁架 4.4.刚架刚架 5.5.组合结构组合结构1-4.荷载的分类荷载的分类、根据荷载作用时间长短：恒载、活载。、按荷载作用的性质：静力荷载、动力荷载。第第2章章杆件体系的几何组成分析杆件体系的几何组成分析(Geometric construction analysis)基本假定：基本假定：不考虑材料的变形不考虑材料的变形（刚片）（刚片）2-1 2-1 几何构造分析的几个概念几何构造分析的几个概念几何构造分析的几个概念几何构造分析的几个概念 几何构造分
18、析的目的主要是分析几何构造分析的目的主要是分析、判断一个体系判断一个体系是否几何不变，或者如何保证它成为是否几何不变，或者如何保证它成为几何不变体系几何不变体系，只有几何不变体系才可以作为只有几何不变体系才可以作为结构结构。1.1.几何不变体系和几何可变体系几何不变体系和几何可变体系几何不变体系：不考虑材料应变条件下，体系的位置和形状保持不变的体系。几何可变体系：不考虑材料应变条件下，体系的位置和形状可以改变的体系。结论：只有几何不变体系才能成为结论：只有几何不变体系才能成为结构结构2.2.自由度自由度 杆件体系是由结点和杆件构成的，我们可以抽象为杆件体系是由结点和杆件构成的，我们可以抽象为点
19、和线，分析一个体系的运动，必须先研究构成体系的点和线，分析一个体系的运动，必须先研究构成体系的点和线的点和线的运动运动。AAD xD yy0 xABABD xD yD y0 x自由度：自由度：描述几何体系运动时，所需独立坐标的数目。描述几何体系运动时，所需独立坐标的数目。或几何体系运动时，可以独立改变的坐标的数目或几何体系运动时，可以独立改变的坐标的数目。推论推论推论推论:几何不变体系的自由度一定等于零几何不变体系的自由度一定等于零几何不变体系的自由度一定等于零几何不变体系的自由度一定等于零 几何可变体系的自由度一定大于零几何可变体系的自由度一定大于零几何可变体系的自由度一定大于零几何可变体系
20、的自由度一定大于零 如果体系有了自由度，如果体系有了自由度，必须消除，消除的办法是增必须消除，消除的办法是增加加约束约束。约束有三种（支座约束数类推）：。约束有三种（支座约束数类推）：链杆个约束单铰个约束刚结点个约束 不能有效减少体系自不能有效减少体系自由度由度的约束称为的约束称为多余约束多余约束。ACB4.多余约束（与之对应的是多余约束（与之对应的是必要约束必要约束）3.约束（限制物体运动的装置）约束（限制物体运动的装置）5.瞬铰瞬铰.CODABO.两刚片之间的两相交链杆可能构成一两刚片之间的两相交链杆可能构成一两刚片之间的两相交链杆可能构成一两刚片之间的两相交链杆可能构成一瞬铰瞬铰瞬铰瞬铰
21、,瞬铰铰心位置不定瞬铰铰心位置不定瞬铰铰心位置不定瞬铰铰心位置不定铰心位置确定不变的铰称为实铰。铰心位置确定不变的铰称为实铰。铰心位置确定不变的铰称为实铰。铰心位置确定不变的铰称为实铰。6.无穷远处瞬铰无穷远处瞬铰(4)(4)(4)(4)各有限点都不在无穷线上各有限点都不在无穷线上各有限点都不在无穷线上各有限点都不在无穷线上(3)(3)(3)(3)各无穷点都在同一条直线上各无穷点都在同一条直线上各无穷点都在同一条直线上各无穷点都在同一条直线上,称为无穷线称为无穷线称为无穷线称为无穷线(2)(2)(2)(2)不同方向有不同的无穷点不同方向有不同的无穷点不同方向有不同的无穷点不同方向有不同的无穷点
22、(1)(1)(1)(1)每个方向都有一个无穷点每个方向都有一个无穷点每个方向都有一个无穷点每个方向都有一个无穷点7.7.瞬变体系及常变体系瞬变体系及常变体系CABABCN1N2N300rFP瞬变体系瞬变体系(instantaneously unstable system)-原为几何可变，经原为几何可变，经微小位移后即转化为微小位移后即转化为几何不变的体系。几何不变的体系。结论：瞬变体系必有多余约束结论：瞬变体系必有多余约束2-2 2-2 几何不变体系的组成规律几何不变体系的组成规律讨论没有多余约束的讨论没有多余约束的,几何不变体系的组成规律。几何不变体系的组成规律。1.1.一个点与一个刚片之间
23、的组成方式一个点与一个刚片之间的组成方式IIII II II II IIII 一个点与一个刚片之间用两根链杆相连一个点与一个刚片之间用两根链杆相连,且三铰不且三铰不在一直线上在一直线上,则组成无多余约束的几何不变体系。则组成无多余约束的几何不变体系。2.2.两个刚片之间的组成方式两个刚片之间的组成方式 两个刚片之间用一个铰和一根链杆相连两个刚片之间用一个铰和一根链杆相连,且且三铰不在一直线上三铰不在一直线上,则组成无多余约束的几何则组成无多余约束的几何不变不变 体系体系。或 两个刚片之间用三根链杆相两个刚片之间用三根链杆相连连,且三根链杆不交于一点且三根链杆不交于一点,则组成无多余约则组成无多
24、余约束的几何不变体系。束的几何不变体系。3.3.三个刚片之间的组成方式三个刚片之间的组成方式 三个刚片之间用三个铰两两相连三个刚片之间用三个铰两两相连,且三个铰不且三个铰不在在 一直线上一直线上,则组成无多余约束的几何不变体系。则组成无多余约束的几何不变体系。以上规律又统称为三角形规律以上规律又统称为三角形规律规律1规律2规律4规律3 二元体二元体二元体二元体:在一个体系上用两个不共线的链杆连在一个体系上用两个不共线的链杆连在一个体系上用两个不共线的链杆连在一个体系上用两个不共线的链杆连 接一个新结点的装置接一个新结点的装置接一个新结点的装置接一个新结点的装置.在一个体系上加减二元体不影响原体
25、系的几何组成在一个体系上加减二元体不影响原体系的几何组成在一个体系上加减二元体不影响原体系的几何组成在一个体系上加减二元体不影响原体系的几何组成.4.4.二元体二元体二元体二元体(片片片片)规则规则规则规则IIIIIIOO是虚是虚铰吗？铰吗？有二元有二元体吗？体吗？是什么是什么体系？体系？O不是不是有有无多不变无多不变试分析图示体系的几何组成。试分析图示体系的几何组成。有虚有虚铰吗？铰吗？有二元有二元体吗？体吗？是什么是什么体系？体系？无多余约束的几何不变体系无多余约束的几何不变体系没有没有有有利用组成规律可以两种方式构造一般的结构利用组成规律可以两种方式构造一般的结构：（1）从基础出发构造）
26、从基础出发构造（2）从内部刚片出发构造）从内部刚片出发构造.1,2.2,3.1,3例1.1,22,31,31,21,32,3例2例3无多余约束的几何不变体系几何瞬变体系几何瞬变体系讨论讨论:三铰体系有无穷远铰的情况三铰体系有无穷远铰的情况:1).有一个无穷远铰有一个无穷远铰:2).有两个无穷远铰有两个无穷远铰:3).有三个无穷远铰有三个无穷远铰:三杆不平行不变三杆不平行不变平行且等长常变平行且等长常变平行不等长瞬变平行不等长瞬变四杆不平行不变四杆不平行不变平行且各自等长常变平行且各自等长常变平行不等长瞬变平行不等长瞬变各自等长常变各自等长常变否则瞬变否则瞬变2-3 2-3 平面体系的计算自由度
27、平面体系的计算自由度1.平面刚片体系的平面刚片体系的计算计算自由度自由度W=3m-3g-2h-bm-刚片数;g-单刚结点数h-单铰数;b-链杆及支杆数。362（1）=492（2）=5W=3（)（）mhbm7h9b单铰：连接两个刚片的铰结点。复铰：连接两个以上刚片的铰结点。相当于（n-1）个单铰。A单刚结点单刚结点复刚结点复刚结点连接连接连接连接n n n n个杆的个杆的个杆的个杆的复刚结点等于多复刚结点等于多复刚结点等于多复刚结点等于多少个单刚结点？少个单刚结点？少个单刚结点？少个单刚结点？n-1个个=1刚片本身不应包含多余约束刚片本身不应包含多余约束,应是无多不变整体具有三个自由度的任何对象
28、应是无多不变整体具有三个自由度的任何对象超静定结构2.平面铰结链杆体系的平面铰结链杆体系的计算计算自由度自由度jbj=4b=4+3j=8b=12+481240单链杆：连接两个铰结点的链杆。复链杆：连接两个以上铰结点的链杆。连接 n个铰结点的复链杆相当于(2n-3)个单链杆。3.混合体系的计算自由度混合体系的计算自由度4.计算自由度与几何体系构造特点计算自由度与几何体系构造特点体系几何可变；体系几何可变；无多余约束时，体系几何不变；无多余约束时，体系几何不变；体系有多余约束。体系有多余约束。静定结构静定结构5.5.5.5.几何组成与静力特性之间的关系几何组成与静力特性之间的关系几何组成与静力特性
29、之间的关系几何组成与静力特性之间的关系FFBFAyFAx无多余无多余约束的几何约束的几何不变体系。不变体系。如何求支如何求支座反力座反力?利用静力平衡条件可以唯一确定所有约束力的结构利用静力平衡条件可以唯一确定所有约束力的结构FFBFAyFAxFC超静定结构超静定结构有多余有多余约束的几何约束的几何不变体系。不变体系。能否求出全能否求出全部约束反力部约束反力?利用静力平衡条件不能唯一确定所有约束力的结构利用静力平衡条件不能唯一确定所有约束力的结构体系体系几何不变体系几何不变体系几何可变体系几何可变体系有多余约束有多余约束无多余约束无多余约束常变常变瞬变瞬变可作为结构可作为结构静定结构静定结构超
30、静定结构超静定结构不可作结构不可作结构小结小结2-32-3.几何组成分析举例几何组成分析举例例例1:对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析解解解解:三刚片三铰相连三刚片三铰相连三刚片三铰相连三刚片三铰相连,三铰不共线三铰不共线三铰不共线三铰不共线,所以该体系为无多余约束所以该体系为无多余约束所以该体系为无多余约束所以该体系为无多余约束的几何不变体系的几何不变体系的几何不变体系的几何不变体系.2-32-3.几何组成分析举例几何组成分析举例例例2:对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分
31、析解解解解:该体系为无多余约束的几何不变体系该体系为无多余约束的几何不变体系该体系为无多余约束的几何不变体系该体系为无多余约束的几何不变体系.方法方法方法方法1:1:若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分方法方法方法方法1:1:若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分例例3:对图示体系作几何组成分析对图示
32、体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析解解解解:该体系为无多余约束的几何不变体系该体系为无多余约束的几何不变体系该体系为无多余约束的几何不变体系该体系为无多余约束的几何不变体系.方法方法方法方法2:2:利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片.方法方法方法方法1:1:若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分例例4:对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分
33、析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析解解解解:该体系为瞬变体系该体系为瞬变体系该体系为瞬变体系该体系为瞬变体系.方法方法方法方法3:3:将只有两个铰与其它部分相连的将只有两个铰与其它部分相连的将只有两个铰与其它部分相连的将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆刚片看成链杆刚片看成链杆刚片看成链杆.方法方法方法方法2:2:利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片.方法方法方法方法1:1:若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析
34、其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分例例5:对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析解解解解:该体系为常变体系该体系为常变体系该体系为常变体系该体系为常变体系.方法方法方法方法3:3:将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法方法方法方法2:2:利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片.方法方法方法方法4:4:去掉二元体去掉二元体去掉二元
35、体去掉二元体.方法方法方法方法1:1:若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分例例6:对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析解解解解:该体系为无多余约束几何不变体系该体系为无多余约束几何不变体系该体系为无多余约束几何不变体系该体系为无多余约束几何不变体系.方法方法方法方法3:3:将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成
36、链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法方法方法方法2:2:利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片.方法方法方法方法5:5:从基础部分从基础部分从基础部分从基础部分(几何不变部分几何不变部分几何不变部分几何不变部分)依次添加依次添加依次添加依次添加.方法方法方法方法4:4:去掉二元体去掉二元体去掉二元体去掉二元体.方法方法方法方法1:1:若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部
37、分例例7:对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析方法方法方法方法3:3:将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法方法方法方法2:2:利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片.方法方法方法方法5:5:从基础部分从基础部分从基础部分从基础部分(几何不变部分几何不变部分几何不变部分几何不变部分)依次添加依次添加依次添加依次添加.方法方法方法方法4:4:去掉
38、二元体去掉二元体去掉二元体去掉二元体.解解解解:该体系为有一个多余约束几何不变体系该体系为有一个多余约束几何不变体系该体系为有一个多余约束几何不变体系该体系为有一个多余约束几何不变体系.方法方法方法方法1:1:若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分例例8:对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析方法方法方法方法3:3:将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成
39、链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法方法方法方法2:2:利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片.方法方法方法方法5:5:从基础部分从基础部分从基础部分从基础部分(几何不变部分几何不变部分几何不变部分几何不变部分)依次添加依次添加依次添加依次添加.方法方法方法方法4:4:去掉二元体去掉二元体去掉二元体去掉二元体.方法方法方法方法1:1:若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去
40、掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分例例9:对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析方法方法方法方法3:3:将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法方法方法方法2:2:利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片.方法方法方法方法5:5:从基础部分从基础部分从基础部分从基础部分(几何不变部分几何不变部分几何不变部分几何不变部分)依次添加依次添加依次添
41、加依次添加.方法方法方法方法4:4:去掉二元体去掉二元体去掉二元体去掉二元体.方法方法方法方法1:1:若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分去掉基础只分析其它部分例例10:对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析对图示体系作几何组成分析方法方法方法方法3:3:将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法方法方法方法2:
42、2:利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片利用规则将小刚片变成大刚片.方法方法方法方法5:5:从基础部分从基础部分从基础部分从基础部分(几何不变部分几何不变部分几何不变部分几何不变部分)依次添加依次添加依次添加依次添加.方法方法方法方法4:4:去掉二元体去掉二元体去掉二元体去掉二元体.ABCDEFABCDEFACDBEABCDEF分析实例 1分析实例 2ABCDEFGHIJKLABCDEFGHIJKL.ABCDEFGHIJKLm9h12b(2,3)(1,3)(1,2)按平面刚片体系计算自由度123456123456123456123456(2,3)123
43、456123456(2,3).(1,3)(1,2)分析实例 3(1,2)(2,3)(1,2)(2,3)(2,3)(1,2)几何瞬变体系(1,2)ABCDEFABCDEF2,31,31,2ABCDEF2,31,31,2分析实例 4几何瞬变体系几何不变体系ABCDEFGHABCDEFGHJK(1,2)(2,3)ABCDEFGHJK(1,2)(2,3)ABCDEFG(2,3)(1,3)分析实例 5几何不变体系几何组成思考题几何组成思考题 几何组成分析的假定和几何组成分析的假定和几何组成分析的假定和几何组成分析的假定和目的是什麽？目的是什麽？目的是什麽？目的是什麽？何谓自由度？系统自由何谓自由度？系统
44、自由何谓自由度？系统自由何谓自由度？系统自由度与几何可变性有何联度与几何可变性有何联度与几何可变性有何联度与几何可变性有何联系？系？系？系？不变体系有多余联系时，不变体系有多余联系时，不变体系有多余联系时，不变体系有多余联系时，使其变成无多余联系几使其变成无多余联系几使其变成无多余联系几使其变成无多余联系几何不变体系是否唯一？何不变体系是否唯一？何不变体系是否唯一？何不变体系是否唯一？瞬变体系有何特点？可瞬变体系有何特点？可瞬变体系有何特点？可瞬变体系有何特点？可变体系时如何区分瞬变变体系时如何区分瞬变变体系时如何区分瞬变变体系时如何区分瞬变还是常变？还是常变？还是常变？还是常变？瞬铰和实际铰
45、有何异同？瞬铰和实际铰有何异同？瞬铰和实际铰有何异同？瞬铰和实际铰有何异同？无多余联系几何不变体系无多余联系几何不变体系无多余联系几何不变体系无多余联系几何不变体系组成规则各有什麽限制条组成规则各有什麽限制条组成规则各有什麽限制条组成规则各有什麽限制条件？不满足条件时可变性件？不满足条件时可变性件？不满足条件时可变性件？不满足条件时可变性如何？如何？如何？如何？按组成规则建立结构有哪按组成规则建立结构有哪按组成规则建立结构有哪按组成规则建立结构有哪些组装格式？组装格式和些组装格式？组装格式和些组装格式？组装格式和些组装格式？组装格式和受力分析有无联系？受力分析有无联系？受力分析有无联系？受力分
46、析有无联系？如何确定计算自由度？如何确定计算自由度？如何确定计算自由度？如何确定计算自由度？对体系进行组成分析的步对体系进行组成分析的步对体系进行组成分析的步对体系进行组成分析的步骤如何？骤如何？骤如何？骤如何？几何组成作业题几何组成作业题2-1 2-3 2-42-5 2-7 2-8 2-9交作业时间交作业时间:下周下周 32-4.几何组成分析习题课几何组成分析习题课1试计算图示体系的计算自由度试计算图示体系的计算自由度 解解:由结果不能判定其是否能作为结构由结果不能判定其是否能作为结构或或:2试计算图示体系的计算自由度试计算图示体系的计算自由度 解解:由结果可判定其不能作为结构由结果可判定其
47、不能作为结构或或:3试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 从上到下依次去掉二元从上到下依次去掉二元体或从基础开始依次加二体或从基础开始依次加二元体元体.几何不变无多余约束几何不变无多余约束4试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 依次去掉二元体依次去掉二元体.几何常变体系几何常变体系5试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 有一个多余约束有一个多余约束的几何不变体系的几何不变体系6试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 常变体系常变体系7试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 瞬变体系瞬变体系几何不变无多余约束几何不变无多余约束8试分析图示体
48、系的几何组成试分析图示体系的几何组成 有一个多余约束的几何不变体系有一个多余约束的几何不变体系9试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 瞬变体系瞬变体系10试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 几何不变无多余约束几何不变无多余约束11试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 瞬变体系瞬变体系12试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 几何不变无多余约束几何不变无多余约束x x有三个多余约束的几何不变体系有三个多余约束的几何不变体系13 计算计算图示体系的计算自由度并作几何组成分析图示体系的计算自由度并作几何组成分析错错14试分析图示体系的几何组成试分析图
49、示体系的几何组成 无多余约束几何不变体系无多余约束几何不变体系有两个多余约束的几何不变体系有两个多余约束的几何不变体系15试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 无多余约束几何不变体系无多余约束几何不变体系无多余约束的几何不变体系无多余约束的几何不变体系16试分析图示体系的几何组成试分析图示体系的几何组成 无多余约束几何不变体系无多余约束几何不变体系常变体系常变体系补充几何组成分析作业题补充几何组成分析作业题交作业时间交作业时间:下周下周 3讨论讨论2.刚结点刚结点:(1)一个单刚结点相当于三个约束一个单刚结点相当于三个约束.(2)单刚结点与其它约束的关系单刚结点与其它约束的关系:(
50、3)复刚结点复刚结点:连接连接N刚片复刚结点相当于刚片复刚结点相当于N-1个单刚结点个单刚结点.固定端支座固定端支座:2-42-4.体系的几何组成与体系的几何组成与 静力特征的关系静力特征的关系1.无多余约束的几何不变体系是静定结构无多余约束的几何不变体系是静定结构静定结构静定结构:由静力平衡方程可求出所有内力和由静力平衡方程可求出所有内力和 约束力的体系约束力的体系.1.无多余约束的几何不变体系是静定结构无多余约束的几何不变体系是静定结构静定结构静定结构:由静力平衡方程可求出所有内力和由静力平衡方程可求出所有内力和 约束力的体系约束力的体系.超静定结构超静定结构:由静力平衡方程不能求出所有内