朱慈勉结构力学第二章几何构造分析.ppt

基本要求： 领会几何不变体系、几何可变体系、瞬变体系和刚片、约束、自由度等概念。 掌握体系的计算自由度的概念及计算 无多余约束的几何不变体系的几何组成规则，及常见体系的几何组成分析。 了解结构的几何特性与静力特性的关系。 ;目的：分析、判断一个体系是否几何可变，或者如何保证它成为几何不变体系，只有几何不变体系才可以作为结构。 1、研究结构正确的连接方式，确保所设计的结构能承受荷载，维持平衡，不至于发生刚体运动。 2、在结构计算时，可根据其几何组成情况，选择适当的计算方法；分析其组成顺序，寻找简便的解题途径。;第2章 平面体系的几何构造（组成）分析 ; 体系受到某种荷载作用，在不考虑材料应变的前提下，体系若不能保证几何形状、位置不变，称为几何可变体系。;几何不变体系 (geometrically unchangeable system);几何组成分析的目的： 1、判别某一体系是否为几何不变，从而决定它能否作为结构。 2、区别静定结构、超静定结构，从而选定相应计算方法。 3、搞清结构各部分间的相互关系，以决定合理的计算顺序。;自由度(degrees of freedom);2.自由度;自由度(degrees of freedom); 体系有自由度，就不能承受荷载，因此就应想办法减少其自由度。当对体系添加了某些装置后，限制了体系的某些方向的运动，使体系原有的自由度数减少，就说这些装置是加在体系上的约束。约束，是能减少体系自由度数的装置。能减少几个自由度就称为几个约束。 ;约束(restraint);单链杆;单铰;I;复铰;;§2-3 平面几何不变体系的组成规则 ;§2-3 平面几何不变体系的组成规则 ;几何可变体系又可分为两种; 体系受到任意荷载作用，在不考虑材料应变的前提下，体系产生瞬时变形后，变为几何不变体系，则称几何瞬变体系。;2-3-2 三刚片组成规则 ;;瞬变体系分析;2-3-3 基本组成规则的应用技巧 ;二元体：两个刚片与一个体系之间只用三个不在一直线上的铰两 两相联，则两个刚片称为二元体。 ;;无穷远处的瞬铰;三刚片相联的几种特殊情况： ;§2-4 平面体系几何构造分析举例 ;例2-4 试分析图示体系的几何构造。 ;例2-5 试分析图示体系的几何构造。 ;例2-5 试分析图示体系的几何构造。 ;例2-6 试分析图示体系的几何构造。 ;例2-7 试分析图示体系的几何构造。 ;等效代换：即链杆与刚片之间的代换。 ;§2-5 体系的几何构造与静定性 ;对于瞬变体系： ;计算自由度;定义：体系中各构件间无任何约束时的总自由度数与总约束数之差称计算自由度（W）。;1个单链杆 = 1个约束 1个单刚结点=3个约束 1个单铰=2个约束=2个单链杆;算法1： 刚片系;例:计算图示体系的自由度;另一种解法;W=0,体系 是否一定 几何不变呢？; 除去约束后，体系的自由度将增 加，这类约束称为必要约束。; 除去约束后，体系的自由度并不 改变，这类约束称为多余约束。;例:计算图示体系的自由度;W=2 ×6-13=-10;;;W 0 ，S0 ，几何可变体系 S ≥ W;;;;小 结;总之，体系为不变体系除满足约束个数，尚须约束的合理布置。;S=（各部件自由度总数）－（非多余约束数） =（各部件自由度总数）－（全部约束数－多余约束数） =（各部件自由度总数）－（全部约束数）+（多余约束数） 基本要求： 领会几何不变体系、几何可变体系、瞬变体系和刚片、约束、自由度等概念。 掌握体系的计算自由度的概念及计算 无多余约束的几何不变体系的几何组成规则，及常见体系的几何组成分析。 了解结构的几何特性与静力特性的关系。 ;目的：分析、判断一个体系是否几何可变，或者如何保证它成为几何不变体系，只有几何不变体系才可以作为结构。 1、研究结构正确的连接方式，确保所设计的结构能承受荷载，维持平衡，不至于发生刚体运动。 2、在结构计算时，可根据其几何组成情况，选择适当的计算方法；分析其组成顺序，寻找简便的解题途径。;第2章 平面体系的几何构造（组成）分析 ; 体系受到某种荷载作用，在不考虑材料应变的前提下，体系若不能保证几何形状、位置不变，称为几何可变体系。;几何不变体系 (geometrically unchangeable system);几何组成分析的目的： 1、判别某一体系是否为几何不变，从而决定它能否作为结构。 2、区别静定结构、超静定结构，从而选定相应计算方法。 3、搞清结构各部分间的相互关系，以决定合理的计算顺序。;自由度(degrees of f