結(jié)構(gòu)力學(xué)第12章超靜定結(jié)構(gòu)總論

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1、第12章超靜定結(jié)構(gòu)總論§12-1廣義基本結(jié)構(gòu)、廣義單元和子結(jié)構(gòu)的應(yīng)用§12-2分區(qū)混合法§12-3超靜定結(jié)構(gòu)特性§12-4結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖續(xù)論§12-5支座簡圖與彈性支撐概念§12-6結(jié)點(diǎn)簡圖與次內(nèi)力概念§12-7剪切變形對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)的影響§12-8連續(xù)梁的最不利荷載分布及內(nèi)力包絡(luò)圖§12-9小結(jié)對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)分析作一綜合性的回顧，并作一些補(bǔ)充第一、對(duì)計(jì)算方法加以比較和引申。將力法中靜定的基本結(jié)構(gòu)引申到超靜定的基本結(jié)構(gòu)；將位移法中的簡單單元引申到復(fù)雜單元、子結(jié)構(gòu)。第二、補(bǔ)充混合型解法——分區(qū)混合法。第三、對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征加以歸納和總結(jié)第四、對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖作進(jìn)一步討論第五

2、、對(duì)剪切變形對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)的影響作進(jìn)一步討論第六、補(bǔ)充連續(xù)梁最不利荷載分布和內(nèi)力包絡(luò)圖。§12-1廣義基本結(jié)構(gòu)、廣義單元和子結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1力法中的超靜定基本結(jié)構(gòu)力法中的基本結(jié)構(gòu)也可以是超靜定的。實(shí)際結(jié)構(gòu)力法方程：與靜定基本結(jié)構(gòu)的區(qū)別：▲需要使用超靜定單元的內(nèi)力和位移公式。▲減少了未知數(shù)的個(gè)數(shù)?；窘Y(jié)構(gòu)2位移法中的復(fù)雜單元實(shí)際結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)與通常作法的區(qū)別：▲需要的單元種類增加了，不僅僅是等截面直桿?！鴾p少了未知數(shù)的個(gè)數(shù)。需要的單元種類可以是：3子結(jié)構(gòu)的應(yīng)用首先，將整個(gè)結(jié)構(gòu)劃分為幾個(gè)子結(jié)構(gòu)；然后，分別確定子結(jié)構(gòu)的剛度或柔度特性；最后，將子結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析。應(yīng)用子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的過

3、程：4例題已知：EI=常數(shù)。求：連續(xù)梁內(nèi)力。力法求解：位移法求解：基本結(jié)構(gòu)§12-2分區(qū)混合法1分區(qū)混合的基本未知量和基本體系多余約束少、結(jié)點(diǎn)位移多的部分——用力法分析（a區(qū)）；多余約束力多、結(jié)點(diǎn)位移少的部分——區(qū)用位移法分析（b）。實(shí)際結(jié)構(gòu)基本體系2混合分區(qū)的基本方程——變形協(xié)調(diào)條件和平衡條件3基本方程中的四類系數(shù)和兩類自由項(xiàng)4混合分區(qū)的典型方程——a區(qū)與力X相應(yīng)的柔度矩陣——由位移Δ引起的沿力X方向的位移影響系數(shù)矩陣——b區(qū)與位移Δ相應(yīng)的剛度矩陣——由力X引起的沿位移Δ方向的約束力影響系數(shù)矩陣?yán)}試用混合法求解剛架。基本體系解（1）選取基本未知量（2）建立混合法基本

4、方程（3）求系數(shù)和自由項(xiàng)由幾何關(guān)系，得由圖乘法，得（4）求桿端彎矩由桿件的剛度方程，得由平衡條件，得故（5）解方程（6）作彎矩圖§12-3超靜定結(jié)構(gòu)特性1多余約束的存在及其影響（1）防護(hù)能力：超靜定結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的防護(hù)能力。（2）荷載作用范圍和大小超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布比靜定結(jié)構(gòu)均勻，內(nèi)力峰值也要小些。（3）剛度和穩(wěn)定性剛度和穩(wěn)定性都比靜定結(jié)構(gòu)強(qiáng)。2各桿剛度改變時(shí)對(duì)內(nèi)力的影響超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與各桿剛度的相對(duì)值有關(guān)通過改變桿件的剛度改變內(nèi)力分布3溫度和沉陷等變形因素的影響溫度和沉陷等變形引起的內(nèi)力一般與剛度的絕對(duì)值成正比（1）設(shè)計(jì)時(shí)要注意防止、消除或減輕自內(nèi)力的影響（2）主動(dòng)利

5、用自內(nèi)力來調(diào)節(jié)超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。預(yù)應(yīng)力——典型例子▲地基的不均勻沉降是產(chǎn)生自內(nèi)力、發(fā)生工程事故的主要原因之一?！喜拷Y(jié)構(gòu)溫度變化會(huì)產(chǎn)生自內(nèi)力，建筑物超過一定長度時(shí)要設(shè)溫度縫，將建筑物基礎(chǔ)以上部分分開?！?2-4結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖續(xù)論結(jié)構(gòu)力學(xué)內(nèi)容涉及三個(gè)方面：▲把實(shí)際結(jié)構(gòu)抽象為力學(xué)模型——計(jì)算簡圖；▲對(duì)力學(xué)模型進(jìn)行力學(xué)分析；▲把力學(xué)分析結(jié)果用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。選定計(jì)算簡圖的原則：▲從實(shí)際出發(fā)：反映結(jié)構(gòu)的工作狀況，使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況接近；▲分清主次：略去一些次要的細(xì)節(jié)，使計(jì)算工作得以簡化；影響計(jì)算簡圖的主要因素有：對(duì)重要的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用比較精細(xì)的計(jì)算簡圖；（2）設(shè)計(jì)階段（3）計(jì)算問題的性

6、質(zhì)（4）計(jì)算工具使用的計(jì)算工具越先進(jìn)，計(jì)算簡圖就可以越精確。（1）結(jié)構(gòu)的重要性在初步設(shè)計(jì)階段可使用粗糙的計(jì)算簡圖；在設(shè)計(jì)階段再使用比較精細(xì)的計(jì)算簡圖；靜力計(jì)算時(shí)，可使用比較復(fù)雜的計(jì)算簡圖；動(dòng)力和穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，由于問題比較復(fù)雜，要用比較簡單的計(jì)算簡圖；結(jié)構(gòu)體系的簡化：（1）取平面單元計(jì)算圓形遂洞：可取相鄰的橫截面取出一個(gè)平面單元按圓環(huán)進(jìn)行計(jì)算通過相鄰縱向柱距的中線，截出一個(gè)平面單元1將空間結(jié)構(gòu)分解為平面結(jié)構(gòu)為了保證結(jié)構(gòu)的承載力，可取橫向剛架進(jìn)行計(jì)算（2）沿縱向和橫向分別按平面計(jì)算縱向平面單元橫向平面單元（3）綜合為平面結(jié)構(gòu)的計(jì)算——由不同類型的平面結(jié)構(gòu)組成的空間結(jié)構(gòu)框架剪力

7、墻結(jié)構(gòu)首先，將框架和剪力墻分別合并，將荷載在總框架和總剪力墻之間分配；然后，按所分配的荷載分別計(jì)算框架和剪力墻。（1）矩形樓板的簡化計(jì)算矩形樓板兩個(gè)方向分別取1m寬板帶計(jì)算2交叉體系的荷載傳遞方式及其簡化短邊方向的簡圖長邊方向的簡圖根據(jù)兩個(gè)簡圖跨中撓度相等的條件，得故，實(shí)際工程中將板分成兩類：▲雙向板：長短邊之比＜2，板上的荷載沿兩個(gè)方向傳遞?！鴨蜗虬澹洪L短邊之比≥2，板上的荷載沿短邊方向傳遞。（2）拱壩的簡化計(jì)算水平拱圈豎向懸臂梁壩的高度與寬度差不多，水平拱圈與豎向懸臂梁的剛度接近。荷載雙向傳遞。一般河谷豎向懸臂梁剛度遠(yuǎn)大于水平拱圈，荷