《力法結(jié)構(gòu)力學(xué)》PPT課件

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1、第六章　力　　法基本要求：熟練掌握力法基本結(jié)構(gòu)的確定、力法方程的建立及其物理意義、力法方程中的系數(shù)和自由項(xiàng)的物理意義及其計(jì)算。掌握力法解剛架、排架和桁架，了解用力法計(jì)算其它結(jié)構(gòu)的計(jì)算特點(diǎn)，會(huì)利用對(duì)稱性，掌握半結(jié)構(gòu)的取法了解超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算及力法計(jì)算結(jié)果的校核，其它因素下的超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算。概述力法的基本結(jié)構(gòu)力法的基本原理與典型方程超靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的計(jì)算對(duì)稱性利用本章內(nèi)容超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)在溫度變化影響下的計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)在支座位移影響下的計(jì)算6.1概述一.超靜定結(jié)構(gòu)的靜力特征和幾何特征靜力特征

2、:僅由靜力平衡方程不能求出所有內(nèi)力和反力.幾何特征:有多余約束的幾何不變體系。內(nèi)力是超靜定的，約束有多余的，這就是超靜定結(jié)構(gòu)區(qū)別于靜定結(jié)構(gòu)的基本特征。與靜定結(jié)構(gòu)相比,超靜定結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為:1.內(nèi)力分布均勻2.抵抗破壞的能力強(qiáng)二.超靜定結(jié)構(gòu)的性質(zhì)2.溫度變化、支座移動(dòng)一般會(huì)產(chǎn)生內(nèi)力。1.內(nèi)力與材料的物理性質(zhì)、截面的幾何形狀和尺寸有關(guān)。三.超靜定結(jié)構(gòu)的類型1）梁2）拱3）桁架4）剛架5）組合結(jié)構(gòu)四.超靜定結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法1.力法----以多余約束力作為基本未知量。2.位移法----以結(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量.3.混合法-

3、---以結(jié)點(diǎn)位移和多余約束力作為基本未知量.4.力矩分配法----近似計(jì)算方法.5.矩陣位移法----結(jié)構(gòu)矩陣分析法之一.五、超靜定次數(shù)的確定超靜定結(jié)構(gòu)中的多余約束數(shù)目稱為超靜定次數(shù)從幾何特征來(lái)看，從原結(jié)構(gòu)中去掉n個(gè)約束，結(jié)構(gòu)就成為靜定的，則原結(jié)構(gòu)即為n次超靜定，因此超靜定次數(shù)=多余約束的個(gè)數(shù)（1）即:把原結(jié)構(gòu)變成靜定結(jié)構(gòu)時(shí)所需撤除的約束個(gè)數(shù)。從靜力特征來(lái)看，超靜定次數(shù)等于根據(jù)平衡方程計(jì)算未知力時(shí)所缺少的方程的個(gè)數(shù)，因此超靜定次數(shù)=多余未知力的個(gè)數(shù)=未知力個(gè)數(shù)-平衡方程的個(gè)數(shù)（2）由(1)式確定結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)

4、，為“解除多余約束法”。即：在超靜定結(jié)構(gòu)上去除多余約束，使它成為幾何不變的靜定結(jié)構(gòu)，而所去除的多余約束的數(shù)目，就是原結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)。六、解除多余約束的方法X1X2X1X2X3X1X2斷一根鏈桿、去掉一個(gè)支桿、將一剛接處改為單鉸聯(lián)接、將一固定端改為固定鉸支座，相當(dāng)于去掉一個(gè)約束。撤一個(gè)單鉸、去掉一個(gè)固定鉸支座、去掉一個(gè)定向支座，相當(dāng)于去掉兩個(gè)約束。X4X3X1X2X1X2斷一根彎桿、去掉一個(gè)固定端，去掉三個(gè)約束。X1X2X3X1X1X2X3每個(gè)無(wú)鉸封閉框都有三次超靜定超靜定次數(shù)=3×封閉框數(shù)=3×5=15超靜定

5、次數(shù)=3×封閉框數(shù)－單鉸數(shù)目=3×5－5=10n=3×4-6=6例1：(a)(b)框格數(shù)k=2單鉸數(shù)h=2n=3×2-2=4框格數(shù)k=4單鉸數(shù)h=6n=3×5-7=8框格數(shù)k=7單鉸數(shù)h=0n=3×7-0=21框格數(shù)k=5單鉸數(shù)h=7七、力法的基本結(jié)構(gòu)力法的基本結(jié)構(gòu):解除超靜定結(jié)構(gòu)中的全部多余約束，得到的靜定的幾何不變體系。幾點(diǎn)注意：一結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)是確定不變的，但去掉多余約束的方式是多種多樣的。在確定超靜定次數(shù)時(shí)，要將內(nèi)外多余約束全部去掉。在支座解除一個(gè)約束，用一個(gè)相應(yīng)的約束反力來(lái)代替，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部解除約束，

6、用作用力和反作用力一對(duì)力來(lái)代替。只能去掉多余約束，不能去掉必要的約束，不能將原結(jié)構(gòu)變成瞬變體系或可變體系。RB當(dāng)ΔB=Δ1=0=1δ11Δ1P×X1〓Δ1=δ11X1+Δ1P=01、超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算的總原則:欲求超靜定結(jié)構(gòu)先取一個(gè)基本體系，然后讓基本體系在受力方面和變形方面與原結(jié)構(gòu)完全一樣。力法的特點(diǎn)：基本未知量——多余未知力；基本體系——靜定結(jié)構(gòu)；基本方程——位移條件（變形協(xié)調(diào)條件）。q↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓BRB〓X1+↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓B><<<>

7、>====力法的基本概念6.2力法的基本概念一.力法的基本原理求X1方向位移的虛擬單位彎矩圖，與上圖相同，略去。P=1lX1=－Δ1P/δ11=3ql/8↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓3ql/8ql2/8M圖=1δ11Δ1P×X1Δ1=δ11X1+Δ1P=0〓X1+↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓Bq↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓B↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ql2/2MPll，EIX1=1ò=DdxEIMMPP11ò=dxEIMM1111d-=ú?ùê?é-=EIqlllqlEI843231142=????è

8、?=EIlllEI3322132ql2/8產(chǎn)生δ11的彎矩圖產(chǎn)生Δ1P的彎矩圖↓↓↓↓↓↓↓↓ABq↓↓↓↓↓↓↓↓X1↓↓↓↓↓↓↓↓B基本體系X2X1X2ΔBH=Δ1ΔBV=Δ2=0=0＝＝＋＋Δ1=Δ11＋Δ12＋Δ1P=0=1=1×X2δ21Δ1Pδ12δ22Δ2Pδ11X1＋δ12X2＋Δ1P＝0δ21X1＋δ22X2＋Δ2P＝0δ11×X1含義:基本體系在多余未知力和荷載共