結(jié)構(gòu)力學第12章 超靜定結(jié)構(gòu)總論課件.ppt

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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)計算簡圖續(xù)論§12-5支座簡圖與彈性支撐概念§12-6結(jié)點簡圖與次內(nèi)力概念§12-7剪切變形對超靜定結(jié)構(gòu)的影響§12-8連續(xù)梁的最不利荷載分布及內(nèi)力包絡圖§12-9小結(jié)對超靜定結(jié)構(gòu)分析作一綜合性的回顧，并作一些補充第一、對計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雜單元、子結(jié)構(gòu)。第二、補充混合型解法——分區(qū)混合法。第三、對超靜定結(jié)構(gòu)的力學特

2、征加以歸納和總結(jié)第四、對結(jié)構(gòu)計算簡圖作進一步討論第五、對剪切變形對超靜定結(jié)構(gòu)的影響作進一步討論第六、補充連續(xù)梁最不利荷載分布和內(nèi)力包絡圖?！?2-1廣義基本結(jié)構(gòu)、廣義單元和子結(jié)構(gòu)的應用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)的個數(shù)。基本結(jié)構(gòu)2位移法中的復雜單元實際結(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)的個數(shù)。需要的單元種類可以是：3子結(jié)構(gòu)的應用首先，將整個結(jié)構(gòu)劃

3、分為幾個子結(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)進行整體分析。應用子結(jié)構(gòu)進行分析的過程：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)點位移多的部分——用力法分析（a區(qū)）；多余約束力多、結(jié)點位移少的部分——區(qū)用位移法分析（b）。實際結(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4混合分區(qū)的典型方程——a區(qū)與力X相應的柔度矩陣——由位移Δ引起的沿力X方向的位移影響系數(shù)

4、矩陣——b區(qū)與位移Δ相應的剛度矩陣——由力X引起的沿位移Δ方向的約束力影響系數(shù)矩陣例題試用混合法求解剛架?；倔w系解（1）選取基本未知量（2）建立混合法基本方程（3）求系數(shù)和自由項由幾何關系，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）防護能力：超靜定結(jié)構(gòu)具有較強的防護能力。（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。2各桿剛度改變時對內(nèi)力的

5、影響超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與各桿剛度的相對值有關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值成正比（1）設計時要注意防止、消除或減輕自內(nèi)力的影響（2）主動利用自內(nèi)力來調(diào)節(jié)超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。預應力——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)溫度變化會產(chǎn)生自內(nèi)力，建筑物超過一定長度時要設溫度縫，將建筑物基礎以上部分分開?！?2-4結(jié)構(gòu)計算簡圖續(xù)論結(jié)構(gòu)力學內(nèi)容涉及三個方面：▲把實際結(jié)構(gòu)抽象為力學模型——計算簡圖；▲對力學模型進行力學分析

6、；▲把力學分析結(jié)果用于結(jié)構(gòu)設計。選定計算簡圖的原則：▲從實際出發(fā)：反映結(jié)構(gòu)的工作狀況，使計算結(jié)果與實際情況接近；▲分清主次：略去一些次要的細節(jié)，使計算工作得以簡化；影響計算簡圖的主要因素有：對重要的結(jié)構(gòu)應采用比較精細的計算簡圖；（2）設計階段（3）計算問題的性質(zhì)（4）計算工具使用的計算工具越先進，計算簡圖就可以越精確。（1）結(jié)構(gòu)的重要性在初步設計階段可使用粗糙的計算簡圖；在設計階段再使用比較精細的計算簡圖；靜力計算時，可使用比較復雜的計算簡圖；動力和穩(wěn)定計算時，由于問題比較復雜，要用比較簡單的計算簡圖；結(jié)構(gòu)體系的簡化：

7、（1）取平面單元計算圓形遂洞：可取相鄰的橫截面取出一個平面單元按圓環(huán)進行計算通過相鄰縱向柱距的中線，截出一個平面單元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，可取橫向剛架進行計算（2）沿縱向和橫向分別按平面計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算框架和剪力墻。（1）矩形樓板的簡化計算矩形樓板兩個方向分別取1m寬板帶計算2交叉體系的荷載傳遞方式及其簡化短邊方向

8、的簡圖長邊方向的簡圖根據(jù)兩個簡圖跨中撓度相等的條件，得故，實際工程中將板分成兩類：▲雙向板：長短邊之比＜2，板上的荷載沿兩個方向傳遞。▲單向板：長短邊之比≥2，板上的荷載沿短邊方向傳遞。（2）拱壩的簡化計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大于水平拱圈，荷