第二章 - 平面体系的几何组成分析
发布时间:2020-03-22 21:49来源:未知
第2章 平面体系的几何组成分析
(一)复习建议
本章在历年考试中,没有直接的考题,但在后面章节的学习中会用到,所以基本知识点还需熟记,学会体系的几何组成分析方法。
(二)本章重要知识点
第一节 基本概念
假定:杆件绝对刚性,没有任何变形。
一、几何不变体系、几何可变体系
用于工程实际的是几何不变体系。
二、自由度
(1)一个点在平面内有两个自由度。
(2)一个刚片在平面内有三个自由度。
三、约束(联系)
(1)一根链杆相当于一个约束。
注意:①连接两刚片时,满足两端铰结即可作为链杆;连接刚片与地基时,连接刚片的一端为铰结,连接地基的一端为固定铰支座时,才可以看作链杆。
②在体系分析中,曲链杆、折链杆都可以用直链杆代替。
(2)一个单铰相当于两个约束。
联结n个刚片的复铰相当于(n-1)个单铰,提供(n-1)×2个约束。
(3)单刚结点相当于三个约束。
联结n个刚片的复刚结点相当于(n-1)个单刚结点,提供(n-1)×3个约束
四、瞬变体系、常变体系、虚铰、瞬铰、多余约束 、必要约束
(1)瞬变体系不能用于工程实际。
(2)多余约束只是针对对自由度减少不起作用而称为多余的,但在工程实际中,并不是真的多余,它可以很好地改善受力状况等。
五、静定结构、超静定结构
(1)几何不变无多余约束的体系——静定结构——平衡条件——静力解答唯一且确定。
(2)几何不变有多余约束的体系——超静定结构——平衡条件、变形协调条件——确定内力。
第二节 静定结构的组成规则
一、三刚片规则:三个刚片上用不在同一直线上的三个铰两两相联结,形成无多余约束的几何不变体系。
二、两刚片规则:两个刚片上用一个铰和一根不通过此铰的一根链杆相连结,形成无多余约束的几何不变体系
三、两刚片规则:两个刚片上用三根不交于一点、也不全平行的链杆相连,形成无多余约束的几何不变体系。
四、单刚片规则(二元体规则):在原有体系的基础上依次增加或减少二元体,新体系的性质不变。
对于不满足以上规则的的体系为可变体系。
第三节 几何组成分析方法
一、在分析体系的几何构造时,通常先观察,体系与外部基础联结之间的支座约束数n(其中的一种做题规律)
(1)n> 3时,一般从地基分析开始(常取地基为刚片Ⅰ)。
(2)n= 3时,符合规则2或规则3的,体系性质取决于内部,只分析内部;
不符合规则2或规则3的,体系为常变体系或瞬变体系。
(3)n< 3时,体系为可变体系,(体系相对于地基至少有3个自由度)。
二、对体系进行几何组成分析时,给出的结论:
(1)几何不变无多余约束的体系
(2)几何不变有多余约束的体系(注意:多余约束的个数即为超静定次数)
(3)瞬变体系
(4)常变体系
三、对体系进行几何组成分析时,常选用的刚片:
(1)地基
(2)铰结三角形(刚性延伸后的铰结三角形)
(3)一根连续不断的杆
(4)一个局部几何不变无多余约束的部分
注意:封闭框格不能视为一个刚片(若一根杆件两端刚结闭合后,则内部有三个多余约束;若一根杆件两端铰结闭合后,则内部有两个多余约束)。
(一)复习建议
本章在历年考试中,没有直接的考题,但在后面章节的学习中会用到,所以基本知识点还需熟记,学会体系的几何组成分析方法。
(二)本章重要知识点
第一节 基本概念
假定:杆件绝对刚性,没有任何变形。
一、几何不变体系、几何可变体系
用于工程实际的是几何不变体系。
二、自由度
(1)一个点在平面内有两个自由度。
(2)一个刚片在平面内有三个自由度。
三、约束(联系)
(1)一根链杆相当于一个约束。
注意:①连接两刚片时,满足两端铰结即可作为链杆;连接刚片与地基时,连接刚片的一端为铰结,连接地基的一端为固定铰支座时,才可以看作链杆。
②在体系分析中,曲链杆、折链杆都可以用直链杆代替。
(2)一个单铰相当于两个约束。
联结n个刚片的复铰相当于(n-1)个单铰,提供(n-1)×2个约束。
(3)单刚结点相当于三个约束。
联结n个刚片的复刚结点相当于(n-1)个单刚结点,提供(n-1)×3个约束
四、瞬变体系、常变体系、虚铰、瞬铰、多余约束 、必要约束
(1)瞬变体系不能用于工程实际。
(2)多余约束只是针对对自由度减少不起作用而称为多余的,但在工程实际中,并不是真的多余,它可以很好地改善受力状况等。
五、静定结构、超静定结构
(1)几何不变无多余约束的体系——静定结构——平衡条件——静力解答唯一且确定。
(2)几何不变有多余约束的体系——超静定结构——平衡条件、变形协调条件——确定内力。
第二节 静定结构的组成规则
一、三刚片规则:三个刚片上用不在同一直线上的三个铰两两相联结,形成无多余约束的几何不变体系。
二、两刚片规则:两个刚片上用一个铰和一根不通过此铰的一根链杆相连结,形成无多余约束的几何不变体系
三、两刚片规则:两个刚片上用三根不交于一点、也不全平行的链杆相连,形成无多余约束的几何不变体系。
四、单刚片规则(二元体规则):在原有体系的基础上依次增加或减少二元体,新体系的性质不变。
对于不满足以上规则的的体系为可变体系。
第三节 几何组成分析方法
一、在分析体系的几何构造时,通常先观察,体系与外部基础联结之间的支座约束数n(其中的一种做题规律)
(1)n> 3时,一般从地基分析开始(常取地基为刚片Ⅰ)。
(2)n= 3时,符合规则2或规则3的,体系性质取决于内部,只分析内部;
不符合规则2或规则3的,体系为常变体系或瞬变体系。
(3)n< 3时,体系为可变体系,(体系相对于地基至少有3个自由度)。
二、对体系进行几何组成分析时,给出的结论:
(1)几何不变无多余约束的体系
(2)几何不变有多余约束的体系(注意:多余约束的个数即为超静定次数)
(3)瞬变体系
(4)常变体系
三、对体系进行几何组成分析时,常选用的刚片:
(1)地基
(2)铰结三角形(刚性延伸后的铰结三角形)
(3)一根连续不断的杆
(4)一个局部几何不变无多余约束的部分
注意:封闭框格不能视为一个刚片(若一根杆件两端刚结闭合后,则内部有三个多余约束;若一根杆件两端铰结闭合后,则内部有两个多余约束)。