JZLX05几何组成分析

1、Construction Analysis of Structures Analysis of Structures基本假定：不考虑材料的变形基本假定：不考虑材料的变形 ( geometrically stable system )在任意荷载作用下，几何形状及位置均在任意荷载作用下，几何形状及位置均保持不变的体系。（不考虑材料的变形）保持不变的体系。（不考虑材料的变形） ( geometrically unstable system )在一般荷载作用下，几何形状及位置将发在一般荷载作用下，几何形状及位置将发生改变的体系。（不考虑材料的变形）生改变的体系。（不考虑材料的变形）结构结构机构机构几何

2、不变体系几何不变体系几何可变体系几何可变体系5-1 基本概念基本概念5-2 刚片、自由度、联系的概念刚片、自由度、联系的概念xyAxyB (constraint)x每一自由刚片每一自由刚片3个自由度个自由度两个自由刚片共有两个自由刚片共有6个自由度个自由度xyBAC每个自由刚片有每个自由刚片有多少个多少个自由度呢？自由度呢？n=3每个单铰每个单铰能使体系减少能使体系减少多少个自由度多少个自由度呢？呢？s=2每个单链杆每个单链杆能使体系减少能使体系减少多少个多少个自由度呢？自由度呢？s=1 例例1 1：计算图示体系的自由度：计算图示体系的自由度G32311例例2 2：计算图示体系的自由度：计算图

3、示体系的自由度332112另一种解法另一种解法讨论讨论322113例例3 3：计算计算图示图示体系体系的自的自由度由度例例4 4：计算：计算图示体系的图示体系的自由度自由度W0,体系体系是否一定是否一定几何不变呢几何不变呢？上部上部具有多具有多余联系余联系计算计算自由度自由度 = = 体系体系真实真实的自由度的自由度？ 二元体二元体-不在一直线上的两根链杆不在一直线上的两根链杆 连结一个新结点的装置。连结一个新结点的装置。二元体规则：二元体规则： 在一个体系上增加在一个体系上增加或拆除二元体，不或拆除二元体，不改变原体系的几何改变原体系的几何构造性质。构造性质。C二刚片规则：二刚片规则： 两个

4、刚片用一个铰两个刚片用一个铰和一根和一根的链杆相联，组成的链杆相联，组成无多余联系的几何无多余联系的几何不变体系。不变体系。EF 二刚片规则：二刚片规则： 两个刚片用三根两个刚片用三根的链杆的链杆相联，组成无多相联，组成无多余联系的几何不余联系的几何不变体系。变体系。IIIIIIOO是虚是虚铰吗？铰吗？有二元有二元体吗？体吗？是什么是什么体系？体系？O不是不是有有无多不变无多不变有虚有虚铰吗？铰吗？有二元有二元体吗？体吗？是什么是什么体系？体系？没有没有有有瞬变体系瞬变体系( (instantaneously unstable system)-原为几何可变，经微小位移后即转化为原为几何可变，经

5、微小位移后即转化为 几何不变的体系。几何不变的体系。ABCPC1静定结构静定结构FFBFAyFAx无多余无多余联系几何联系几何不变。不变。如何求支如何求支座反力座反力?FFBFAyFAxFC超静定结构超静定结构有多余有多余联系几何联系几何不变。不变。能否求全能否求全部反力部反力?有多余联系有多余联系无多余联系无多余联系常变常变瞬变瞬变O13O12O23DEFGABCDEF 静定和静不定问题静定和静不定问题静定体系：未知量数目等于独立平衡方程数目静定体系：未知量数目等于独立平衡方程数目超静定体系：未知量数目多于独立平衡方程数目超静定体系：未知量数目多于独立平衡方程数目PABCFAFBFCPABF

6、BFAD1m2m1mABCFEPAQCBDE 板 板的长、宽两方向的尺寸远大于其高度； 板的作用效应主要为受弯 梁 其作用效应主要为受弯和受剪 梁的截面宽度和高度尺寸远小于其长度尺寸 梁、板、柱梁、板、柱 常见的结构形式常见的结构形式3) 柱柱 属于竖向属于竖向承重构件。承重构件。主要承受主要承受梁传来的梁传来的压力以及压力以及柱自重。柱自重。 柱的截面柱的截面尺寸远小于尺寸远小于其高度，荷其高度，荷载作用方向载作用方向与柱轴线平与柱轴线平行。行。(2) 桁桁 架体系架体系截面尺寸远小于其长度截面尺寸远小于其长度的构件，主要的构件，主要承受轴向承受轴向压力或拉力。压力或拉力。组成组成平面平面桁

7、架桁架或或空间网架空间网架。 桁架（3） 拱结构体系拱结构体系 概念概念 ：由曲线形构件（拱圈）或折线：由曲线形构件（拱圈）或折线形构件及其支座组成，在荷载作用下形构件及其支座组成，在荷载作用下主主要承受轴向压力要承受轴向压力，有时也承受弯矩和剪，有时也承受弯矩和剪力。力。它比同跨度的梁要节省材料它比同跨度的梁要节省材料。 分类：按受力分类：按受力特征分特征分 拱的应用：拱的应用：位于黑龙江省镜泊湖瀑布跌水处。浩瀚飞瀑使小石拱桥显得刚劲挺拔，点缀镜泊壮景更美。(4) 薄薄 壳体系壳体系 由由曲线形板曲线形板与与作为边缘构作为边缘构件的梁、拱或桁架组成件的梁、拱或桁架组成，它它是一种空间形的结构构件，是一种空间形的结构构件，主要承受压力。主要承受压力。犹如蛋壳犹如蛋壳以以最薄的壳面能构成强大的蛋最薄的壳面能构成强大的蛋体