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文档简介

自由度的概念几何组成分析的目的几何不变体系—承受荷载后,几何形状或各杆的相对位置不会引起任何变化。几何可变体系—承受荷载后,几何形状或各杆的相对位置不会引起任何变化。可变体系不考虑材料的应变,把杆件当做刚性的。几何不变体系目的:1.

判断某个体系是否为几何不变体系,因为几何可变体系不能作为结构来使用。2.

正确区分静定结构与超静定结构。☆几何组成分析(机动分析)

分析一个体系的几何组成部分,判定它的几何组成性质,以确定它能否被工程结构采用。☆建筑结构必须采用几何不变体系!(1)一个点,在平面内运动,自由度是2(2)一个刚片,在平面内运动,自由度是3自由度:体系运动时可以独立变化的几何参数的数目确定体系位置所需要的独立坐标的数目结点自由度xyAyx刚片自由度xyyxφ刚片:由于不考虑材料的应变,可以把(1)一根梁(2)一根链杆(3)一个几何不变部分作为一个刚体,在几何构造分析中称为刚片。平面刚片系自由度的计算平面刚片系的自由度若干个刚片(m):相互间用铰连接(h),与地基用支承链杆连接(r)。n个刚片的复铰:

相当于n-1个单铰一个单铰:减少2个自由度h单铰复铰几个单铰?h=3h=2h=1单铰数目(h)1个链杆:减少1个自由度1个固定铰支座:相当于2个支承链杆r一个固定端:相当于3个支承链杆若干个刚片(m):相互间用铰连接(h),与地基用支承链杆连接(r)。支承链杆(r)【例1】

试求图示体系的自由度。ABCIIIIIIDW=3×3-2×2-4=1W=3×5-2×5-6=-1W=3m-2h-r体系与地基相连时1112W=3×8-2×10-4=0W=3m-2h-r11323练习:试求图示体系的自由度。V=3×7-2×9-3=0V=W-3=3m-2h-3体系不与地基相连时W=V+32211111内部可变度V=3m-2h-3W=3m-2h-r平面刚片系平面链杆系自由度的计算平面链杆系的自由度链杆:仅在杆两端用铰连接的杆件。链杆系中复铰较多,计算复杂。W=3m-2h-rW=3×16-2×23-3=-1133333322链杆系:节点j

个,链杆b个,支承链杆r个一个节点:自由度是2j连接杆件的、连接杆件与支承链杆的一根链杆:相当于1个约束b连接两个节点之间的杆W=2j-b-rW=2×5-7-3=0平面链杆系的自由度W=2j-b-rW=2×9-16-3=-1【例1】求图中所示体系的自由度。ABCABCW=2×3-2-5=-1W=2j-b-rABCW=2×5-4-7=-1【例2】求图中所示体系的自由度。看作支承链杆看作构件关于j、b、rW=2×10-11-8=1W=2j-b-r体系不与地基相连时:V=2j-b-3W=2j-b-r体系与地基相连时:W=2×5-7-3=0V=2×5-7-3=0

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