结构力学第一章几何组成分析2014.ppt

1.4.1 概 述 一、体系的分类 1.4.1 概 述 一、体系的分类 1.4.1 概 述 一、体系的分类 1.4.1 概 述 二、几何组成分析的目的 1.4.2 基本概念 一、刚片 1.3.2 基本概念 二、平面体系的自由度 1.3.2 基本概念 二、平面体系的自由度 1.3.2 基本概念 二、平面体系的自由度 1.4.2 基本概念 二、平面体系的自由度 1.4.2 基本概念 二、平面体系的自由度 1.4.2 基本概念 二、平面体系的自由度 1.3.2 基本概念 二、平面体系的自由度 1.4.2 基本概念 二、平面体系的自由度 1.4.2 基本概念 三、计算自由度 1.4.2 基本概念 三、计算自由度 1.3.2 基本概念 三、计算自由度 1.4.2 基本概念 三、计算自由度 1.4.3 几何不变体系的组成法则 一、三刚片法则 1.4.3 几何不变体系的组成法则 一、三刚片法则 1.4.3 几何不变体系的组成法则 一、三刚片法则 1.4.3 几何不变体系的组成法则 一、三刚片法则 1.4.3 几何不变体系的组成法则 一、三刚片法则 1.4.3 几何不变体系的组成法则 一、三刚片法则 1.4.3 几何不变体系的组成法则 二、两刚片法则 1.4.3 几何不变体系的组成法则 二、两刚片法则 1.4.3 几何不变体系的组成法则 三、二元体法则 1.4.3 几何不变体系的组成法则 三、二元体法则 二元体规则： 在一个体系上增加或拆除二元体，不改变原体系的几何构造性质。 1.4.3 几何不变体系的组成法则 三、二元体法则 1.4.4几何组成分析举例 1.4.4 几何组成分析举例 1.4.4 几何组成分析举例 1.4.4 几何组成分析举例 2.4 几何组成分析举例 1.4.4 几何组成分析举例 1.4.4 几何组成分析举例 附1：试对图示体系进行几何组成分析。 附1：试对图示体系进行几何组成分析。 刚片内的约束分析 　　　　 　　　　无多余约束 　　　　有2个多余约束 减二元体简化 分析 加二元体组成 体系 几何不变且无多余约束体系 几何不变且无多余约束体系 Ⅰ Ⅱ 启示：一个体系只由三根既不交于一点又不完 全平行的链杆与地基相连，并不改变原 体系的几何不变性。故可去掉地基和三 根连杆，只分析上部体系。 A B C D E F G H 几何不变且无多余约束体系 Ⅰ Ⅱ A B C D E F G 几何不变且无多余约束体系 (Ⅰ,Ⅱ) Ⅰ Ⅱ Ⅲ ∞(Ⅰ,Ⅲ) ∞(Ⅱ,Ⅲ) C B A D E F G 几何不变且无多余约束体系 (Ⅰ,Ⅱ) (Ⅰ,Ⅲ) (Ⅱ,Ⅲ) Ⅰ Ⅱ Ⅲ A B C E D F G H I J K L M N O P Q 几何瞬变体系 Ⅰ Ⅱ A B C D E F G H I Ⅱ Ⅲ 几何瞬变体系 ∞(Ⅱ,Ⅲ) (Ⅰ,Ⅲ) Ⅰ Ⅲ (Ⅰ,Ⅱ) A B C D E F 几何不变有两个多余约束体系 A B C D E F G H I J 无穷远处的瞬铰： (1) 每个方向都有一个无穷远 点(即该方向各平行线的交点； (2) 不同方向有不同的无穷远点； (3) 各无穷远点都在同一直线上，此直线称为无穷远线; (4) 各有限点都不在无穷远 上. (a) 一铰无穷远情况 几何不变体系 三刚片虚铰在无穷远处的讨论 不平行 几何瞬变体系 平行 结构力学 *河海大学力学与材料学院 平面体系的机动分析 结构力学 STRUCTURAL MECHANICS 平面体系的机动分析 1.4 平面体系的机动分析 1.4.1 概 述 1.4.2 基本概念 1.4.3 几何不变体系的组成法则 1.4.4 几何组成分析举例 本节基本假定：所有杆件均为刚体 几何不变体系：在外荷载作用下，能保持宏观外形不变的体系，也称结构。 几何可变体系：在外荷载作用下不能保持宏观外形不变的体系，也称机构。 本节基本假定：所有杆件均为刚体 几何不变体系：在外荷载作用下，能保持宏观外形不变的体系，也称结构。 几何瞬变体系：在外荷载作用的瞬间，宏观外形发生改变，但此后，能维持其形状。 几何可变体系 几何不变体系 O O1 O2 杆件体系 分 类 几何不变体系 几何可变体系 有多余联系 无多余联系 常变 瞬变 可作为结构 静定结构 超静定结构 不可作结构 判别体系是否几何不变； 研究几何不变体系的组成规律； 区分结构是静定的还是超静定的； 分析结构各部分之间的相互关系。 刚 片——指几何形状不改变的物体。 形状可任意替换 自由度——体系运动时，可以独立变化的几何参数数目。 确定该体系位置时所需的独立参数的数目 。 x y 平面内一点 N=2