§7-2超静定次数的确定
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1、超静定结构的特性:与静定结构比较,超静定结构有如下特性:内力超静定,约束有多余,是超静定结构区别于静定结构的基本特点。
2、超静定次数的确定:结构的超静定次数为其多余约束的数目,因此上,结构的超静定次数等于将原结构变成静定结构所去掉多余约束的数目。
在超静定结构上去掉多余约束的基本方式,通常有如下几种:(1)断一根链杆、去掉一个支杆、将一刚接处改为单铰联接、将一固定端改为固定铰支座,相当于去掉一个约束。
举例(2)断一根弯杆、去掉一个固定端,相当于去掉三个约束。
举例(3)开一个单铰、去掉一个固定铰支座、去掉一个定向支座,相当于去掉两个约束。
举例返回顶部3、几点注意:①由图10-1结构的分析可得出结论:一个无铰闭合框有三个多余约束,其超静定次数等于三。
对于无铰闭合框结构其超静定次数=3×闭合框数。
如图10-2所示结构的超静定次数为3×5=15次;对于带铰闭合框结构其超静定次数=3×闭合框数-结构中的单铰数(复铰要折算成单铰)如图10-3所示结构的超静定次数为3×5-(1+1+3)=15次。
D点是连接四个刚片的复铰,相当于(4-1)=3个单铰。
②一结构的超静定次数是确定不变的,但去掉多余约束的方式是多种多样的。
如图10-1结构。
③在确定超静定次数时,要将内外多余约束全部去掉。
如图10-4结构外部1次超静定,内部6次超静定,结构的超静定次数是7。
④在支座解除一个约束,用一个相应的约束反力来代替,在结构内部解除约束,用作用力和反作用力一对力来代替。
如图10-1结构所示。
⑤只能去掉多余约束,不能去掉必要的约束,不能将原结构变成瞬变体系或可变体系。
如图10-4结构中A点的水平支杆不能作为多余约束去掉。
如图10-5结构中支杆a,b和链杆c不能作为多余约束去掉,否则就将原结构变成了瞬变体系。
返回顶部1、超静定结构的求解思路:欲求解超静定结构,先选取一个便于计算结构作为基本体系,然后让基本体系与原结构受力一致,变形一致即完全等价,通过这个等价条件去建立求解基本未知量的基本方程。
超静定结构的超静定次数超静定结构是指在外力作用下,结构内部的约束力大于外力的个数,从而使得结构处于静定状态的一种结构形式。
即结构内部的约束力可以完全抵消外力的作用,使得结构保持平衡。
超静定结构的超静定次数是指结构内部的约束力多于外力的个数。
超静定次数越高,结构的稳定性越好。
超静定结构的超静定次数取决于结构的约束性质和约束方式。
常见的超静定结构有悬挑梁、连续梁和桁架等。
这些结构的超静定次数可以通过力平衡方程和几何关系进行计算。
在设计超静定结构时,需要合理选择约束方式和约束点的位置,以提高结构的稳定性和承载能力。
悬挑梁是一种常见的超静定结构。
它由一根悬挑在空中的梁组成,一端固定在墙上,另一端悬空。
在外力作用下,悬挑梁的约束力可以完全抵消外力的作用,使得梁保持平衡。
悬挑梁的超静定次数为1,即悬挑梁有一个多余的约束力。
连续梁是另一种常见的超静定结构。
它由多个梁段组成,梁段之间通过铰接连接。
在外力作用下,连续梁的约束力可以完全抵消外力的作用,使得梁保持平衡。
连续梁的超静定次数为2,即连续梁有两个多余的约束力。
桁架是一种由杆件和节点组成的超静定结构。
杆件之间通过节点连接,形成一个刚性的空间网格结构。
在外力作用下,桁架的约束力可以完全抵消外力的作用,使得结构保持平衡。
桁架的超静定次数取决于节点的个数和杆件的个数。
一般情况下,桁架的超静定次数为3,即桁架有三个多余的约束力。
超静定结构的超静定次数越高,结构的稳定性越好。
在实际工程中,超静定结构常用于悬挑梁、连续梁和桁架等场合。
例如,在大跨度桥梁的设计中,常采用连续梁结构,以提高桥梁的稳定性和承载能力。
此外,在高层建筑的设计中,常采用悬挑梁结构,以增加建筑物的空间利用率。
超静定结构的设计需要考虑结构的约束性质和约束方式。
合理选择约束方式和约束点的位置,可以提高结构的稳定性和承载能力。
同时,超静定结构的设计还需要考虑结构的材料性质和施工工艺。
选择合适的材料和采用适当的施工方法,可以确保结构的安全性和经济性。
超静定次数1. 什么是超静定?超静定是指在力学系统中,当受到外力作用后,系统的位移超过了力学平衡所需的位移,即系统具有多余的自由度。
在超静定系统中,可以通过不同方式来满足平衡条件,这种情况在实际工程中经常出现。
2. 超静定系统的特点超静定系统具有以下特点:•多余的自由度:超静定系统的自由度超过了力学平衡所需的自由度,即在受到力的作用后,系统可以存在多种不同的平衡位置和位移状态。
•存在内力:超静定系统中,由于多余自由度的存在,会产生内力。
这些内力会使超静定系统内部存在应力和变形,需要通过结构强度分析和设计来满足系统的稳定性和安全性。
•需要满足平衡条件:虽然超静定系统可以存在多种平衡位置和位移状态,但仍需要满足力学平衡条件,即外力合力和合力矩为零。
通过适当的受力设定和约束条件,可以实现超静定系统的平衡。
3. 超静定系统的应用超静定系统在工程中有着广泛的应用。
以下是一些常见的超静定系统的应用示例:•桥梁支座:桥梁支座是超静定系统的典型例子。
在桥梁支座中,根据结构设计要求和地质条件,通常需要确定支座的位置和形状。
由于桥梁支座的多余自由度,可以通过调整支座的水平位置和高低来满足桥梁在不同工况下的变形和荷载分配要求。
•钢结构连接:在钢结构工程中,连接件的选择和设计是一个重要的问题。
超静定系统的概念可以应用于钢结构连接的设计。
通过增加连接中零件的数量和位置,可以实现连接的超静定,从而提高连接的刚度和稳定性。
•机械装配:在机械制造和装配中,超静定系统的概念也有着重要的应用。
在装配过程中,通过选择适当的连接方式和零件布置,可以实现装配的超静定,从而提高装配的精度和质量。
4. 超静定系统的设计方法超静定系统的设计方法主要包括以下几个步骤:•确定系统的自由度:首先要确定系统的原始自由度和目标自由度。
原始自由度是指系统未受到外力作用前的自由度,目标自由度是指系统在受到外力作用后需要达到的位移状态和位置。
•设计受力和约束条件:根据系统的自由度和目标自由度,确定适当的受力和约束条件。