142用力法解超静定结构
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用力法求解超静定结构概述超静定结构是指结构中的支座和约束条件多于结构自由度的情况。
用力法是一种经典的结构分析方法,常用于求解超静定结构。
本文将介绍用力法求解超静定结构的基本原理和步骤,并通过实例加以说明。
一、基本原理用力法的基本原理是根据平衡条件和变形约束,通过假设未知力的大小和方向,建立力的平衡方程和变形方程,解出未知力和结构的变形。
用力法适用于各种类型的结构,包括梁、柱、桁架等。
二、步骤用力法求解超静定结构的步骤如下:1. 选择合适的剖面根据结构的几何形状和约束条件,选择合适的剖面,将结构分割为若干个部分。
2. 假设未知力的方向和大小根据结构的特点和约束条件,假设未知力的方向和大小。
通常,未知力的方向可以根据结构的几何形状和外力的作用方向来确定,而未知力的大小则需要通过力的平衡方程来求解。
3. 建立力的平衡方程根据假设的未知力和结构的几何形状,建立力的平衡方程。
平衡方程包括力的平衡条件和力的矩平衡条件。
4. 建立变形方程根据结构的变形情况和约束条件,建立变形方程。
变形方程可以根据结构的刚度和约束条件来确定。
5. 解方程将力的平衡方程和变形方程联立,解方程组得到未知力和结构的变形。
6. 检验结果将求解得到的未知力和结构的变形代入原平衡方程和变形方程中,检验结果的准确性。
如果结果符合平衡和变形的要求,则求解成功;如果结果不符合要求,则需要重新假设未知力并重新求解。
三、实例分析为了更好地理解用力法求解超静定结构的步骤和原理,下面以一个简单的梁结构为例进行分析。
假设有一根悬臂梁,在梁的自重和外力作用下,需要求解支座反力和梁的变形。
1. 选择合适的剖面选择悬臂梁的剖面,将梁分割为两个部分:悬臂部分和支座部分。
2. 假设未知力的方向和大小假设支座反力的方向向上,大小为R。
3. 建立力的平衡方程根据力的平衡条件,可以得到悬臂部分的平衡方程:R - F = 0,其中F为梁的自重。
4. 建立变形方程根据梁的几何形状和约束条件,可以建立悬臂部分的变形方程,得到悬臂部分的弯矩和挠度。
力法、位移法求解超静定结构讲解
超静定结构是指在结构中存在多余的支座或者杆件,使得结构的自由度小于零,即结构无法通过静力学方法求解。
在这种情况下,我们需要采用力法或者位移法来求解结构的内力和位移。
力法是指通过假设结构内力的大小和方向,来求解结构的内力和位移的方法。
在力法中,我们需要假设结构内力的大小和方向,然后通过平衡方程和变形方程来求解结构的内力和位移。
力法的优点是计算简单,适用于简单的结构,但是对于复杂的结构,力法的假设可能会导致误差较大。
位移法是指通过假设结构的位移,来求解结构的内力和位移的方法。
在位移法中,我们需要假设结构的位移,然后通过平衡方程和变形方程来求解结构的内力和位移。
位移法的优点是适用于复杂的结构,可以准确地求解结构的内力和位移,但是计算较为繁琐。
在实际工程中,我们通常采用力法和位移法相结合的方法来求解超静定结构。
首先,我们可以通过力法来确定结构的内力大小和方向,然后再通过位移法来求解结构的位移。
这种方法可以充分利用力法和位移法的优点,减小误差,提高计算精度。
超静定结构的求解需要采用力法和位移法相结合的方法,通过假设结构的内力和位移,来求解结构的内力和位移。
在实际工程中,我们需要根据具体情况选择合适的方法,以保证计算精度和效率。
力法求解超静定结构
超静定结构是指其支反力个数大于等于结构模式自由度的结构,
也就是说,该结构中的支撑点不够,会产生多余的支反力,这就导致
了该结构的解题难度非常大。
但是,采用力法求解可以有效地解决这
个问题。
首先,可以采用静力平衡方程来确定结构中的支反力。
静力平衡
方程是通过平衡结构中的所有受力和力矩,来确定支反力的方程。
它
的基本形式为ΣF=0和ΣM=0,其中ΣF表示所有力的总和,ΣM表示
所有力的总力矩。
然后,要使用结构分析的基本原理,即支点位移法。
支点位移法
通过改变结构中某些支点的位置,并计算相应的支反力和位移量,来
求解结构中的位移和反力。
在计算反力时,要注意支点位移前后对结
构的影响,以及反力大小的变化等因素。
此外,在解决超静定结构时,还要注意结构中梁、柱等构件的弹
性变形。
这些变形对结构的位移和反力也会产生影响,因此需要考虑
其中的因素。
最后,要注意力法求解的精度问题。
由于超静定结构中存在多余
的支反力,因此求解过程中难免会产生误差。
为了提高计算精度,可
以采用迭代的方法,在多次迭代中逐步优化计算结果,提高求解精度。
总之,采用力法求解超静定结构需要掌握一定的理论基础和实践技巧,同时要注意结构中的弹性变形、支点移动等因素,并采用迭代的方法进行计算,以提高计算精度。
这些掌握了的技巧和方法将在实际工程中具有指导意义。
用力法解超静定结构时,可选取的基本结构
在使用力方法解超静定结构时,常常需要选择一个基本结构来进行分析。
以下是一些常见的基本结构选择:
1. 杆件结构:对于较简单的结构,如桁架、梁等,可以选择杆件结构作为基本结构。
2. 桁架结构:对于复杂的结构,如大跨度桥梁、支撑塔等,通常选择桁架结构作为基本结构进行分析。
3. 刚架结构:对于多层建筑或桥梁等结构,可以选择刚架结构作为基本结构,进行整体稳定性或刚度分析。
4. 平面网格结构:对于平面或曲面结构,可以选择平面网格结构作为基本结构进行分析。
5. 龙骨槽钢结构:对于柱墙体系、屋架等结构,可以选择龙骨槽钢结构作为基本结构。
6. 钢筋混凝土框架结构:对于房屋、厂房等建筑结构,可以选择钢筋混凝土框架结构作为基本结构。
在选择基本结构时,需要考虑结构的特点、材料、受力情况以及所需分析的目的,以确保分析结果的准确性和可靠性。