结构力学自由度及几何分析
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结构力学一、结构的几何构造分析1、凡是自由度大于0的体系都是几何可变体系。
2、刚片规则一:一个刚片与一点,用不共线的两根连杆相连接,则组成几何不变无多余约束的体系。
3、刚片规则二:两个刚片用一个铰和一根连杆相连接且三铰不共线,则几何不变且无多余连接。
4、三钢片规则三:三刚片用三个铰,不在同一直线上,则几何不变且无多余连接。
5、平面自由度的计算:k j n m w ---=233注意复铰和复刚片的计算。
二、静定结构的受力分析1、受力正负号的规定:轴力拉为正,压为负;剪力:相邻点顺时针为正,逆时针为负;弯矩:下部受拉为正,上部受拉为负。
2、关于积分关系:qx dx dN -=;qy dx dQ -=;Q dx dM =;qy dxMd -=22 关于曲杆的积分关系:qs R Q ds dN -=;qr R N ds dQ --=;Q dsdM=; 3、三铰拱的合理轴线:(拱无弯矩状态的轴线称为合理轴线)。
)(42x l x lfy -=填土作用下为一悬链线;均匀水压力的合理轴线为圆弧曲线。
三、静定结构的影响线1、影响线定义:单位移动荷载作用下内力(或支座反力)变化规律的图形称为内力(或支座反力)影响线。
2、常用影响线:11影响线影响线11影响线影响线3、关于桁架的影响线,需要专门的看书解决。
4、如果移动荷载是单个集中荷载,则最不利位置,一定在影响线数据最大处。
若有多个集中荷载,则有一个集中荷载处在影响线距离最大处。
b r p a r 21+≤;br a r r 21≥+ 也可以通过tga*R 来计算,看是否变号。
四、结构位移计算1、支座位移计算公式:KkkcR ∑-+∆*12、广义力和广义荷载就是一对相反的力。
3、温度作用:h t h t h t 12210+=;12/t t t -=;⎰∑⎰∑+=∆Mds ht Nds t /0αα (其中:N 为单位荷载作用下的轴力;M 为单位荷载作用下的弯矩)。