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超静定问题的分析思路介绍

【摘要】:2)超静定结构的特性对于由不同刚度杆件组成的超静定结构,各杆内力大小不仅与外力有关,而且与各杆的刚度比值有关。这主要是因为超静定结构中各构件的变形是相互牵制的,需要满足一定的变形协调条件,而各杆的变形与其刚度密切相关。温度应力和装配应力只出现在超静定结构中,也正因此,这是静定结构所没有的特性。

1)超静定问题的分析思路

综合运用三种关系是求解超静定问题的关键,但在一般具体问题中,有如下两种常用的分析思路。

(1)几何分析法(可参看例题7.1至例题7.3)。其具体步骤为:

①由静力平衡条件列出结构静力平衡方程。

②寻求结构中的变形协调关系,列出变形协调方程。

③根据胡克定律(或其他物理关系)建立物理方程。

④将物理方程代入变形几何方程得补充方程,与静力平衡方程联立求解未知力。

(2)变形比较法。其具体步骤为:

①判断超静定次数,即确定多余约束数目。

②选择合适的多余约束,将其解除,代之以未知的多余约束力,使原结构成为基本静定系。

③比较基本静定系和原结构,确定多余约束处必须满足的变形条件使两结构等效,从而列出变形协调方程。

④联立平衡方程、变形协调方程以及物理方程,求解全部未知力。

这种解除多余约束,代之以相应的未知约束力的思路,实际上是以力为未知量,来求解超静定问题。这种分析思路又称为力法。

2)超静定结构的特性

对于由不同刚度杆件组成的超静定结构,各杆内力大小不仅与外力有关,而且与各杆的刚度比值有关。这主要是因为超静定结构中各构件的变形是相互牵制的,需要满足一定的变形协调条件,而各杆的变形与其刚度密切相关。温度应力和装配应力只出现在超静定结构中,也正因此,这是静定结构所没有的特性。