位移法是以结构的结点位移作为基本未知量，取超静定的单个杆件及其组成的体系作为基本结构，通过平衡条件建立位移法方程，求出位移后，即可利用位移和内力之间的关系，求出杆件和结构的内力。通过下面简单例子具体说明位移法的基本原理和计算方法。综上所述，位移法的基本思路是“先固定后复原”。......
2023-08-30
杆件结构分类简介-结构力学
【摘要】：在杆件结构的分析中，通常以结构计算简图代替实际结构，简称为结构。杆件结构是应用最多、使用最广的一种结构形式，因此种类甚多，根据不同的观点，可有不同的分类方法。支座反力和内力不能通过静力平衡条件完全确定的结构，称为超静定结构。图1-14图1-152.按结构组成和受力特点分类梁。图1-20图1-213.根据杆轴线和荷载在空间的位置分类按照杆件轴线及荷载作用线在空间所处的不同位置，杆件结构可分为平面结构和空间结构。
在杆件结构的分析中，通常以结构计算简图代替实际结构，简称为结构。杆件结构是应用最多、使用最广的一种结构形式，因此种类甚多，根据不同的观点，可有不同的分类方法。下面介绍几种较为重要的分类方法。
1.按计算特点分类
（1）静定结构。
支座反力和内力通过静力平衡条件能够完全确定的结构，称为静定结构。例如图 1-13（a）所示的简支梁，其全部反力和任一截面的内力均可通过平衡条件求得，故它是静定结构。再如图 1-13（b）所示的三角桁架也是静定结构。
图1-13
（2）超静定结构。
支座反力和内力不能通过静力平衡条件完全确定的结构，称为超静定结构。如图 1-14（a）所示的梁，它具有四个未知反力，可是考虑该梁的整体平衡条件，却只能建立三个独立的平衡方程。因此，若要求出这些反力，则还必须根据梁的实际变形情况（例如A 或B 点的竖向位移为零），建立一个变形协调方程，因而它是超静定结构。又如图 1-14（b）所示是具有多余内力的超静定桁架；图 1-15 是既有多余支座反力又有多余内力的超静定结构。
图1-14
图1-15
2.按结构组成和受力特点分类
（1）梁。
梁是一种受弯构件，其轴线通常为直线。在竖向荷载作用下无水平支座反力，内力有弯矩和剪力。有静定的，也有超静定的，可以是单跨的［见图1-13（a）］，也可以是多跨的［见图 1-16（a）、（b）］。其中，图 l-16（a）称为多跨静定梁；图 1-16（b）为超静定的多跨梁，称为连续梁。
图1-16
（2）拱。
拱的轴线通常为曲线，它的特点是：在竖向荷载作用下能产生水平反力，从而可以大大减小拱截面内的弯矩，所以能做成很大的跨度。在工程中常用的有三铰拱、两铰拱和无铰拱［见图 1-17（a）、（b）、（c）］，其中，三铰拱是静定的，而后两者则是超静定的。在一般情况下，拱截面内有弯矩、剪力和轴力等三种内力，其中，轴力往往是主要的。
图1-17
（3）桁架。
各杆全部用铰连接的结构称为桁架，当荷载作用于结点时，各杆只受轴力，如图 1-18（a）、（b）所示。
图1-18
（4）刚架。
由梁和柱等直杆全部或部分采用刚性连接组合而成的结构，称为刚架，如图 1-19 所示。刚架中的杆件均受弯，通常有弯矩、剪力和轴力等三种内力。
图1-19
（5）组合结构。
结构中既有刚结点又有铰结点，称为组合结构。其特点是桁架杆只承受轴力，其余受弯杆件同时承受轴力、剪力和弯矩。如图 1-20 所示的加劲梁。
（6）悬吊结构。
悬吊结构的特点是，通常以仅能承受拉力的柔性缆索作为主要受力构件，如图 1-21 所示。在桥梁工程中，常用的悬吊结构有柔式悬索桥、劲式悬索桥及缆索倾斜设置的斜拉桥等。
图1-20
图1-21
3.根据杆轴线和荷载在空间的位置分类
按照杆件轴线及荷载作用线在空间所处的不同位置，杆件结构可分为平面结构和空间结构。如果结构中各杆轴线及荷载均在同一平面内，则称为平面结构，否则为空间结构。实际上工程中的结构都是空间结构，在很多情况下可以简化为平面结构或分解为几个平面结构，但在有些情况下必须按空间结构计算，如图 1-22 所示。
图1-22
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