杆件轴线及荷载作用线均处在同一平面内的刚架,称为平面刚架。在工程中实际应用的刚架,多数是超静定的,静定刚架较少采用。图3-112.静定平面刚架计算静定刚架的内力通常有弯矩、剪力和轴力,其计算方法原则上与静定梁的计算相同。......
2023-08-30
变形体的虚功原理及其相应的单位力法并不仅限于求解静定结构的位移,同样也适用于求解超静定结构的位移,问题是如何使计算得到简化。
图 6-39(a)所示为一等截面超静定梁,现欲求梁跨中点的竖向位移 ΔCy,则对此实际位移状态,求解出荷载作用下的最终弯矩图M,如图 6-39(b)所示,另设虚拟力状态并作M图,如图 6-39(c)所示。这两个弯矩图都是经超静定结构的力法计算所得。运用图乘法即可求得梁跨中点的竖向位移 ΔCy。
图6-39
如果将实际状态中由力法求得的多余约束力看作已知荷载,并作用在去除了多余约束的静定结构上,这是一个等效替换,例如以图 6-39(d)或图 6-39(e)代替图 6-39(a),现在计算图 6-39(d)或图 6-39(e)中静定结构在原外荷载q 及多余约束力共同作用下的位移ΔCy,应该就是原结构中的位移,而所用的虚拟力状态就可建立在相应的静定结构上,如图6-39(f)或图 6-39(g)所示。若按图 6-39(b)和图 6-39(g)进行图乘计算,得
结果与前相同,说明方法正确,即计算超静定结构的位移可采用去除多余约束后的静定结构建立虚拟力状态,把问题转化为静定结构的位移计算,这将使计算工作大为简化。
可见,一般的超静定杆系结构(包括刚架、拱、梁和桁架等)在荷载作用下的位移计算,通常略去剪切变形的影响后,均可用下列公式计算:
这与静定结构的位移计算公式在形式和使用方法上是相同的,但式中的 M、FN是超静定结构在荷载作用下实际状态的内力,需用超静定结构的分析方法求得,式中的、可以用在原结构上去除多余约束后的任一静定结构由单位荷载产生的内力。
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2023-08-30
力法是以多余未知力为基本未知量,位移法则是以某些结点的位移作为基本未知量,这是力法和位移法的基本区别之一。为了说明位移法的基本概念,现以图15-1所示超静定刚架为例来分析其位移。综上所述,位移法的基本思路是:分析结构的结点位移情况,确定基本未知量。利用平衡条件建立位移法基本方程,求解基本未知量。......
2023-06-16
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2023-08-26
超静定结构与静定结构对比,具有以下一些重要特性。了解这些特性,有助于加深对超静定结构的认识,并更好地应用。超静定结构的这一特性,在一定条件下会带来不利影响,例如连续梁可能由于地基不均匀沉陷而产生过大的附加内力。但超静定结构的内力单由平衡条件则无法全部确定,还必须考虑变形条件才能确定其解答,因此其内力数值与材料性质和截面尺寸有关。因此,从军事及抗震方面来看,超静定结构具有较强的防御能力。......
2023-08-30
由图 6-37容易看出,因基本结构是静定的,在支座移动因素作用下并不引起内力,故超静定结构的最终内力只与多余未知力有关。最终弯矩为:对于 n 次超静定结构,可表示为: 试绘制图 6-38所示梁在已知支座位移作用下的弯矩图。由上例可以看出,超静定结构在支座位移作用下的内力和反力项中包含了截面的刚度,说明它们与杆件刚度的绝对值成正比。......
2023-08-30
在前面各章中,已经详细地讨论了静定结构的计算问题,静定结构的全部反力和内力可由静力平衡条件确定。超静定结构的应用范围很广,图6-1 所示为一些工程中常见的超静定结构类型。图6-1常见的超静定结构从本章开始,我们将讨论超静定结构的计算问题。按照线弹性的计算理论,超静定结构的计算方法主要有以下两种:力法。力法和位移法是超静定结构计算的基本方法。......
2023-08-30
超静定结构中的多余约束数目称为超静定次数。用力法计算超静定结构时,通常是取静定结构作为基本结构,这就需要把超静定结构中的多余约束解除,使其变为静定结构。将原结构变成静定结构所需去除的多余约束数目即为超静定次数,也就是力法基本未知量的数目。图6-3图6-4图6-5对于某一个超静定结构,去除掉多余约束的方式有很多种,但必须注意以下两点:去掉的约束必须是多余约束。因此,原结构共有四个多余约束,是四次超静定结构。......
2023-08-30
超静定结构与静定结构相比,具有以下一些重要特性。了解这些特性,有助于加深对超静定结构的认识,并更好地应用它们。超静定结构的内力单由静力平衡条件不能全部确定,还需要同时考虑位移条件。所以,超静定结构的内力与结构的材料性质以及杆件截面尺寸有关。在超静定结构中,任何上述因素作用,通常都会引起内力。因此超静定结构比静定结构具有较强的防护突然破坏能力。在设计防护结构时,应该选择超静定结构。......
2023-06-16
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