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规律 1 : 一个刚片与一个点用两根链杆通过三个铰相连,且三 个铰不在一条直线上,则组成没有多余约束的几何不变体系。. 规律 1 还可以这样叙述: 在一个体系上加上或去掉一个二元体, 是不会改变体系原来性质的。. 规律 2 : 两个刚片用三个铰和一根链杆相连接,且三个铰不在一条直线上,组成的是无多余约束的几何不变体系。. 规律 3 : 三个刚片用三个铰两两相连,且三个铰不在一条直线上,组成的则是无多余约束的几何不变体系。. 规律 4 : 两个刚片用三根不交于一点的链杆相连,组成的则是 无多余约束的几何不变体系。. △. △. △. L 1. L 2. L 3.
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规律1:一个刚片与一个点用两根链杆通过三个铰相连,且三规律1:一个刚片与一个点用两根链杆通过三个铰相连,且三 个铰不在一条直线上,则组成没有多余约束的几何不变体系。 规律1还可以这样叙述:在一个体系上加上或去掉一个二元体, 是不会改变体系原来性质的。 规律2:两个刚片用三个铰和一根链杆相连接,且三个铰不在一条直线上,组成的是无多余约束的几何不变体系。 规律3:三个刚片用三个铰两两相连,且三个铰不在一条直线上,组成的则是无多余约束的几何不变体系。 规律4:两个刚片用三根不交于一点的链杆相连,组成的则是 无多余约束的几何不变体系。
△ △ △ L1 L2 L3 当两刚片发生了微小的相对运动后,三根链杆就不再平行,也不交于一点,故体系就变成了不可变系。该体系为瞬变体系。 刚片1 刚片2 4、瞬变体系及计算自由度 瞬变体系:短暂的瞬间是几何可变的,发生一个微小的变形后就是几何不变的体系称为瞬变体系。 由于: 因此:
运动一旦发生三杆不再交与一点 虚铰或瞬铰 4、瞬变体系及计算自由度 1)瞬变体系的几种情况 (1)两刚片由三链杆连接 两刚片由三根互 相平行链杆连接 两刚片由三根交与一点链杆连接 两刚片由三根延长线交与一点的链杆连接 结论: 几何可变体系 结论: 几何可变体系 结论: 几何瞬变体系
其中有一对平行链杆 运动方向 一对平行杆 刚片3 刚片2 B C A 刚片1 虚铰 虚铰 注意:若两铰的连线与平行链杆不平行,组成的是不变体系。 (2)三刚片用三个在一条 直线上的铰两两相连 (3)三刚片用三对链杆连接 结论:两铰的连线与平行链杆 平行组成的是瞬变体系 结论:几何瞬变体系
其中有两对平行链杆 平行杆 平行杆 注意:若两对平行链杆互相平行且等长,组成的是可变体系。 若两对平行链杆互相不平行,组成的是不变体系。 4、瞬变体系及计算自由度 (3)三刚片用三对链杆连接 结论:两对平行链杆互相 平行但不等长,组 成的是瞬变体系。
三对均为平行链杆 4、瞬变体系及计算自由度 (3)三刚片用三对链杆连接 结论:三对平行杆两两连接三个刚片组成的是瞬变体系。
FP A C B a b L L 2L 4、瞬变体系及计算自由度 2)瞬变体系不可做结构使用 虽然瞬变体系在瞬间发生微小运动后就变为几何不变体系了,但也不能作为结构使用。 原因是:由于在瞬间它是可变的,因此不能运用静力平衡条件进行反力或内力的求解。 如图所示的瞬变体系,在荷载FP作用下,取梁为 隔离体由水平方向的平衡、 对A点和C点取矩可得到下 面3个式子:
① ② ③ h FP FP B RA RC A A 啊 C C B a b RB L L 由式②与式③可得: ,与式①矛盾,因此无解。这是因为瞬变体系在图示状态是可变的,运用平衡原理求解就会得到矛盾的答案。因此瞬变体系不能作为结构使用。 同时:接近瞬变体系的几何不变体系也不能作为结构使用。
FNCA FNCB C A B C FP FP 如图所示的体系,当 很小时该体系接近瞬变体系。在荷载作用下,取C结点为隔离体,由水平和竖向平衡可得到下式: 若 很小,则FNCA就很大。因此接近瞬变体系的几何不变体系是不能作为结构使用的。 4、瞬变体系及计算自由度