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(2)去掉多余约束后的体系,必须是几何不变的体系, 因此,某些约束是不能去掉的。. 结论:. ● 一根链杆相当于 1 个约束; ● 一个单铰杆相当于 2 个约束; ● 一个刚性连接相当于 3 个约束; ● 一个可动铰支座相当于 1 个约束; ● 一个固定铰支座相当于 2 个约束; ● 一个固定端支座相当于 3 个约束;. 注意事项:. (1)对于同一超静定结构,可以采取不同方式去掉多余 约束,而得到不同形式的静定结构,但去掉多余约束的 总个数应相同。. q. A. B. L. 原结构. q. A. B. X 1. 基本体系.
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(2)去掉多余约束后的体系,必须是几何不变的体系,(2)去掉多余约束后的体系,必须是几何不变的体系, 因此,某些约束是不能去掉的。 结论: ●一根链杆相当于1个约束; ●一个单铰杆相当于2个约束; ●一个刚性连接相当于3个约束; ●一个可动铰支座相当于1个约束; ●一个固定铰支座相当于2个约束; ●一个固定端支座相当于3个约束; 注意事项: (1)对于同一超静定结构,可以采取不同方式去掉多余 约束,而得到不同形式的静定结构,但去掉多余约束的 总个数应相同。
q A B L 原结构 q A B X1 基本体系 2、力法的基本概念 1)解题思路 ——初学时将超静定问题转化为静定问题求解 2)解题步骤 以图示单跨超静定梁来说明力法的解题思路与步骤。 (1)确定超静定次数 ——原结构为一次超静定结构。 (2)取基本体系 ——去掉多余约束(链杆B), 代之以多余未知力X1。 X1 称为力法的基本未知量。
q B A L q B A 即: X1 q A B + :由多余未知力单独作用时, 基本结构B点沿X1方向产生的位移。 :由荷载单独作用时,基本结构B点沿X1方向产生的位移。 A B X1 (3)求基本未知量X1 ● 建立变形协调方程 基本体系与原结构在去掉多余约束处沿X1方向上的位移应一致。 = 由迭加原理,上式可写成: ——变形协调方程
q 由于X1是未知的, 无法求出, 为此令: B A L = q :表示X1为单位力时,在B 处沿X1方向产生的位移。 B A = X1 q 式: A 可改写成: B + A B 式中、 被称为系数和自由 项,可用求解静定结构位移的方法求出。 X1=1 一次超静定结构的力法方程
q 、 ——均为静定结构在已知力作用下的位移,故可由积分法或图乘法求得。 B A L MP图 B 作 、图,由图乘法,得: A X1=1 L M1图 ● 求系数、自由项
q X1 基本体系 A A B B q A B X1 ●将、 代入力法方程,求得X1 由上式,得: 与所设方向一致 ● 按静定结构求解其余反力、内力、绘制内力图 也可按下式画弯矩图: ——按叠加原理绘制
q B A L MP图 B A X1=1 L M1图 q A B qL2/8 M图 ● 按叠加原理画弯矩图:
2、力法的基本概念 3)力法解题小结 力法的解题过程主要是下面几步: (1)判定超静定次数,确定基本未知量; (2)去掉多余约束,以相应的力代替,得到基本体系; (3)由基本体系与原结构的变形协调关系建立力法方程; (4)求力法方程中的系数和自由项; (5)把系数和自由项代人力法方程,求得基本未知量; (6)由叠加原理画弯矩图。
力法解题的特点: (1)以多余未知力作为基本未知量,根据基本体系与原结构的变形协调条件建立力法方程。即未知量是力,但求解未知量采用的是位移方程。 (2)若选取的基本体系是静定的,力法方程中的系数和自由项就都是静定结构的位移。但若取的基本体系是超静定的,那么力法方程中的系数和自由项都是超静定结构的位移。 (3)基本体系与原结构在受力、变形和位移方面是完全相同的,即两者是等价的。 (4)由于多余力的确定不是唯一的,因此力法基本体系的选取也不是唯一的。