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基本要求:
掌握
位移法基本结构的确定,位移法典型方程的建立,方程中的系数和自由项的计算,最后弯矩图的绘制。
熟练掌握
用位移法计算超静定梁、刚架和排架问题。
重点掌握
荷载作用下的超静定结构计算
掌握
剪力图和轴力图的绘制、利用对称性简化计算。
了解
温度改变、支座移动下的超静定结构计算。
Displacement Method
第7章 位移法
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Displacement Method
第7章 位移法
力法:以多余未知力为基本未知量,由位移条件建立力法方程,求出内力后再计算位移。
位移法:以某些结点位移为基本未知量,由平衡条件建立位移法方程,求出位移后再计算内力。
力法和位移法是分析超静定结构的两种基本方法。力法于十九世纪末开始应用,位移法建立于上世纪初。
力法计算,4个基本未知量
位移法计算, 1个基本未知量
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1、超静定结构计算的总原则:
欲求超静定结构先取一个基本体系,然后让基本体系在受力方面和变形方面与原结构完全一样。
力法的特点:
基本未知量——多余未知力;
基本体系——静定结构;
基本方程——位移条件
(变形协调条件)。
位移法的特点:
基本未知量——
基本体系——
基本方程——
独立结点位移
平衡条件
一组单跨超静定梁
§7-1 位移法的基本概念
因此,位移法分析中应解决的问题是:①确定单跨梁在各
种因素作用下的杆端力。②确定结构独立的结点位移。③建立
求解结点位移的位移法方程。
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简例:求各杆轴力。
图(a)所示,选取竖向位移Δ为基本未知量
图(b)所示,已知轴向位移ui,则,
位移法基本思路
(1)
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图(d),各杆位移ui与基本未知量的关系为
(2)
由结点B的平衡
(3)
(4)
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位移法的基本方程
将式(5)代入式(2),再代回(1)式得各杆内力:
(6)
设各杆EA相同,将图(a)的尺寸代入得:
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位移法的基本要点
确定基本未知量 (如B点的竖向位移Δ )
建立位移法基本方程 (力的平衡方程)
把结构拆成杆件进行分析,得杆件的刚度方程。
把杆件组合成结构,进行整体分析,得平衡方程。
解方程,求位移。再代回刚度方程得杆端力。
杆件分析是结构分析的基础,杆件的刚度方程是位移法基本方程的基础。因此位移法也叫做刚度法。位移法计算时,计算方法并不因结构的静定或超静定而有所不同。
位移法基本思路——通过一拆、一搭,把复杂问题转化为简单杆件的分析和综合的问题
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§7-1 位移法的基本概念
荷载效应包括:
内力效应:M、FQ、FN;
位移效应:θA
附加
刚臂
附加刚臂限制结点位移,荷载作用下附加刚臂上产生附加力矩
施加力偶使结点产生的角位移,以实现结点位移状态的一致性
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