第二章-几何组成分析.ppt

§2-1几何构造分析的几个概念几何构造分析：对结构或体系的组成形式进行分析。作业2-1a2-2b2-3cd2-8a2-9c2-10b两平行链杆于两铰连线平行,瞬变体系图示体系，瞬铰B、C在两个不同方向的无穷远处，它们对应于无穷线上两个不同的点，铰A位于有限点。由于有限点不在无穷线上，故三铰不共线，体系为几何不变且无多余约束。BIIIIICIA图示体系，形成瞬铰B、C的四根链杆相互平行（不等长），故铰B、C在同一无穷远点，所以三个铰A、B、C位于同一直线上，故体系为瞬变体系。AIIIIICIB三刚片以三对平行链杆相联无穷远处所有点均在一无穷远直线上瞬变体系（a）（b）（c）（e）（d）四个规则可归结为一个三角形法则。三铰(单或虚)不共线六个三刚片四三链杆不平行也不交于一点三链杆不过铰三个两刚片二两链杆不共线两个一点一刚片一对约束的布置要求必要约束数连接对象规则利用基本组成规则，就可对体系进行几何不变性的分析。在分析过程中应注意：如果在分析过程中约束数目够，布置也合理，则组成几何不变体系如果在分析过程中缺少必要的约束，或约束数目够，布置不合理，则组成几何可变体系或瞬变体系。构件不能重复使用，如作为约束链杆，就不能再作为刚片或刚片中的一部分。几何组成分析举例瞬变体系（）体系是由三个刚片用三个共线的铰ABC相连，故为瞬变体系。（）1、去掉二元体，将体系简单化，然后再分析。几种常用的分析途径依次去掉二元体A、B、C、D后，剩下大地。故该体系为无多余约束的几何不变体系。ACBD2、如上部体系与基础用满足要求三个约束相联可去掉基础，只分析上部。抛开基础，分析上部，去掉二元体后，剩下两个刚片用两根杆相连故：该体系为有一个自由度的几何可变体系。ⅠⅡABCFDⅢ3、当体系杆件数较多时，将刚片选得分散些，刚片与刚片间用链杆形成的虚铰相连，而不用单铰相连。O12O23O13如图示，三刚片用三个不共线的铰相连，故：该体系为无多余约束的几何不变体系。O23O23O23O13O13O13O12O12O12ⅠⅡⅢA三个刚片用共点的三个铰相连，将虚铰用单铰代替，可见刚片Ⅰ、Ⅱ均可绕刚片Ⅲ上A的点转动，故该体系为有两个自由度的几何瞬变体系。(ⅠⅡ)(ⅠⅢ)(ⅠⅢ)(ⅠⅢ)(ⅠⅢ)(ⅡⅢ)(ⅡⅢ)(ⅡⅢ)(ⅡⅢ)(ⅠⅢ)(ⅠⅢ)(ⅠⅢ)(ⅡⅢ)(ⅡⅢ)(ⅡⅢ)三刚片用不共线三铰相连，故原体系为无多余约束的几何不变体系。4、由一基本刚片开始，逐步增加二元体，扩大刚片的范围，将体系归结为两个刚片或三个刚片相连，再用规则判定。(Ⅰ,Ⅱ)(Ⅱ,Ⅲ)(Ⅰ,Ⅲ)ⅢⅡⅠ④该体系为无多余约束的几何不变体系。①抛开基础,只分析上部。②在体系内确定三个刚片。③三刚片用三个不共线的三铰相连。该体系是几何不变体系有四个多余约束。5、由基础开始逐件组装6、刚片的等效代换：在不改变刚片与周围的连结方式的前提下，可以改变它的大小、形状及内部组成。即用一个等效（与外部连结等效）刚片代替它。有一个多余约束的几何不变体系ⅠⅡⅢⅠⅡⅢ两个刚片用三根平行不等长的链杆相连，几何瞬变体系进一步分析可得，体系是无多余约束的几何不变体系例1:对图示体系作几何组成分析解:三刚片三铰相连,三铰不共线,所以该体系为无多余约束的几何不变体系.例2:对图示体系作几何组成分析解:该体系为无多余约束的几何不变体系.例3:对图示体系作几何组成分析解:该体系为无多余约束的几何不变体系.利用规则将小刚片变成大刚片.例4:对图示体系作几何组成分析将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.解:如三链杆相交，该体系为瞬变体系，如三链杆不相交，该体系为几何不可变体系例4:对图示体系作几何组成分析解:如三链杆相交，该体系为瞬变体系，如三链杆不相交，该体系为几何不可变体系例5:对图示体系作几何组成分析解:该体系为常变体系.方法；去掉二元体.*第二章结构的几何构造分析*第二章结构的几何构造分析基本要求：理解几何不变体系、几何可变体系、瞬变体系和刚片、约束、自由度等概念。掌握无多余约束的几何不变体系的几何组成规则，及常见体系的几何组成分析。了解结构的几何特性与静力特性的关系。几何构造分析的几个概念几何不变