1.3平面体系的几何组成分析1.3.0几何组成分析的目的1.3.1几何不变体系与几何可变体系1.3.ppt

1.3平面体系的几何组成分析1.3.0几何组成分析的目的1.3.1几何不变体系与几何可变体系1.3.2平面体系的自由度和约束1.3.3几何不变体系的组成规则1.3.4几何组成分析方法1.3.0几何组成分析的目的杆件结构是由若干杆件相互连接所组成的体系，并与地基联结成一整体，用来承受荷载的作用。当不考虑各杆件本身的变形时，它应能保持其几何形状和位置不变，从而才能承受荷载，作为结构使用。由此，在杆件组成体系中，并不是无论怎样组成都能作为工程结构使用。例如图(a)是一个由两根链杆与基础组成的铰接三角形，在荷载的作用下，可以保持其几何形状和位置不变，可以作为工程结构使用。图(b)是一个铰接四边形，受荷载作用后容易倾斜如图中虚线所示，则不能作为工程结构使用。但如果在铰接四边形中加一根斜杆，构成如图（c）所示的铰接三角形体系，就可以保持其几何形状和位置，从而可以作为工程结构使用。1.3.0几何组成分析的目的以上分析可见，结构必须是几何不变体系。因此，在设计结构和选取其计算简图时，首先必须判别它是否是几何可变的。这种判别工作称为体系的几何组成分析。对体系进行几何组成分析可达到如下目的：1）判别某体系是否为几何不变体系，以决定其能否作为工程结构使用。2）研究并掌握几何不变体系的组成规则，以便合理布置构件，使所设计的结构在荷载作用下能够维持平衡。3）确定结构是否有多余联系，即判断结构是静定结构还是超静定结构，以选择分析计算方法。在进行几何组成分析时，由于不考虑材料的应变，因而组成结构的某一杆件或者已经判明几何不变的部分，均可视为刚体，平面的刚体又称刚片。1.3.1几何不变体系与几何可变体系1．几何不变体系在不考虑材料应变的条件下，任意荷载作用后体系的位置和形状均能保持不变，这样的体系称为几何不变体系，如图所示。1.3.1几何不变体系与几何可变体系2．几何可变体系在不考虑材料应变的条件下，即使在微小的荷载作用下，也会产生机械运动而不能保持其原有形状和位置的体系称为几何可变体系，如图所示。