《结构力学位移法》课件.ppt

**************课程大纲第一部分：位移法基本原理结构力学基本概念回顾结构变形特性结构内力与外力的关系位移约束方程第二部分：位移法应用静定结构的位移法求解静定结构位移法实例分析超静定结构的位移法求解超静定结构位移法实例分析第三部分：位移法矩阵分析位移法矩阵分析法基本公式位移法矩阵分析法实例分析位移法矩阵分析法计算步骤位移法矩阵分析法习题演练第四部分：有限元分析法有限元分析法简介有限元分析法建模步骤有限元分析法实例分析有限元分析法与位移法对比结构力学基本概念回顾结构的概念结构是指由多个构件组成，并通过连接件连接在一起的系统，用于承受和传递外力的作用。力的概念力是物体间相互作用的体现，它可以改变物体的运动状态或使物体产生形变。变形当结构受到外力作用时，会发生变形，即形状和尺寸的变化。变形可以是弹性变形或塑性变形。应力与应变应力是指结构内部单位面积上所承受的力，应变是指结构变形程度的度量。结构变形特性结构在荷载作用下发生的形状和尺寸的变化称为变形。变形是结构力学分析的重要内容，它反映了结构的刚度和强度。结构的变形特性包括：弹性变形、塑性变形和破坏变形。结构内力与外力的关系1外力外力作用于结构，会导致结构变形和内力产生。2内力内力是结构内部各部分之间相互作用的力，用于抵抗外力的作用。3平衡关系结构在外力作用下处于平衡状态，意味着内力与外力相互抵消。位移约束方程11.约束类型位移约束是指结构中固定或限制节点位移的条件，例如固定端、铰支座、滚轴支座等。22.约束方程位移约束方程是根据结构的约束条件，建立的节点位移之间的关系式，用以描述节点位移的限制条件。33.方程形式位移约束方程可以是线性方程或非线性方程，具体形式取决于约束类型和结构的几何形状。44.求解位移约束方程可以与结构的平衡方程联立求解，得到结构的位移和内力。静定结构的位移法求解1建立位移方程利用结构的变形协调条件2求解位移由位移方程解出未知位移3计算内力利用位移与内力的关系位移法是一种基于结构变形协调条件的求解方法。通过建立位移方程，可以解出未知位移。随后，利用位移与内力的关系，计算结构的内力。静定结构位移法实例分析本节课将以实际案例为主，讲解如何运用位移法分析静定结构。通过实例分析，加深对位移法理论的理解，并掌握实际应用技巧。案例涵盖常见的静定结构类型，如桁架、梁、刚架等。重点讲解位移法求解步骤、关键点，并分析常见问题。静定结构位移法计算步骤1建立位移方程根据结构的约束条件和位移模式，建立位移方程。2求解位移利用位移方程，求解结构中各点的位移。3计算内力根据位移和结构的刚度，计算结构中各杆件的内力。静定结构位移法计算步骤清晰，便于理解和操作。静定结构位移法习题演练通过习题演练，巩固位移法知识，加深理解。培养学生独立分析和解决问题的能力。选择典型的静定结构，设计不同类型习题。包括简单梁、桁架、刚架等结构类型。覆盖位移法计算的关键步骤，例如建立位移方程、求解未知位移、计算内力等。结合实例，讲解位移法计算方法的应用，提高学生解决实际工程问题的能力。超静定结构的位移法求解建立位移方程利用结构的几何关系和力学原理，建立结构节点位移与荷载之间的关系方程。引入约束条件根据结构的约束条件，将位移方程中的未知位移量减少到与结构自由度相等。求解位移利用线性代数方法求解位移方程，得到结构节点的位移。计算内力根据位移和结构刚度关系，计算结构内部各杆件的内力。超静定结构位移法实例分析钢筋混凝土框架结构框架结构通常包含多个柱子和梁，这些构件相互连接，形成一个刚性的整体。位移法可以帮助分析框架结构的位移和内力。拱桥结构拱桥结构通常承受较大的横向荷载，位移法可以帮助分析拱桥结构的位移和内力分布。桁架桥结构桁架桥结构由多个杆件组成，通常承受较大的拉力和压力，位移法可以帮助分析桁架桥结构的位移和内力。悬索桥结构悬索桥结构由悬索和塔架组成，通常跨越较大的距离，位移法可以帮助分析悬索桥结构的位移和内力。超静定结构位移法计算步骤1建立位移方程根据结构的约束条件和变形特性，建立位移方程，将结构的位移与未知力联系起来。2求解未知力利用位移方程和结构的平衡条件，求解出结构中的未知力。3计算内力根据已知的未知力，计算结构中各杆件的内力，包括轴力、剪力和弯矩。4计算位移根据已知的未知力和结构的变形特性，计算结构的位移，包括线位移和角位移。超静定结构位移法习题演练本节将通过一系列习题，帮助学生巩固超静定结构位移法的理论知识，并掌握解题技巧。习