结构几何构成分析资料PPT学习教案.pptx

会计学
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结构几何构成分析资料
1、几何构造分析几个概念
1）几何构造分析目的
（1）研究结构正确的连接方式，确保所设计的结构能承受荷载，维持平衡，不至于发生刚体运动。
（2）在结构计算时，可根据其几何组成情况，选择适当的计算方法；分析其组成顺序，寻找简便的解题途径。
2）体系的分类
（1）几何不变体系
(geometrically unchangeable system)
在任何外力作用下，其形状和位置
都不会改变的体系。
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1、几何构造分析几个概念
（2）几何可变体系
(geometrically changeable system)
在外力作用下，其形状或位置会发
生改变的体系。
几何可变体系可分为两种：
● 几何常变体系(constantly changeable system)
力无法平衡
几何可变体系
只要外荷载略有偏差，体系就会倒塌。
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A
几何瞬变体系
FP
FP
力无法平衡
A
FP
A
FN
FN
几何常变体系和瞬变体
系都不能作为结构使用
几何可变体系可分为两种：
● 几何常变体系(constantly changeable system)
● 几何瞬变体系(instantaneously changeable system)
在这个状态体系
一定是可变的。
△
FP
A
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x
y
3）自由度(degree of freedom)
自由度：即确定体系位置所需独立参数的个数。
（1）在平面内确定一个点的位置，需要2个参数，即点在平面内的自由度数为：2。
（2）在平面内确定一个刚片的位置，需要3个参数，即刚片在平面内的自由度数为：3。
刚片：几何尺寸和形状都不变的平面刚体。
一根梁、一根链杆都可称为刚片
y
x
x
y
x
y

在平面内可以任意移动和转动。
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4）约束 (restraint)
约束：能减少构件即刚片自由度的装置称为约束。
（1）链杆——可以减少一个自由度，称为一个约束 。
A
B
A
B
A
B
还有2个自由度
还有1个自由度
还有5个自由度
（2）单铰——可以减少两个自由度，相当于两个约束。
单铰：连接两个刚片的铰。
A
还有4个自由度
一个单铰能减少2个自
由度，相当与2根链杆。
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（3）复铰——连接n个刚片的复铰，相当于n-1个单铰，能提供
(n-1)×2个约束。
复铰：连接两个以上刚片的铰。
A
还有5个自由度
3×3-(3-1)×2=5
（4）刚性连接—— 一个刚性连接能减少三个自由度，相当于3个约束。
有9个自由度
还 有3个自由度
3×3-3×2=3
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链杆1
链杆2
2、几何不变体系的组成规律
点A
（1）一个点与一个刚片之间的联结方式
刚片
规律1：一个刚片与一个点用两根链杆通过三个铰相连，且三个铰不在一条直线上，则组成没有多余约束的几何不变体系。
链杆1
链杆2
点A
刚片
可变的！
链杆1
链杆2
点A
刚片
铰2
铰3
铰1
多余约束——不改变体系性质（可变或不可变）的约束，即不
改变体系自由度的约束。
多余的！
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2、几何不变体系的组成规律
（1）一个点与一个刚片之间的联结方式
链杆1
链杆2
铰
刚片
两链杆不在一条直线上
二元体