建筑力学常见问题解答2静定结构基本知识.doc

建筑力学常见问题解答
2 静定结构基本知识
? 什么是几何可变体系?
答:体系受到荷载作用后,在不考虑体系材料应变的前提下,体系的位置或几何形状不产生变化,称它为几何不变体系。
在不考虑材料应变的前提下,即使荷载很小,也会引起几何形状的改变,这类体系称它为。
土建工程中只有几何不变体系才能作为结构使用。
2. 为什么要对体系进行几何组成分析?
答:在对结构进行分析计算时,必须先分析体系的几何组成,以确保体系的几何不变性,这种分析就是结构的几何组成分析。几何组成分析的目的是:
(1)判别体系是否为几何不变体系,从而决定它能否作为结构所使用;
(2)掌握几何不变体系的组成规则,便于设计出合理的结构;
(3)用以区分体系为静定结构或超静定结构,从而对它们采用不同的计算方法。
?什么是刚片?
答:在不考虑材料的应变时,杆系结构本身的变形与几何变形无关,所以,此时的某一杆件可视为刚体;同理,已经判明是几何不变的部分(如图2-2),也可看成是刚体。平面的刚体又称为刚片。
需要特别注意的是:所有结构的基础是地基(地球),几何组成分析的前提是地基为几何不变体系,所以地基是一个大刚片。
图2-2
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答:体系在运动时,用以完全确定体系在平面内的位置所需的独立坐标的数目,称为自由度。
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答:一个动点在平面内的自由度是2。一个刚片在平面内的自由度是3。
?工程中常见的约束有哪几种?
答:(1)能使体系减少自由度的装置称为约束。减少一个自由度的装置称为一个约束,减少若干个自由度的装置,就相当于若干个约束。
(3)工程中常见的约束有以下几种:
1)链杆
一根链杆可使刚片减少一个自由度,相当于一个约束。
2)铰支座
铰支座可使刚片减少两个自由度,相当于两个约束,亦即相当于两根链杆。
3)简单铰
凡连接两个刚片的铰称简单铰,一个简单铰相当于两个约束,或者说相当于两根链杆。
4)固定端支座
固定端支座可使刚片减少三个自由度,相当于三个约束。
5)刚性连接
刚性连接可以减少三个自由度,刚性连接相当于三个约束。
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答:在结构体系中能限制体系自由度的约束,称为必要约束;而对限制体系自由度不起作用的约束,称为多余约束。
8. 瞬铰是如何形成的?它和实铰有何区别?
答:连接两个刚片的不在同一直线上的两个链杆不在刚片上相交,则形成瞬铰。瞬铰与实铰的区别是:实铰与刚片相交,瞬铰不与刚片相交。实铰的位置是固定的,瞬铰的位置是变化的。
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答:体系几何组成分析的基本规则有:二元体规则、两刚片规则、三刚片规则。
10. 请说明二元体规则及其成立条件。
答:一个点和一个刚片用两根不共线的链杆相连,组成几何不变体系,称为二元体规则。
两根不共线的链杆是二元