文档介绍：概论和结构几何构造分析_图文
结 构 力 学
杨迪雄
大连理工大学工程力学系
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力学楼 506室
Date
2
课 程 简 介
间作用长短分：恒载（长期作用的不变荷载；自重，土压力；）和活载（施工和使用期间作用的可变荷载；楼面荷载，吊车荷载，雪载，风载）
2）按作用位置分：固定荷载（恒载和大部分活载），移动荷载（吊车荷载，桥梁上车辆荷载）
3）按作用性质分：
静力荷载： 荷载的大小、方向和作用线不随时间变化或变化缓慢，不使结构产生明显的加速度和惯性力。 恒载，活载
动力荷载：随时间迅速变化或在短暂时间内突然作用和消失的荷载，使结构产生明显的加速度和惯性力。 机械荷载，爆炸冲击波，地震荷载，风荷载
Date
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平面结构的几何构造分析
第二章
Date
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§2-1 几何构造分析的几个概念
几何构造分析的目的主要是分析、判断一个体系是否几何可变，或者如何保证它成为几何不变体系，只有几何不变体系才可以作为结构。同时，为结构受力分析奠定基础 。
一、几何不变体系和几何可变体系
几何不变体系：
不考虑材料应变条件下，体系的位置和形状保持不变的体系。
几何可变体系：
不考虑材料应变条件下，体系的位置和形状可以改变的体系。 机构
Date
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二、自由度
杆系结构是由结点和杆件构成的，可以抽象为点和线，分析一个体系的运动，必须先研究构成体系的点和线（刚片）的运动。
A
A'
D x
D y
y
0
x
A
B
A'
B'
D x
D y
D
y
0
x
自由度：
描述几何体系运动时，所需独立坐标的数目。
几何体系运动时，可以独立改变的坐标的数目。
Date
24
约束：减少自由度的装置。如果体系有了自由度，必须消除，消除的办法是增加约束。约束有三种：
链杆－１个约束
单铰－２个约束
刚结点－３个约束
分清必要约束和非必要约束（多余约束）。
A
C
B
四、多余约束 如果一个体系中增加或减少一个约束，而体系的自由度并不减少或增加，则该约束为多余约束。对体系自由度无影响
三、约束
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五、瞬变体系及常变体系（多余约束？）
C
A
B
A
B
C’
N1
N2
N3
0
0'
r
P
六、瞬铰(虚铰)刚片的瞬时转动中心
.
C
O
D
A
B
O’
.
Date
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§2-2 平面几何不变体系的组成规律
讨论没有多余约束的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
I
I
I
I
II
I
I
II
I
I
I
I
一个点与一个刚片之间用两根链杆相连,且三铰不在一直线上,则组成无多余约束的几何不变体系。
2. 两个刚片之间的联结方式
两个刚片之间用一个铰和一根链杆相连, 且三铰不在一直线上,则组成无多余约束的几何不变体系. 或两个刚片之间用三根链杆相连,且三根链杆不交于一点,则组成无多余约束的几何不变体系（规律4）。
3. 三个刚片之间的联结方式
三个刚片之间用三个铰两两相连,且三个铰不在 一直线上,则组成无多余约束的几何不变体系。
三角形规律
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三种基本装配格式
固定一个结点的装配格式：不共线的两根链杆（二元体），简单装配格式
固定一个刚片的装配格式：不共线的铰和链杆或不共点的三链杆，联合装配格式
固定两个刚片的装配方式：不共线的三个铰将两个刚片固定在一个基本刚片上，复合装配格式
Date
28
利用组成规律以两种装配过程构造一般的结构：
（1）从基础出发装配 基础(基本刚片)→扩大的基本刚片
→．．．→体系
（2）从内部刚片出发装配 一个或几个刚片(基本刚片)→
扩大的基本刚片→．．．→与基础装配成体系
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29
.
1,2
.
2,3
.
1,3
例1
.
.
.
.
1,2
2,3
1,3
1,2
1,3
2,3
例2
例3
无多余约束的几何不变体系
几何瞬变体系
几何瞬变体系
Date
30
无穷远瞬铰：射影几何学原理
射影几何学(projective geometry)是研究图形的射影性质，即它们经过射影变换不变的性质的几何学。
1）每个方向有一个无穷远点（即该方向各平行线的交点）；1604年，Kepler提出
2）不同方向有不同的无穷远点；
3）各无穷远点都在同一条