附加§3-5静定结构的特性.ppt

§§3-5 3-5 静定结构的特性静定结构的特性一、静定结构与超静定结构类别静定结构超静定结构几何构造方面无多余约束的几何不变体系有多余约束的几何不变体系静力平衡方面完全由平衡条件确定内力和支反力由平衡条件不能完全确定内力和支反力，需要同时考虑变形条件后才能得到唯一的解答二、静定结构的一般性质1、静力解答的唯一性：是静定结构的基本静力特性2、温度改变、支座移动和制造误差等因素在静定结构中均不引起内力温度变化（自由地产生弯曲变形，不产生内力）支座移动（刚体位移，不产生内力）制造误差说明：当荷载为零时，零内力状态能够满足结构所有各部分的平衡条件，对于静定结构来说，这就是唯一的解答因此，可以断定除荷载外其他任何因素均不引起静定结构的内力3 3、静定结构的局部平衡性、静定结构的局部平衡性当由平衡力系组成的荷载作用于静定结构的某一本身为几何不变的部分上时，则只有此部分受力，其余部分的反力和内力均为零说明：说明：(1)(1)当平衡力系作用于静定结构的任何本身当平衡力系作用于静定结构的任何本身几何不变部分上时，若设想其余部分均不几何不变部分上时，若设想其余部分均不受力而将它们撤去，受力而将它们撤去，(2)(2)则所剩部分由于本身是几何不变的，在则所剩部分由于本身是几何不变的，在平衡力系作用下仍能独立地维持平衡。

平衡力系作用下仍能独立地维持平衡3)(3)而所去部分的零内力状态也与其零荷载而所去部分的零内力状态也与其零荷载相平衡4)(4)这样，结构上各部分的平衡条件都能得这样，结构上各部分的平衡条件都能得到满足根据静力解答的唯一性可知，这到满足根据静力解答的唯一性可知，这样的内力状态是唯一的解答样的内力状态是唯一的解答当由平衡力系组成的荷载作用于静定结构的某一本身不为几何不变的部分上时，则上述结论一般不能适用说明：当平衡力系作用于GBH部分，若仍设想将其余部分不受力将它们撤去，则所剩部分是几何可变的，不能承受荷载的作用而维持平衡因此，设想其余部分不受力是错误的但当几何可变部分在某些特殊的荷载作用下可以维持平衡时，则上述结构仍可适用如图示，IBC虽是几何可变的，但其轴力可与荷载维持平衡，因而其余部分的反力和内力皆为零4 4、静定结构的荷载等效性、静定结构的荷载等效性当静定结构的一个内部几何不变部分上的荷载作等效变换时，则只有该部分的内力发生变化，其余部分的内力不变指荷载分布虽不同，但其合力(即主矢与对同一点的主矩均相等)彼此相等的荷载将一种荷载变换为另一种静力等效的荷载等效荷载等效荷载等效变换等效变换荷载等效性荷载等效性静定结构的荷载等效性说明：静定结构的荷载等效性说明：说明：（1）荷载P1单独作用下内力状态分别为S1。

2）荷载P2单独作用下内力状态分别为S23）根据叠加原理，荷载P1+（-P2）共同作用下相应的内力状态应为S1-S24）由于P1与-P2组成平衡力系，根据局部平衡性，可知除杆CD外，其余部分的内力S1-S2应为零，即S1=S2说明： （1）荷载P1、P2单独作用下内力状态分别为S1、S22）根据叠加原理，荷载P1+（-P2）共同作用下相应的内力状态应为S1-S23）由于P1与-P2组成平衡力系，根据局部平衡性，可知除杆AB外，其余部分的内力S1-S2应为零，即S1=S2六、静定结构的构造变换性六、静定结构的构造变换性当静定结构的一个内部几何不变部分作构造变换时，其余部分的内力不变（（2 2）将）将ABAB杆换成桁架小杆换成桁架小ABAB假设其余部假设其余部分的内力以及两者之间的约束力保持不分的内力以及两者之间的约束力保持不变1 1）将杆）将杆ABAB与其余部分分开，这与其余部分分开，这两个隔离体在各自的荷载和约束力两个隔离体在各自的荷载和约束力作用下维持平衡作用下维持平衡3 3）则其余部分原来满足的平衡条件仍然成立，而小桁架在原来的荷载和约束力所组）则其余部分原来满足的平衡条件仍然成立，而小桁架在原来的荷载和约束力所组成的平衡力系作用下，自然也能维持平衡。

成的平衡力系作用下，自然也能维持平衡4 4）因此，这种内力状态就是构造变换后结构的真实内力状态因此，这种内力状态就是构造变换后结构的真实内力状态。