結(jié)構(gòu)力學(xué)主要知識點(diǎn)歸納

結(jié)構(gòu)力學(xué)主要知識點(diǎn)歸納結(jié)構(gòu)力學(xué)主要知識點(diǎn)歸納結(jié)構(gòu)力學(xué)主要知識點(diǎn)歸納xxx公司結(jié)構(gòu)力學(xué)主要知識點(diǎn)歸納文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度結(jié)構(gòu)力學(xué)主要知識點(diǎn)一、基本概念

1、計(jì)算簡圖：在計(jì)算結(jié)構(gòu)之前，往往需要對實(shí)際結(jié)構(gòu)加以簡化，表現(xiàn)其主要特點(diǎn)，略去其次要因素，用一個簡化圖形來代替實(shí)際結(jié)構(gòu)。通常包括以下幾個方面：A、桿件的簡化：常以其軸線代表B、支座和節(jié)點(diǎn)簡化：=1\*GB3①活動鉸支座、固定鉸支座、固定支座、滑動支座；=2\*GB3②鉸節(jié)點(diǎn)、剛節(jié)點(diǎn)、組合節(jié)點(diǎn)。C、體系簡化：常簡化為集中荷載及線分布荷載D、體系簡化：將空間結(jié)果簡化為平面結(jié)構(gòu)2、結(jié)構(gòu)分類：A、按幾何特征劃分：梁、拱、剛架、桁架、組合結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)。B、按內(nèi)力是否靜定劃分：=1\*GB3①靜定結(jié)構(gòu)：在任意荷載作用下，結(jié)構(gòu)的全部反力和內(nèi)力都可以由靜力平衡條件確定。=2\*GB3②超靜定結(jié)構(gòu)：只靠平衡條件還不能確定全部反力和內(nèi)力，還必須考慮變形條件才能確定。二、平面體系的機(jī)動分析1、體系種類A、幾何不變體系：幾何形狀和位置均能保持不變；通常根據(jù)結(jié)構(gòu)有無多余聯(lián)系，又劃分為無多余聯(lián)系的幾何不變體系和有多余聯(lián)系的幾何不變體系。B、幾何可變體系：在很小荷載作用下會發(fā)生機(jī)械運(yùn)動，不能保持原有的幾何形狀和位置。常具體劃分為常變體系和瞬變體系。2、自由度：體系運(yùn)動時所具有的獨(dú)立運(yùn)動方程式數(shù)目或者說是確定體系位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目。3、聯(lián)系：限制運(yùn)動的裝置成為聯(lián)系（或約束）體系的自由度可因加入的聯(lián)系而減少，能減少一個自由度的裝置成為一個聯(lián)系=1\*GB3①一個鏈桿可以減少一個自由度，成為一個聯(lián)系。=2\*GB3②一個單鉸為兩個聯(lián)系。4、計(jì)算自由度：,m為剛片數(shù)，h為單鉸束，r為鏈桿數(shù)。A、W>0,表明缺少足夠聯(lián)系，結(jié)構(gòu)為幾何可變；B、W=0，沒有多余聯(lián)系；C、W<0,有多余聯(lián)系，是否為幾何不變?nèi)圆淮_定。5、幾何不變體系的基本組成規(guī)則：A、三剛片規(guī)則：三個剛片用不在同一直線上的三個單鉸兩兩鉸聯(lián)，組成的體系是幾何不變的，而且沒有多余聯(lián)系。B、二元體規(guī)則：在一個剛片上增加一個二元體，仍未幾何不變體系，而且沒有多余聯(lián)系。C、兩剛片原則：兩個剛片用一個鉸和一根不通過此鉸的鏈桿相聯(lián)，為幾何不變體系，而且沒有多余聯(lián)系。6、虛鉸：連接兩個剛片的兩根鏈桿的作用相當(dāng)于在其交點(diǎn)處的一個單鉸。虛鉸在無窮遠(yuǎn)處的體系分析可見結(jié)構(gòu)力學(xué)P20，自行了解。7、靜定結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造為特征為幾何不變且無多余聯(lián)系。三、靜定梁與靜定鋼架1、內(nèi)力圖繪制：A、內(nèi)力圖通常是用平行于桿軸線方向的坐標(biāo)表示截面的位置，用垂直于桿軸線的坐標(biāo)表示內(nèi)力的數(shù)值而繪出的。B、彎矩圖習(xí)慣繪在桿件受拉的一側(cè)，而圖上可不注明正負(fù)號；梁的剪力圖和軸力圖將正值的豎標(biāo)繪在基線的上方，同時注明正負(fù)號；剛架的剪力圖和軸力圖將正值的豎標(biāo)繪在桿件的任意一側(cè)，但必須注明正負(fù)號。C、軸力以拉為正，剪力以繞隔離體順時針方向轉(zhuǎn)動為正；彎矩以使梁的下側(cè)纖維受拉為正。D、一般先求出支反力再求內(nèi)力。2、計(jì)算躲跨靜定梁的順序應(yīng)該是先附屬部分，后基本部分。3、靜定結(jié)構(gòu)的特征：A、靜力解答唯一性B、在靜定結(jié)構(gòu)中，除荷載外，其他任何原因如溫度改變、支座位移、材料收縮、制造誤差等均不引起內(nèi)力。C、平衡力系的影響：當(dāng)由平衡力系組成的荷載作用于靜定結(jié)構(gòu)的某一本身為幾何不變的部分上時，則只有則只有此部分受力，其余部分的反力和內(nèi)力為零。D、荷載等效變換的影響：合力相同的各種荷載稱為靜力等效的荷載。當(dāng)作用在靜定結(jié)構(gòu)的某一本身幾何不變部分上的荷載在該部分范圍內(nèi)作等效變換時，則只有該部分的內(nèi)力發(fā)生變化，而其余部分的內(nèi)力保持不變。四、靜定桁架1、桁架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：只受軸力2、桁架內(nèi)力分析方法：A、節(jié)點(diǎn)法：所取隔離體只包含一個節(jié)點(diǎn)。=1\*GB3①L形節(jié)點(diǎn)：當(dāng)節(jié)點(diǎn)上無荷載時，兩桿內(nèi)力皆為0；=2\*GB3②T形節(jié)點(diǎn)：當(dāng)節(jié)點(diǎn)無荷載時，第三桿（又稱單桿）必為零，共線兩桿內(nèi)力相等且符號相同；=3\*GB3③X形節(jié)點(diǎn)：當(dāng)節(jié)點(diǎn)無荷載時，共線兩桿內(nèi)力相等且符號相同；=4\*GB3④K形荷載：當(dāng)節(jié)點(diǎn)無荷載時，共線兩桿內(nèi)力相等且符號相同。B、截面法：所取隔離體不只包括一個節(jié)點(diǎn)。=1\*GB3①力矩法=2\*GB3②投影法五、結(jié)構(gòu)位移計(jì)算1、虛功原理：變形體系處于平衡的必要和充分條件是，對于任何虛位移，外力所作虛功總和等于各微段上的內(nèi)力在其變形上所作的虛功總和，或者簡單的說，外力虛功等于變形虛功。2、變形虛功方程：外力虛功：3、單位荷載外力虛功單位荷載內(nèi)力虛功（常不考慮剪切影響）4、圖乘法：一個彎矩圖的面積乘以其形心處所對應(yīng)的另一個直線彎矩圖上的豎標(biāo),再除以EI。A、使用條件：=1\*GB3①桿件為直線；=2\*GB3②EI=常數(shù)；=3\*GB3③和兩個彎矩圖中至少有一個是直線圖形。B、注意點(diǎn)：=1\*GB3①豎標(biāo)取自直線圖形=2\*GB3②和在桿件的同側(cè)乘積取正號，異側(cè)則取負(fù)號。5、溫度變化，靜定結(jié)構(gòu)位移計(jì)算，t為桿件軸心溫度變化值，為桿件兩側(cè)溫度變化之差。六、超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算——力法1、力法：解除超靜定結(jié)構(gòu)的多余聯(lián)系而得到靜定的基本結(jié)構(gòu)，以多余未知力作為基本未知量，根據(jù)基本體系應(yīng)與原結(jié)構(gòu)變形相同而建立的位移條件，首先求出其多余未知力，然后由平衡條件即可計(jì)算其余反力、內(nèi)力。2、超靜定問題求解思路：A、超靜定問題需綜合考慮以下三個方面：=1\*GB3①平衡條件；=2\*GB3②幾何條件；=3\*GB3③物理?xiàng)l件。B、確定超靜定次數(shù)。C、確定基本結(jié)構(gòu)及基本體系。3、力法的典型方程（以三階方程組為例）方程意義：基本結(jié)構(gòu)在全部多余未知力和荷載共同作用下，在去掉各多余聯(lián)系處沿各多余未知力方向的位移，應(yīng)與原結(jié)構(gòu)相應(yīng)的位移相等。4、力法解題步驟：=1\*GB3①確定基本體系；=2\*GB3②寫出位移條件,力法方程；=3\*GB3③作單位彎矩圖,荷載彎矩圖；=4\*GB3④求出系數(shù)和自由項(xiàng)；=5\*GB3⑤解力法方程；=6\*GB3⑥疊加法作彎矩圖。5、力法注意事項(xiàng)：A、對于剛架通常可略去軸力和剪力的影響而只考慮彎矩一項(xiàng)。B、在荷載作用下，超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力只與各桿的剛度相對值有關(guān)，而與其剛度絕對值無關(guān)。C、基本結(jié)構(gòu)必須是幾何不變的，而不能是幾何可變或瞬變的，否則將無法求解。D、對稱性的利用：=1\*GB3①對稱結(jié)構(gòu)在對稱荷載作用下，軸力圖和彎矩圖是對稱的，剪力圖是反對稱的。=2\*GB3②對稱結(jié)構(gòu)在反對稱荷載作用下，軸力圖和彎矩圖是反對稱的，剪力圖是對稱的。七、位移法1、位移法以節(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量，通常不考慮桿件軸向變形。每一根桿件可以看成一根單跨超靜定梁。2、為計(jì)算方便，桿端彎矩是以對桿端順時針方向?yàn)檎▽?jié)點(diǎn)說支座則以反時針方向位移），轉(zhuǎn)角以順時針方向?yàn)檎?，位移以使桿件順時針轉(zhuǎn)動為正。八、影響線及其應(yīng)用1、影響線：當(dāng)一個指向不變的單位集中荷載（通常是豎直向下的）沿結(jié)構(gòu)位移時，表示某一指定量值變化規(guī)律的圖形，稱為該量值的影響線。繪制影響線時，通常規(guī)定正值的豎標(biāo)繪在基線的上方。2、繪制影響線有兩種基本方法：靜力法和機(jī)動法。靜力法就是將荷載F=1放在任意位置，并選定一坐標(biāo)系，以橫坐標(biāo)x表示荷載作用點(diǎn)的位置，然后根據(jù)平衡條件求出所求量值與荷載位置x之間的函數(shù)關(guān)系式，這種關(guān)系式稱為影響線方程，再根據(jù)方程作出影響線圖形。機(jī)動法作影響線的依據(jù)是理論力學(xué)的虛位移原理，即剛體體系在力系作用下處于平衡的必要和充分條件是：在任何微小的虛位移中，力系所作的虛功總和為零。欲作某一量值影響線，只需將與該量值相應(yīng)的聯(lián)系去掉，并使所得體系沿量值正方向發(fā)生單位位移，則由此得到的荷載作用點(diǎn)的豎向位移圖即代表該量值的影響線。3、最不利荷載位置使量值S成為極大的條件是：荷載自該位置無論向左或向右移動微小距離，S均減小。荷載左移，荷載右移，使量值S成為極小的條件是：荷載自該位置無論向左或向右移動微小距離，S均增大。荷載左移，荷載右移，注：只有當(dāng)某個集中荷載恰好作用在影響線的某一個頂點(diǎn)處時才可能出現(xiàn)極值。為減少試算次數(shù)，宜事先大致估計(jì)最不利荷載位置。為此，應(yīng)將行列荷載中數(shù)值較大且較為密集的部分置于影響線的最大豎標(biāo)附近，同時注意位于同符號影響線范圍內(nèi)的荷載應(yīng)盡可能的多。4、簡支梁的絕對最大彎矩A、在移動荷載作用下，可以求出簡支梁任一指定截面的最大彎矩。所有截面的最