资源简介

(共18张PPT)
几何组成分析
任务1 几何组成分析——结构的概念
1 ．结构：土木工程中承受荷载，传递荷载
并起骨架作用的部分，称为结构。
2 ．组成结构的构件：如图6-1所示，单层厂房的
结构由屋面板、屋架、吊车梁、连系梁、柱
及基础等构件组成。
图6-1 单层厂房结构
任务1 几何组成分析——几何体系的分类
几何可变体系：在荷载作用下，形状和
几
何
体
系
位置可以改变的体系
不考虑
（
a）
材料变形
几何不变体系：在荷载作用下，形状和
位置都不能改变的体系
（b）
图6-2
任务1 几何组成分析——瞬变体系
1 ．瞬变体系：在某一瞬间，可以发生微小位移的体系。
（图6-3a）
（a）
2 ．瞬变体系的受力分析：图6-3b中，由汇交力系平衡
方程可求得

内力巨大
F
NA
'
C
=
F
NA
'
B
=
2
sFin

很小
3 ．瞬变体系：不能作为结构使用，属于几何可变体系
范畴，建筑结构必须是几何不变体系。
（b）
图6-3
任务1 几何组成分析——基本规则及其表达方式
1．二个概念
（1）几何组成分析：判别结构的体系是几何不变体系、几何可变体系还是瞬
变体系，有无多余约束，称之为几何组成分析。
（2）刚片：几何不变部分称之为刚片。刚片可以是一根构件、一个几何不变
体系，也可以把地球（或基础、支座）视为一个刚片。
2 ．基本规则：铰接三角形是几何不变体系，
且无多余约束。（图6-4）
图6-4 铰接三角形
任务1 几何组成分析——基本规则的三种表达方式
条件：三刚片，
不同线上三个铰两两相连
（1）三刚片规则
图6-5（a）
结论：几何不变体系，
无多余约束
（a）三刚片
看图说
规 则
条件：一个点与一个刚片，
两根不共线的链杆相连
（2）二元体规则
图6-5（b）
结论：几何不变体系，
无多余约束
（b）二元体
图6-5
任务1 几何组成分析——基本规则的三种表达方式
与一个铰和一根不过此铰的链杆相连
图6-6（a）
条件：两刚片
与三根不全平行也不全交于一点的链杆相
连，图6-6（b）
（a）
两刚片规则
看图说规则
几何不变体系
结论：
无多余约束
（b）
图6-6 二刚片
任务1 几何组成分析——小结
（1）几何不变体系 （建筑结构必须是不变体系）
分类
1 ．几何体系
（2）几何可变体系
（3）瞬变体系
不能用作建筑结构
2 ．几何不变体系的组成规则
一点+一刚片
（1）二元体规则
两链杆（不共线）
两刚片
铰接三角形规则
三种
表达
( )
（2）两刚片规则
（3）三刚片规则
不全平行
一铰+一链杆(不过铰)、三链杆
（基本规则）
不全 交一点
三刚片
三铰（不共线）
几何组成分析的应用
任务2 几何组成分析的应用
（1）分析依据：组成规则，即基本规则及三种表达
（2）分析方法：拆除简化法，组装扩大法
（3）分析形式：“算式”形式
1 ．几何组成分析的要求
几何不变、可变体系、瞬变体系
（4）分析结论
2 ．常见瞬变体系的三种情况
无、有几个多余约束
图6-7 瞬变体系
（b）三链杆平行但不等长
（c）三铰同线
（a）三链杆交于一点O
任务2 几何组成分析的应用——实例分析
[例6-1]试对图6-8（a）所示的连续梁进行几何组成分析。
拆
（a）
除
简
化
法
（b）
图6-8
（c）
解法一：拆除简化法
任务2 几何组成分析的应用——实例分析
[例6-1]试对图6-8（a）所示的连续梁进行几何组成分析。
（a）
组
装
扩
大
法
（b）
图6-8
（c）
解法二：组装扩大法
任务2 几何组成分析的应用——实例分析
[例6-2]试对图6-9（a）所示的桁架进行几何组成分析。
解：组装扩大法
（a）
（b）
[课堂讨论] 请同学们用拆除简化进行分析。
图6-9
任务2 几何组成分析的应用——实例分析
[例6-3]试对图6-10（a）所示的桁架进行几何组成分析。
解：组装扩大法
（a）
（b）
[课堂讨论] 用拆除简化法进行分析。
图6-10
任务2 几何组成分析的应用——实例分析
[例6-4]试对图6-11所示三铰拱进行几何组成分析。
解：
图6-11
任务2 几何组成分析的应用——实例分析
[例6-5]试对图6-12（a）所示的刚架进行几何组成分析。
图6-12
（a）
（b）
（c）
解：
说明：常见约束的“等效替代”，见图6-13。
图6-13
（b）
（a）
任务2 几何组成分析的应用——实例分析
[例6-6]试对图6-14（a）所示的桁架进行几何组成分析。
解：
（a）
（b）
图6-14
任务2 几何组成分析的应用——小结
1.分析方法：拆除简化法、组装扩大法
几何不变体系、几何可变体系、瞬变体系
2.分析结论
无、有几个多余约束
三铰同线
3.瞬变体系：两刚片
三链杆相交于一点
三链杆平行但不等长

展开更多......

收起↑