静定结构的特性

15.6静定结构的特性15.6静定结构的特性15.6静定结构的特性静定结构包括静定梁、静定刚架、静定桁架、静定组合结构和三铰拱等，虽然这些结构的形式各异，但都具有共同的特性。主要有以下几点：1．静定结构求解的唯一性静定结构是无多余约束的几何不变体系.由于没有多余约束,其所有的支座反力和内力都可以由静力平衡方程完全确定,并且解答只与荷载及结构的几何形状、尺寸有关,而与构件所用的材料及构件截面的形状、尺寸无关,因此，当静定结构和荷载一定时,其反力和内力的解答是唯一的确定值。15.6静定结构的特性2．支座移动对静定结构的影响当静定结构的支座由于各种因素发生移动时,只能使静定结构产生刚体位移,不产生支座反力和内力,也不产生变形。例如图所示的悬臂刚架,在支座A发生水平移动△Ax、下沉△Ay以及转动φA时,刚架只产生刚体整体的运动,而不产生反力和内力,也没有产生变形。15.6静定结构的特性3．温度改变对静定结构的影响当静定结构受到温度改变因素作用时,只能使静定结构产生位移及变形，不产生支座反力和内力。如图所示简支梁AB在温度改变（上表面升高t1，下表面升高t2，t2＞t1时）,仅产生了如图中虚线所示的形状改变,而不产生反力和内力。15.6静定结构的特性4．荷载等效变换对静定结构的影响对静定结构的一个内部几何不变部分上的荷载进行等效变换时，其余部分的内力和反力不变。如图所示的简支梁在两组等效荷载的作用下，除CD部分的内力有所变化外，其余部分的内力和支座反力均保持不变。15.6静定结构的特性5．静定结构的局部平衡性当静定结构受平衡力系作用，平衡力系的影响的范围只限于受该力系作用的最小几何不变部分，而不影响到此范围以外。即仅在该部分产生内力，其余部分均不产生内力和反力。例如图所示受平衡力系作用的桁架，仅在粗线表示的（梯形范围内）杆件中产生内力，而其他杆件的内力以及支座反力都为零。15.6静定结构的特性6．构造变换对静定结构的影响如图所示，当对静定结构的一个内部几何不变部分进行几何构造变换时，只会使该部分的受力发生变化，而其余部分的受力不变。第十五章静定结构的内力小结1．多跨静定梁由基本部分与附属部分组成，它们之间支承的关系可以用层次图表示。计算顺序是先计算附属部分，再计算基本部分。2．刚架是由直杆组成的具有刚结点的结构。刚架任一横截面上的弯矩，其数值等于该截面任一侧刚架上所有外力对该截面形心之矩的代数和。刚架的弯矩图一律画在杆件的受拉一侧。所以对刚架杆件的弯矩，除了要正确计算出大小，还必须要弄清楚使杆件的哪侧纤维受拉。刚架任一横截面上的剪力，其数值等于该截面任一边刚架上所有外力在该截面方向上投影的代数和。外力使隔离体顺时针转为正。刚架任一横截面上的轴力，其数值等于该截面任一边刚架上所有外力在该截面的轴线方向上投影的代数和。外力背离截面时为正。第十五章静定结构的内力小结3．桁架是由直杆组成，全部通过铰结点连接而成的结构。在结点荷载作用下，桁架各杆的内力只有轴力桁架内力计算的方法通常有结点法和截面法。结点法是截取桁架的一个结点为隔离体，利用该结点的静力平衡方程来计算截断杆的轴力。截面法是用一截面(平面或曲面)截取桁架的某一部分(两个结点以上)为隔离体，利用该部分的静力平衡方程来计算截断杆的轴力。结点法和截面法还可以联合加以应用。4．拱是由曲杆组成的在竖向荷载作用下支座处产生水平推力的结构。由于水平推力的存在，拱横截面上的弯矩比相应简支梁对应截面上的弯矩小得多，并且可使拱横截面上的内力以轴向压力为主。三铰拱的支座反力和内力的计算公式一般都是通过相应简支梁的支座反力和内力来表达的。第十五章静定结构的内力小结5．由二力杆和梁式杆混合组成的结构称为组合结构。组