结构力学第五章_结构的位移计算.ppt

《结构力学第五章_结构的位移计算.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第五章结构的位移计算LastEdit:2009.8.122/72本章主要内容：1概述；2线性变形体系的功能原理;3结构位移计算的一般理论;4结构位移计算（荷载作用）的单位荷载法;5图乘法；6温度变化引起的结构位移7由于支座位移引起的结构位移计算。课后作业3/725-1概述4/725-1概述一、结构位移的种类结构在荷载和温度变化等外界因素的影响下将会发生变形，因而结构上各点或截面的位置可能发生改变——即产生位移。结构的位移可分为1．线位移：结构上各点产生的位置移动2．角位移：杆件横截面所产生的位置转动变形体：在外界因素影响下产生变形（

2、弹性变形和非弹性变形）的物体统称为变形体5/725-1概述一、结构位移的种类6/725-1概述一、结构位移的种类绝对位移相对位移：两点或两截面相互之间位置的改变量7/725-1概述二、使结构产生位移的因素1.荷载结构在荷载作用下产生内力材料发生应变结构产生位移2.温度变化材料的热胀冷缩结构产生位移3.支座位移基础发生沉降结构支座移动、转动结构产生位移4.其他因素结构构件的尺寸制作误差、材料的干缩、混凝士凝结收缩等8/725-1概述三、计算结构位移的目的1.验算结构的刚度结构要满足强度、刚度、稳定性要求。结构的刚度：以其变形

3、或位移来量度（在验算结构刚度时，需计算结构位移）。闸门：沿水流方向位移超过允许限度时，将使闸门的启闭受到阻碍，同时影响止水效果。结构设计规范中具体规定2.计算超静定结构计算超静定结构：静力平衡条件、变形协调条件（结构的位移）本章内容处于静定结构分析与超静定结构分析的交界处，起着承上启下的作用。9/725-1概述三、计算结构位移的目的3.为建筑起拱和结构架设提供位移数据(a)大跨度建筑中，结构变形→产生明显的下垂现象不但影响美观，而且容易引起人们的不安全感。(b)建筑起拱(起拱)：把结构做成具有一定上弯度的初始弯曲形式，用以抵消由挠度

4、产生的下垂现象。(需要计算结构位移)10/725-1概述三、计算结构位移的目的3.为建筑起拱和结构架设提供位移数据大型桥梁施工进行悬臂拼装时，结构自重、施工机械等临时荷载的作用，悬臂部分将产生挠度，需计算结构位移，便于拼装时使构件准确就位；大型结构进行吊装时，需要合理设置起吊点，使安装部位产生的位移小而且较为均匀，便于安装就位。11/725-1概述四、线性变形体系的假设及其特性1．线性变形体系（线性弹性体系/线弹性体系）：满足两个基本假设的体系（1）材料是完全弹性的，服从虎克定律——结构在荷载作用下，最大应力不超过材料的弹性比例极限

5、（2）结构的变形(位移)是微小的，因此不影响荷载的作用(材料力学小变形假设)(不改变荷载作用点的位置和方向)——应用静力平衡条件建立方程时，可以不计结构变形(位移)的影响，而采用原始的几何尺寸。12/725-1概述四、线性变形体系的假设及其特性2．线弹性体系的两个主要特性：(1)结构的变形(位移)与其作用力成正比柔度(影响)系数d：施加单位力时所产生的结构位移位移D：作用力为一般值时所产生的结构位移DKi第一个下标K——位移所在的地点和方向DKi第二个下标i——产生位移的原因有DKi=dKi·Pi13/725-1概述四、线性变形体系

6、的假设及其特性2．线弹性体系的两个主要特性：（2）计算结构的变形（位移）可应用叠加原理叠加原理：由若干因素共同作用时所产生的效果（内力、变形等），等于其每个因素单独作用时所产生的效果的总和。14/725-2线性变形体系的功能原理15/725-2线性变形体系的功能原理一、外力实功线性变形体系的功能原理是结构力学的重要理论基础,本节包括外力实功、实变形能、附加功或虚功的互等定理以及虚功原理等。线弹性体系的静力加载过程荷载:0P变形:0D两者同步加载过程中，加载速度缓慢，不至于引起振动，这样的家在过程，称为静力加载，相应的荷载为静力荷

7、载16/725-2线性变形体系的功能原理一、外力实功单位荷载对应的变形:d当荷载到达最后数值:P加载过程中荷载的值:F外力做功增量图示蓝色部分的面积一、外力实功17/725-2线性变形体系的功能原理一、外力实功一、外力实功图示黄色三角形的面积线弹性体系线性在静力荷载作用下，外力所做的实功等于外力的最后数值与其相应位移乘积的一半。注意点：(1)外力实功中，位移是由做功的力本身引起的，且外力是变化的(由零开始逐渐增加到其最后数值)。(2)计算外力实功时，力与位移必须相对应。18/725-2线性变形体系的功能原理一、外力实功一、外力实功计

8、算外力实功时，力与位移必须相对应19/725-2线性变形体系的功能原理一、外力实功一、外力实功广义力：凡是做功的力统称为广义力广义位移：与广义力相对应的位移统称为广义位移广义力(集中力)广义位移(线位移)广义力(集中力偶)广义位移