结构力学力法对称性的利用 (2)精选文档.ppt

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1、结构力学力法对称性的利用本讲稿第一页，共二十一页1.结构对称性的概念结构对称性的概念（1 1）对称结构对称结构：几何尺寸、支承情况、刚度分布对称的结构。：几何尺寸、支承情况、刚度分布对称的结构。几何对称几何对称支承对称支承对称刚度对称刚度对称本讲稿第二页，共二十一页 （2）荷载的对称性）荷载的对称性正对称荷载：作用在对称结构对称轴两侧，大小相等正对称荷载：作用在对称结构对称轴两侧，大小相等,方向和方向和 作用点对称的荷载。作用点对称的荷载。反对称荷载：作用在对称结构对称轴两侧，大小相等，作用点反对称荷载：作用在对称结构对称轴两侧，大小相等，作用点 对称，方向反对称的荷载。对称，方向反对称的荷载

2、。对称荷载对称荷载反对称荷载反对称荷载本讲稿第三页，共二十一页（3 3）对称结构在正对称、反对称荷载作用下的内力和变形对称结构在正对称、反对称荷载作用下的内力和变形qPP基本受力特点：基本受力特点：正对称荷载作用下，结构的内力和变形都是正对称的；正对称荷载作用下，结构的内力和变形都是正对称的；反对称荷载作用下，结构的内力和变形都是反对称的。反对称荷载作用下，结构的内力和变形都是反对称的。本讲稿第四页，共二十一页（4 4）特殊截面特殊截面 对称轴通过的截面对称轴通过的截面位移位移内力内力AFNMFQ正对称正对称反对称反对称反对称反对称、F称为正对称内力称为正对称内力F称为反对称内力称为反对称内力

3、本讲稿第五页，共二十一页2.对称性利用之对称性利用之选择对称基本结构选择对称基本结构2FPX2X2X1X1选取对称基本结构的正对称基本未知量和反对称基本选取对称基本结构的正对称基本未知量和反对称基本未知量未知量2FPX3X3本讲稿第六页，共二十一页基本方程分为两组：基本方程分为两组：一组只含反对称未知量一组只含反对称未知量一组只含正对称未知量一组只含正对称未知量本讲稿第七页，共二十一页3.对称性利用之对称性利用之荷载分组荷载分组FPFPFPFP2FP +只要结构是对称的，对只要结构是对称的，对称性的利用就成为可能称性的利用就成为可能！本讲稿第八页，共二十一页对称结构在正对称结构在正对称荷载作用

4、对称荷载作用下，反对称未下，反对称未知量为零。其知量为零。其结构的内力和结构的内力和变形是对称的。变形是对称的。正对称荷载作用下正对称荷载作用下:FPFPFPX2X2X1X1X3X3FPFPFP本讲稿第九页，共二十一页反对称荷载作用下反对称荷载作用下:对称结构在反对对称结构在反对称荷载作用下，称荷载作用下，对称未知量为零。对称未知量为零。其结构的内力和其结构的内力和变形是反对称的。变形是反对称的。FPFPX2X2X1X1X3X3FPFPFPFP本讲稿第十页，共二十一页 三三.取半个结构计算取半个结构计算 要使半结构能等效代替原结构的受力和要使半结构能等效代替原结构的受力和变形状态。变形状态。关

5、键关键在于在于被截开处被截开处应按原结构上的应按原结构上的位移条件及相应的静力条件设置相应合适的支位移条件及相应的静力条件设置相应合适的支撑。撑。本讲稿第十一页，共二十一页 1.奇数跨对称刚架奇数跨对称刚架 正对称荷载作用下的半刚架正对称荷载作用下的半刚架 qCqCqCCq本讲稿第十二页，共二十一页 反对称荷载作用下的半刚架反对称荷载作用下的半刚架PPCPPCPCPC本讲稿第十三页，共二十一页 2.2.偶数跨对称刚架偶数跨对称刚架 正对称荷载作用下的半刚架正对称荷载作用下的半刚架PCPPCPPCPCPC本讲稿第十四页，共二十一页EIA 反对称荷载作用下的半刚架反对称荷载作用下的半刚架本讲稿第十

6、五页，共二十一页qaa2a例例:用力法计算图示结构。用力法计算图示结构。EI常数。常数。qa2/2X11半边结构半边结构M图图【解解】1 基本体系基本体系2 力法方程力法方程3 求系数和自由项，解方程求系数和自由项，解方程4本讲稿第十六页，共二十一页+=例例:用力法计算图示结构。用力法计算图示结构。本讲稿第十七页，共二十一页M图图(FPa)本讲稿第十八页，共二十一页例例:用力法计算图示结构。用力法计算图示结构。EI常数。常数。qqqqllX1基本体系基本体系1/4结构结构ql2/8ql2/8【解解】1 基本体系基本体系2 力法方程力法方程3 求系数，解方程求系数，解方程4本讲稿第十九页，共二十一页qqqqllql2/12ql2/12ql2/12ql2/12M图图本讲稿第二十页，共二十一页合理利用对称性的合理利用对称性的关键关键在于：在于：保证计算模型的保证计算模型的受力受力特性、特性、变形变形情况情况与原结与原结构完全一致构完全一致。本讲稿第二十一页，共二十一页