力法PK位移法課件

§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧1、力法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧

力法試用力法求圖示剛架內(nèi)力，并繪內(nèi)力圖。（1）建立基本體系（5）回代求未知力（6）疊加法作內(nèi)力圖（2）列力法典型方程(4)求柔度系數(shù)和自由項力法試用力法求圖示剛架內(nèi)力，并繪內(nèi)力圖。（1）建立基本體系§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧1、力法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧2、位移求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧

位移法試用位移法求圖示剛架內(nèi)力，并繪內(nèi)力圖。（1）建立基本體系（5）回代求未知力（6）疊加法作內(nèi)力圖（2）列位移法典型方程(4)求剛度系數(shù)和自由項位移法試用位移法求圖示剛架內(nèi)力，并繪內(nèi)力圖。（1）建立基本力法基本未知量：多余約束力基本結(jié)構(gòu)：一般為靜定結(jié)構(gòu)。典型方程（協(xié)調(diào)條件）作單位荷載和外因作用下基本結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖，由內(nèi)力圖自乘、互乘求柔度系數(shù)和自由項（積分法）。解方程求多余約束力疊加法作內(nèi)力圖用變形條件進行校核位移法基本未知量：獨立的結(jié)點位移基本結(jié)構(gòu)：單跨超靜定梁組合體典型方程（平衡條件）作單位位移和外因作用下基本結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖，由基本結(jié)構(gòu)的結(jié)點、桿件隔離體的平衡條件求剛度系數(shù)和自由項。解方程求獨立的結(jié)點位移疊加法作內(nèi)力圖用平衡條件進行校核力法PK位移法力法位移法力法PK位移法§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧1、力法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧2、位移求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧二、策略思想PK力法：根據(jù)已掌握的靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計算知識，減約束將超靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為靜定結(jié)構(gòu)來求解，根據(jù)位移協(xié)調(diào)條件，先求出多余未知力，進而計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力。位移法：根據(jù)已掌握的單跨超靜定梁轉(zhuǎn)角位移方程知識，加約束將超靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為單跨超靜定梁組合體，根據(jù)平衡條件，求出未知結(jié)點位移，進而計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力。§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧二、策略思想PK三、等價條件PK§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧原超定結(jié)構(gòu)

基本體系（基本結(jié)構(gòu)）變形協(xié)調(diào)條件靜定結(jié)構(gòu)1、問題轉(zhuǎn)化2、等效解除多余約束代之以多余約束力作用超靜定結(jié)構(gòu)靜定結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)條件荷載作用未知力作用

力法力法先局部削弱，然后修復等價原超定結(jié)構(gòu)基本體系（基本結(jié)構(gòu)）變形協(xié)調(diào)條件靜定結(jié)構(gòu)1、1、問題轉(zhuǎn)化2、等效附加剛臂約束加上結(jié)點位移超靜定結(jié)構(gòu)單跨超靜定梁組合體平衡條件荷載作用結(jié)點位移作用原超定結(jié)構(gòu)

基本體系（基本結(jié)構(gòu)）單跨超靜定梁組合體荷載單獨作用

位移法=+位移法先局部加強，然后修復等價1、問題轉(zhuǎn)化2、等效附加剛臂約束超靜定結(jié)構(gòu)單跨超靜定梁平衡條1個未知結(jié)點位移位移法：1個未知量先拆后合單跨超靜定梁組合體原超靜定結(jié)構(gòu)等價位移條件平衡條件1個未知結(jié)點位移位移法：1個未知量先拆后合單跨超靜定梁組合體§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧二、策略思想PK三、等價條件PK超靜定結(jié)構(gòu)基本體系位移條件荷載作用未知量作用平衡條件等價條件力法位移法基本體系力等價力等價位移等價位移等價原超靜定結(jié)構(gòu)基本體系力等價位移等價原超靜定結(jié)構(gòu)物理關(guān)系單位荷載法求力與位移的關(guān)系物理關(guān)系單跨超靜定梁的轉(zhuǎn)角位移方程§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧二、策略思想PK三、等價條件PK四、優(yōu)缺點PK力法較位移法出現(xiàn)較早，其基本原理簡單易懂，但基本系的選擇需要較多的經(jīng)驗和人為的干預，位移法利用了力法的計算成果（單跨超靜定梁），在結(jié)構(gòu)分析的近代發(fā)展中占有重要地位，如力矩分配法、矩陣位移法等均由位移法演變或從中得到啟迪。力法只能解超靜定結(jié)構(gòu)；位移法既能解超靜定結(jié)構(gòu)，也能解靜定結(jié)構(gòu)，且位移法解題過程規(guī)范，結(jié)構(gòu)計算程序通用性好。不過最近也有人在努力發(fā)展與位移法平行的以全部未知力為未知力量的完整力法研究。

力法和位移法均需要組成和結(jié)算典型方程，未知量較多時，求解繁瑣。§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧混合法21次超靜定力法：21個未知量1個未知結(jié)點位移位移法：1個未知量1次超靜定力法：1個未知量7個角位移位移法：11個未知量力法：8個未知量位移法：6個未知量混合法：4個未知量集中在結(jié)構(gòu)右部：6個集中在結(jié)構(gòu)左部：4個左部：力法；右部位移法4個線位移力法PK位移法PK火花混合法21次超靜定力法：21個未知量1個未知結(jié)點位移位移法：§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧二、策略思想PK三、等價條件PK四、優(yōu)缺點PK五、PK火花致力于減少未知量個數(shù)的方法：利用對稱性的半結(jié)構(gòu)法、未知量分組，混合法，多種方法的聯(lián)合運用。致力于不求解線性方程組：力矩分配法，剪力分配法、迭代法等近似法。

致力于方程組求解簡單的方法：對稱性利用、彈性中心法等，使得副系數(shù)部分為零或全部為零，自由項部分為零。

致力于不畫單位力（位移）彎矩圖、荷載彎矩圖的方法：轉(zhuǎn)角撓度法，直接以各桿桿端彎矩為未知量的特殊方法。

致力于解題規(guī)范，便于電算的方法：矩陣位移法，完整力法。§7-5力法與位移法比較一、力法、位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)回顧（1）建立基本體系解：例題5試用混合法求圖示剛架內(nèi)力，并繪內(nèi)力圖。（2）列混合法典型方程(4)求系數(shù)和自由項位移條件平衡條件基本系驗證（1）建立基本體系解：例題5試用混合法求圖示剛架內(nèi)力，并繪內(nèi)例題6試用混合法求圖示剛架內(nèi)力，并繪內(nèi)力圖?；鞠担?）回代求未知量（6）疊加法作彎矩圖例題6試用混合法求圖示剛架內(nèi)力，并繪內(nèi)力圖?；鞠担?）回代§7-6轉(zhuǎn)角撓度法仿照力法解題步驟的位移法解題思路，較好的反映了力法與位移法對偶的關(guān)系。位移法典型方程的實質(zhì)反映原結(jié)構(gòu)的平衡條件，可以直接由平衡條件建立基本方程。不需建基本體系，作單位位移、荷載作用下彎矩圖，求解簡便。但要掌握轉(zhuǎn)角位移方程，查表熟練。轉(zhuǎn)角撓度法計算圖示結(jié)構(gòu)：例題1中剛架（1）確定基本未知量（2）查表計算桿端內(nèi)力解：轉(zhuǎn)角位移方程例題6§7-6轉(zhuǎn)角撓度法仿照力法解題步驟的位移法解題思路，較好的轉(zhuǎn)角撓度法計算步驟：以例題1中剛架為例（1）確定基本未知量（2）查表計算桿端內(nèi)力解：轉(zhuǎn)角位移方程（3）平衡條件建基本方程與例題1相同轉(zhuǎn)角撓度法計算步驟：以例題1中剛架為例（1）確定基本未知量（（5）回代求未知量例題1試用位移法求圖示剛架內(nèi)力，并繪內(nèi)力圖。（5）回代求未知量例題1試用位移法求圖示剛架內(nèi)力，并繪內(nèi)力圖轉(zhuǎn)角撓度法計算步驟：以例題1中剛架為例（1）確定基本未知量（2）查表計算桿端內(nèi)力解：轉(zhuǎn)角位移方程（3）平衡條件建基本方程與例題1相同轉(zhuǎn)角撓度法計算步驟：以例題1中剛架為例（1）確定基本未知量（轉(zhuǎn)角撓度法計算步驟：以例題1中剛架為例（1）確定基本未知量（2）查表計算桿端內(nèi)力解：轉(zhuǎn)角位移方程（3）平衡條件建基本方程與例題1相同（4）求未知量轉(zhuǎn)角撓度法計算步驟：以例題1中剛架為