王 飞 教师 结构力学? 课程 第 18 讲(单元)教案设计
授课班级 教学目的 教学基本要求与重点、难点 上课时间 上课地点 理解力法解题原理;能正确确定基本来知量;能正确建立力法典型方程。 重点:力法解题原理;基本来知量的确定;建立典型方程。 难点:超静定次数的确定。 应用能力(技能)目标 知识目标(含知识要点和章节内容) §6-1 超静定结构的组成和超静定次数 §6-2 力法的基本概念 重点、难点的解决方案(方法) 复习内容、 案例分析、 参考资料、 媒体安排与配合 教学条件 课外作业 教学步骤 教学内容 细目 超静定结构的组成和超静定次数 力法的基本概念 从变形协调条件着手,找到与基本结构的联系与区别,从而建立力法方程。 材料力学相关章节及第5章 《结构力学》上册 李廉锟等编 高等教育出版社 《结构力学Ⅰ——基本教程》(第二版),龙驭球等编,北京:高等教育出版社,2006。第6章 力法,pp.205-263。 多媒体课件,讲义 6-2b、d 教学方式与手段 课堂练习及 与学生互动 时间分配 1学时 1学时 教学小结 (后记): 发奋识遍天下字 ,立志读尽人间书。
第六章 力法
力法计算超静定结构主要是利用静定结构内力计算和位移计算来解决超静定结构的内力计算,因此静定结构的内力计算和位移计算是本章的基础;由于力法的计算量较大,本章的学习重点应是力法的基本方程的理解和应用,主要是不超过三次超静定结构。
§6-1 超静定结构的组成和超静定次数
6.1.1 超静定结构的组成
静定结构:结构的反力和各截面的内力都可以用静力平衡条件唯一确定(图6-1a)。
超静定结构:结构的反力和各截面的内力不能完全由静力平衡条件唯一的加以确定(图6-1b)。
图6-1
从几何组成分析中可知:静定结构和超静定结构都是几何不变体体系,而静定结构没有多余的约束,超静定结构存在多余约束,将图6-1b中支座C去掉结构仍为几何不变体系(图6-1c)。 结论:
满足平衡方程的内力解不唯一,几何上有多余约束,这就是超静定结构区别于静定结构的基本特点。
6.1.2 超静定次数
超静定次数:超静定结构中多余约束的个数;也可以认为多余未知力的数目。
将超静定结构中多余约束去掉,可变为相应的静定结构,则去掉多余约束的个数 n 即为原结构的超静定次数。
结构去掉多余约束的方式有以下几种:
1.去掉一根支座链杆或切断一根链杆,等于去掉一个约束(图6-2)。 2.去掉一个固定铰支座或撤去一个单铰,等于去掉两个约束。 3.将刚性连接改为单铰,相当于去掉一个约束(图6-3)。
4.去掉一个固定端或切断一个梁式杆,等于去掉三个约束(图6-4)。
发奋识遍天下字 ,立志读尽人间书。
图6-2
图6-3
图6-4
对于一个超静定结构,去掉多余约束的方式可能有几种,但必须注意: 去掉多余约束后,一般应是几何不变的、静定的结构。
图6-2a、图6-3a、图6-4a结构的超静定次数分别为1、1、3。
§6-2 力法的基本概念
发奋识遍天下字 ,立志读尽人间书。