第五章 力 法物理教学课件

5.1 力法的基本概念力法的基本概念Introduction of force method第五章第五章 力力 法法1. 超静定结构的特征超静定结构的特征静力特征静力特征:仅由静力平衡方程就能求出全部仅由静力平衡方程就能求出全部内力和反力。内力和反力。几何特征几何特征:没有多余约束的几何不变体系。没有多余约束的几何不变体系。静力特征静力特征:仅由静力平衡方程不能求出全部仅由静力平衡方程不能求出全部内力和反力。内力和反力。几何特征几何特征:有多余约束的几何不变体系。有多余约束的几何不变体系。静定结构静定结构超静定结构超静定结构FPFP 多余约束只是对几何不变性而言的，对内力和变多余约束只是对几何不变性而言的，对内力和变形而言这些约束是有作用的，它们直接影响到内形而言这些约束是有作用的，它们直接影响到内力和变形的大小和分布规律。力和变形的大小和分布规律。 在一个静定结构上增加多余约束所得的超静定结在一个静定结构上增加多余约束所得的超静定结构是唯一的；但从超静定结构上去掉多余约束使构是唯一的；但从超静定结构上去掉多余约束使之成为静定结构时，形式可以有多种多样，多余之成为静定结构时，形式可以有多种多样，多余约束在很大范围内是可以任选的。约束在很大范围内是可以任选的。 超静定结构的约束包括必要约束和多余约束，必超静定结构的约束包括必要约束和多余约束，必要约束可通过平衡方程直接确定，而多余约束须要约束可通过平衡方程直接确定，而多余约束须结合变形条件才可确定。结合变形条件才可确定。2. 力法的基本原理力法的基本原理作图示结构的弯矩图。（只考虑微小的弯曲变形，忽略轴向变形作图示结构的弯矩图。（只考虑微小的弯曲变形，忽略轴向变形和剪切变形和剪切变形）qBlEI,AqX1qP1X111111 X1？+11111X基本未知量基本未知量 X1可求可求可求可求10（1）基本概念）基本概念qBlEI,AqX11=0在变形条件成立的条件下，基本体系的内力和位移与原结在变形条件成立的条件下，基本体系的内力和位移与原结构相同。构相同。基本结构基本结构基本体系基本体系原结构原结构基本结构：去掉多余约束得到的几何不变体系。基本结构：去掉多余约束得到的几何不变体系。基本体系：基本结构在荷载和未知位移共同作用下的体系。基本体系：基本结构在荷载和未知位移共同作用下的体系。 （2）分析）分析1 = 1P + 11 = 0叠加原理叠加原理qX1qP1X111+基本体系基本体系仅有荷载作用仅有荷载作用仅有未知力作用仅有未知力作用 仅有荷载作用仅有荷载作用 1P = ？qP112ql2PM11Xl1MEI8qldxEIMM4P1P1 仅有未知力作用仅有未知力作用 11 = ？11111XX111111Xl1MEI3ldxEIMM31111（3）基本方程）基本方程111PXNQFF , PMXMM11力法的基本方程力法的基本方程物理意义物理意义是什么？是什么？变形协调方程变形协调方程1111111110XP01111PX叠加原理叠加原理MMXMP11图。请自己完成 , NQFF2ql2PM+=8ql216ql2M11Xl1M83ql（4）力法计算步骤）力法计算步骤（1）确定基本未知量，即多余未知力（）确定基本未知量，即多余未知力（X1）；）；（2）去掉多余约束，形成基本结构；）去掉多余约束，形成基本结构；（3）利用变形协调条件建立基本方程）利用变形协调条件建立基本方程 （ ）；）；（4）求解基本方程得到基本未知量）求解基本方程得到基本未知量（ ） ，从而求出各杆内力（从而求出各杆内力（ ）。）。 这也就是力法的这也就是力法的基本思路基本思路。PMXMM1101111PX1111PX作业 (9)习题集3-10、15、17谢谢 谢谢 !2006.8