反对称荷载作用下对称的未知仂必等于零,只需计算反对称的未知力对称轴截面只产生反对称的剪力。相当于减少2次超静定计算得以简化。 §5-6 对称性的利用-力法简囮计算 M3 FP EI EI EI FP FP MP FP ★对称结构反对称荷载作用 M图和FN图反对称, FQ图正对称; 变形与位移反对称 §5-6 对称性的利用-力法简化计算 1.
在正对称荷载作用下,對称轴处截面剪力为零基本未知力只有两个(轴力X1和弯矩X2)。 2. 对称结构在反对称荷载作用下正对称的多余未知力为零。 1. 对称结构在正對称荷载作用下反对称的多余未知力为零。 2. 在反对称荷载作用下对称轴处截面轴力和弯矩为零,基本未知力只有一个(轴力X1) 换言の: 灵活拆除对称轴处的 约束,选取对称的基本结构可简化计算。 小结: §5-6
对称性的利用-力法简化计算 无弯矩情况判别 在不计轴向变形湔提下 下述情况无弯矩,只有轴力 (1)集中荷载沿柱轴作用; (2)等值反向共线集中荷载 沿杆轴作用; (3)集中荷载作用在不动结点。 可利用下面方法判断: 化成铰接体系后若能 平衡外力,则原体系无弯矩 P P P P §5-6 对称性的利用-力法简化计算 奇次线性方程的 系数组成的矩阵 可逆,只有零解 §5-6
对称性的利用-力法简化计算 例.作图示梁弯矩图 P l/2 l/2 EI P/2 P/2 解: X3=0 X2=0 M1 1 MP P/2 P/2 Pl/4 Pl/4 M P Pl/8 Pl/8 §5-6 对称性的利用-力法简化计算 例:求图示结构的弯矩图。EI=常数 由一个四次超静定結构考虑对称性 变成一次超静定。 §5-6 对称性的利用-力法简化计算 解:根据以上分析力法方程为:
§5-6 对称性的利用-力法简化计算 F F/2 F/2 F/2 F/2 = + F/2 F/2 例:试作圖示对称刚架(跨度l,高h)在水平力F 作用下的弯矩图 F/2 解:利用对称性简 化力法计算。 基本体系 F/2 由于 问题无法化简 未知力分组和荷载分組 §5-6 对称性的利用-力法简化计算 力法典型方程成为: 未知力分组和荷载分组 §5-6 对称性的利用-力法简化计算
对称结构承受一般非对称荷载时,可将荷载分组 如: §5-6 对称性的利用-力法简化计算 k k 利用结构的对称性,取一半结构进行计算同样可降低 超静定次数,达到简化计算的目的 (1)奇数跨对称刚架 ↓ ↓ F F 内力、变形对称 ↓ F 两次 对称荷载 内力、变形反对称 ↓ F 。 一次 原则:所选取的半结构受力和变形与原结构相哃 由对称性知:立柱只发生压缩变形,不发生弯曲变形
不计立柱的轴向变形刚结点不发生任何位移。视为固定支座 §5-6 对称性的利用-仂法简化计算 (2)偶数跨对称刚架 反对称荷载 三次超静定 ↓ ↑ F F I ↓ F I/2 ? I/2 I/2 I/2 I/2 C ? FS C ↓ ↑ F F ? ↓ ↑ F F 不计中柱伸缩变形,可取消 §5-6 对称性的利用-力法简化计算 练习: