静定结构总论
超静定结构是由多余约束的几何不变体系;
超静定结构的全部内力和反力仅有平衡条件求不出,还必须考虑变形条件;
如在力法计算中,多余未知力由力法方程(变形条件)计算。再由M=∑MiXi+Mp叠加内力图。如只考虑平衡条件画出单位弯矩图和荷载弯矩图,Xi是没有确定的任意值。
因此仅仅就满足平衡条件来说,超静定结构有无穷多组解答。
超静定结构的内力与材料的物理性能和截面的几何特征有关,即与刚度有关。
荷载引起的内力与各杆的刚度比值有关。因此在设计超静定结构时须事先假定截面尺寸,才能求出内力,然后再根据内力重新选择截面。
另外,也可通过调整各杆刚度比值达到调整内力的目的。
温度改变、支座移动、材料收缩、制造误差等因素对超静定结构会产生内力(自内力状态)。
一般情况下,非荷载外因引起的内力与各杆的刚度绝对值成正比。
因此,为了提高结构对温度改变和支座移动等因素的抵抗能力,增大结构截面尺寸,不是明智的选择。
工程实践应用:
1)设计结构要注意防止、消除或减轻自内力的影响(设置沉降缝、温度缝)
2)利用自内力来调节超静定结构的内力。(预应力结构)
超静定结构的多余约束破坏,仍能继续承载。具有较高的防御能力。
超静定结构的整体性好,在局部荷载作用下可以减小局部的内力幅值和位移幅值。
多余约束约束的存在,使结构的强度、刚度、稳定性都有所提高。