1、第第 2章章结构的几何构造分析结构的几何构造分析(Geometric construction analysis)几何组成分析几何组成分析本章假定本章假定 :所有杆件均为刚体所有杆件均为刚体2-1 基本概念基本概念一一 . 几何不变体系几何不变体系 几何可变体系几何可变体系几何可变体系不能作为建筑结构几何可变体系不能作为建筑结构结构必须是几何不变体系结构必须是几何不变体系 本章目的本章目的 :判定一个体系是否能作为结构判定一个体系是否能作为结构结构是如何构造的结构是如何构造的2-1 基本概念基本概念一一 . 几何不变体系几何不变体系 几何可变体系几何可变体系二二 . 刚片刚片 几何形状不能变化
2、的平面物体几何形状不能变化的平面物体 三三 . 自由度自由度 确定体系位置所需的独立坐标数确定体系位置所需的独立坐标数点点的的自自由由度度刚刚片片自自由由度度几何不变体系的自由度一定等于零几何不变体系的自由度一定等于零几何可变体系的自由度一定大于零几何可变体系的自由度一定大于零几何组成分析几何组成分析2-1 基本概念基本概念一一 . 几何不变体系几何不变体系 几何可变体系几何可变体系二二 . 刚片刚片 几何形状不能变化的平面物体几何形状不能变化的平面物体 三三 . 自由度自由度 确定体系位置所需的独立坐标数确定体系位置所需的独立坐标数四四 . 约束约束 (联系联系 ) 能减少自由度的装置能减少
3、自由度的装置1. 链杆链杆 2. 单铰单铰 几何组成分析几何组成分析2-1 基本概念基本概念一一 . 几何不变体系几何不变体系 几何可变体系几何可变体系二二 . 刚片刚片 几何形状不能变化的平面物体几何形状不能变化的平面物体 三三 . 自由度自由度 确定体系位置所需的独立坐标数确定体系位置所需的独立坐标数四四 . 约束约束 (联系联系 ) 能减少自由度的装置能减少自由度的装置1. 链杆链杆 2. 单铰单铰 3. 链杆与单铰的关系链杆与单铰的关系4. 虚铰虚铰 几何组成分析几何组成分析3. 链杆与单铰的关系链杆与单铰的关系4. 虚铰虚铰 2. 单铰单铰 5. 复铰复铰 1. 链杆链杆连接连接 N
4、个刚片的复铰相当于个刚片的复铰相当于 N-1个单铰个单铰 几何组成分析几何组成分析2-1 基本概念基本概念一一 . 几何不变体系几何不变体系 几何可变体系几何可变体系二二 . 刚片刚片 几何形状不能变化的平面物体几何形状不能变化的平面物体 三三 . 自由度自由度 确定体系位置所需的独立坐标数确定体系位置所需的独立坐标数四四 . 约束约束 (联系联系 ) 能减少自由度的装置能减少自由度的装置五五 . 计算自由度（一）计算自由度（一）几何组成分析几何组成分析五五 . 计算自由度计算自由度计算自由度大于零一定可变计算自由度大于零一定可变 ;若等于零则一定不变吗若等于零则一定不变吗 ?几何组成分析几何
5、组成分析五五 . 计算自由度计算自由度计算自由度大于零一定可变计算自由度大于零一定可变 ;若等于零则一定不变吗若等于零则一定不变吗 ?六六 . 多余约束多余约束 必要约束必要约束计算自由度小于零一定不变吗计算自由度小于零一定不变吗 ?计算自由度小于零一定有多余约束计算自由度小于零一定有多余约束几何组成分析几何组成分析2-1 基本概念基本概念一一 . 几何不变体系几何不变体系 几何可变体系几何可变体系二二 . 刚片刚片 三三 . 自由度自由度 四四 . 约束约束 (联系联系 ) 链杆链杆 单铰单铰 复铰复铰 虚铰虚铰 实铰实铰五五 . 计算自由度计算自由度六六 . 多余约束多余约束 必要约束必要约束几何组成分析几何组成分析
