静定结构包括静定梁、静定刚架、静定桁架、静定组合结构和三铰拱等,虽然这些结构的形式各异,但都具有共同的特性。主要有以下几点:
(1)静定结构解的唯一性
静定结构是无多余约束的几何不变体系。由于没有多余约束,其所有的支座反力和内力都可以由静力平衡方程完全确定,并且解答只与荷载及结构的几何形状、尺寸有关,而与构件所用的材料及构件截面的形状、尺寸无关。另外,当静定结构受到支座移动、温度改变和制造误差等非荷载因素作用时,只能使静定结构产生变位,不会产生支座反力和内力。例如图9.26(a)所示的简支梁AB,在支座B发生下沉时,仅产生了绕A点的转动,而不产生反力和内力。又如图9.26(b)所示简支梁AB在温度改变时,也仅产生了如图中虚线所示的形状改变,而不产生反力和内力。因此,当静定结构和荷载一定时,其反力和内力的解答是唯一的确定值。
图9.26
(2)静定结构的局部平衡性
静定结构在平衡力系作用下,其影响的范围只限于受该力系作用的最小几何不变部分,而不致影响到此范围以外。即仅在该部分产生内力,在其余部分均不产生内力和反力。如图9.27所示的受平衡力系作用的桁架,仅在CDEF部分的杆件中产生内力,而其他杆件的内力以及支座反力都为零。
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图9.27
(3)静定结构的荷载等效性
若两组荷载的合力相同,则对受力体的运动效应相等,故称为等效荷载。把一组荷载变换成另一组与之等效的荷载,称为荷载的等效变换。
当对静定结构的一个内部几何不变部分上的荷载进行等效变换时,其余部分的内力和反力不变。如图9.28(a)、(b)所示的简支梁在两组等效荷载的作用下,除CD部分的内力有所变化外,其余部分的内力和支座反力均保持不变。
图9.28
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