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无需坐标转换的情况:结构力学习题详解及难点分析

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于所有杆轴均在同一个方向,故其局部坐标与整体坐标方向一致,无需坐标转换。若不考虑刚架的轴向变形,按图9-5、所示的结构标识,竖柱的单元刚度矩阵无需进行坐标转换。图9-7结构标识和位移编码如图9-8所示,竖柱无需进行坐标转换,采用先处理法建立结构的总刚度矩阵。

无需坐标转换的情况:结构力学习题详解及难点分析

(1)多跨连续梁。由于所有杆轴均在同一个方向,故其局部坐标与整体坐标方向一致,无需坐标转换。

(2)若不考虑刚架的轴向变形,按图9-5(a)、(b)所示的结构标识,竖柱的单元刚度矩阵无需进行坐标转换。

图9-5

【例9-3】 试建立图9-6(a)所示结构的总刚度矩阵,不考虑杆件的轴向变形。(湖南大学2011)

图9-6

【解】 本例存在杆件刚度变化情况,取图9-6(b)所示的结构标识和结点位移编码,竖柱的单元刚度矩阵无需进行坐标转换,采用先处理法建立结构的总刚度矩阵。

(1)列出各单元的定位向量和单元刚度矩阵

单元①:

单元②:

单元③:

单元④:

(2)采用直接刚度法集成结构的总刚度矩阵

(www.xing528.com)

【例9-4】 试用矩阵位移法建立图9-7所示结构的总刚度矩阵和结点荷载向量,已知各杆EI 为常数,忽略杆件的轴向变形。(西安建筑科技大学2012)

图9-7

【解】 结构标识和位移编码如图9-8所示,竖柱无需进行坐标转换,采用先处理法建立结构的总刚度矩阵。

图9-8

(1)各单元定位向量和单元刚度矩阵

单元①:

单元②:

单元③:

单元④:

(2)采用直接刚度法集成结构的总刚度矩阵

(3)建立结点荷载向量:

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