结构力学基础概念:静定结构:静定结构的分类与识别
一、静定结构概述
1.1 静定结构的定义
静定结构,是指在给定的荷载作用下,仅通过平衡方程就能确定所有支座反力和内力的结构。这类结构的未知力的数量等于或少于独立的平衡方程数量,因此,结构的受力状态可以完全确定,无需考虑变形条件。
示例
考虑一个简单的梁,两端分别固定在两个支座上,中间受到一个集中荷载的作用。这个梁就是一个典型的静定结构,因为通过三个独立的平衡方程(两个力平衡方程和一个力矩平衡方程)可以完全确定两个支座的反力。
1.2 静定结构的特点
静定结构具有以下特点:
- 确定性:所有支座反力和内力都可以通过平衡方程直接计算得出,无需考虑结构的变形。
- 稳定性:结构的稳定性仅取决于几何形状和材料性质,不受温度变化、材料弹性模量变化等因素的影响。
- 安全性:当结构中某一部分失效时,其他部分仍能保持结构的稳定性,不会导致整个结构的失效。
- 经济性:设计和分析相对简单,成本较低。
1.3 静定结构与超静定结构的区别
静定结构与超静定结构的主要区别在于未知力的数量与独立平衡方程的数量关系。在静定结构中,未知力的数量等于或少于独立平衡方