题目
下图所示平面杆件体系()。A. 几何不变,无多余联系B. 几何不变,有多余联系C. 瞬变体系D. 常变体系
下图所示平面杆件体系()。
A. 几何不变,无多余联系
B. 几何不变,有多余联系
C. 瞬变体系
D. 常变体系
题目解答
答案
B. 几何不变,有多余联系
解析
考查要点:本题主要考查平面杆件体系的几何组成分析能力,判断其是否为几何不变体系以及是否存在多余联系。
解题核心思路:
- 几何不变性:判断体系在任何荷载作用下是否保持形状和位置不变。
- 多余联系:通过计算自由度或分解刚片,判断是否存在无法参与平衡的多余约束。
破题关键点:
- 自由度公式:平面杆件体系自由度 $W = 3j - 2m - h - g$($j$ 为节点数,$m$ 为杆件数,$h$ 为支座链杆数,$g$ 为支座铰数)。若 $W \leq 0$ 且存在多余约束,则为几何不变且有多余联系。
- 刚片法:将结构分解为刚片,分析刚片间的连接是否形成闭合多余约束。
关键步骤分析
-
假设结构特征:题目未给出具体图形,但根据答案推断可能为以下典型结构:
- 三角形加内部杆件:例如三角形结构中添加一条非必要的对角线,形成多余约束。
- 多刚片组合:如三个刚片通过三个单铰连接,其中某部分形成闭合多余约束。
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自由度计算:
- 若 $j=3$(节点数),$m=4$(杆件数),支座链杆数 $h=3$,则:
$W = 3 \times 3 - 2 \times 4 - 3 = 0$
此时 $W=0$ 且存在多余杆件,说明体系几何不变且有多余联系。
- 若 $j=3$(节点数),$m=4$(杆件数),支座链杆数 $h=3$,则:
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刚片法验证:
- 将结构分解为刚片,若某部分(如三角形)已形成几何不变,新增杆件无法改变整体刚性,则该杆件为多余联系。