结构力学中对称性利用

超静定对称结构


所谓的超静定对称结构，就是指：
（1）结构的几何形式和支撑情况对某轴对称。 （2）杆件截面和材料性质也对此轴对称。
超静定结构的对称性利用
EI EI EI
EI
EI EI EI 2EI
EI
（a）
（b）
（c）
对称结构
Baidu Nhomakorabea
非对称结构
注意：结构的几何形状，支承情况以及杆 件的刚度(EI)三者之一有任何一个不满足 对称条件时，就不能称之为对称结构。
§6-5 对称结构的计算
主讲人：
静定对称结构
静定结构的对称性是指结构的几何形状和支座形式均对 称于某一几何轴线。
特点：对称荷载作用下，结构内力呈对称分布 反对称荷载作用下，结构内力呈反对称分布
静定对称结构
静定对称结构

对称桁架的受力特征
当对称桁架承受对称荷载时，轴力呈对称分布 当对称桁架承受反对称荷载时，轴力呈反对称分布

利用对称性判定零杆
超静定结构的对称性利用
在力法计算超静定结构时，结构的超静定次数 愈高，计算工作量也愈大，而其中大量工作是用 于系数和自由项的计算，由于副系数及自由项可 能为正也可能为负或零，因此在选取基本结构时， 就应选择能使尽可能多的副系数及自由项为零的 静定结构作为基本结构(其中副系数可以全部为零， 但自由项决不会全部为零)，以达到简化计算的目 的。 工程结构中有很多结构是对称的，利用其对称 性可简化计算。
对称结构选取
半结构的选取


在计算对称结构时，根据对称结构特性， 可以选取半个结构计算。选取半结构的原 则： 在对称轴的截面或位于对称轴的节点处 按原结构的静力和位移条件设置相应的支 撑，使半结构与原结构的内力和变形完全 等效
对称结构的求解：
（1）选取对称的基本结构
力法典型方程：
由于正反对称图形的相乘结果为零，故有关副系数为零。力法典型方程简化为两组： 即：
典型方程简化为：
正对称部分 反对称部分
正对称及反对称荷载：
如果作用于结构的荷载是正对称，如：
如果作用于结构的荷载是反对称的：
结论：对称结构在正对称荷载作用下，其内 力和位移都是正对称的，在反对称荷载作用 下，其内力和位移都是反对称的。