静定结构是指在力学中,一个结构在受到外力作用时,其内部产生的应力完全由外部载荷决定,而不需要依靠结构内部的应力重分布来平衡外部载荷。这种结构的特点是:
1. 静力平衡:结构的任何部分在受力后,都能通过静力平衡方程(即力的平衡和力矩的平衡)来求解。
2. 无多余约束:在静定结构中,约束的数量恰好等于维持结构几何稳定性和平衡所必需的数量,没有多余的约束。
3. 内力分布简单:由于没有多余约束,结构的内力(如弯矩、剪力、轴力等)分布简单,通常可以通过简单的几何关系和材料力学的基本公式直接计算得出。
4. 变形小:静定结构在受到外力作用时,其变形相对较小,因为结构内部不需要进行复杂的应力重分布来抵抗外力。
常见的静定结构包括:
简支梁:两端简支,可以承受垂直载荷。
桁架:由多个直杆组成的结构,主要承受轴向力。
简单的桁架结构:如三角形桁架,其节点均为铰接。
静定结构在工程设计和建筑中非常重要,因为它们简单、可靠,并且易于分析和计算。然而,在某些情况下,可能需要设计超静定结构来满足特定的功能需求,如提高结构的刚度和稳定性。
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