空間體系機動分析的計算機方法

一、引言

空間結構體系幾何構造分析的重要性是不言而喻的，構件本身的強度再高，剛度再大，只要體系是幾何可變，則不能作為結構體系來使用。對于較簡單的空間桁架體系，最基本方法是從某一三棱錐開始，不斷用三根桿固定一個鉸結點來判斷體系是幾何不變的，但對較復雜體系靠人大腦思維來判斷是相當困難的。有的根據工程經驗來判斷也不容易。因此，空間體系機動分析的計算機方法是完全必要的。文中針對平面體系提出了機動分析的電算方法，本文將一般空間結構體系中剛體體系或剛體與二力構件組合體系中非二力構件按幾何構造上等價的一個三棱錐來代替后，一切空間體系問題一律轉化為空間桁架，用矩陣位移法進行分析。具體方法是先按常規方法生成原始總剛度矩陣，通過引入邊界條件后總剛度矩陣的性質來確定體系的幾何穩定性。這種方法遠遠超出人們大腦的思維能力，通過計算機迅速準確地判斷出復雜空間體系的幾何性質。