结构力学主讲：张瑞军

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1、结构力学主讲：张瑞军1、机械设计专业重要的专业基础课，一方面它以高等数学、理论力学、材料力学等课程为基础；另一方面，它又是钢结构、混凝土机械、工程起重机结构等专业课的基础。2、该程不仅为后续课程提供必需的基础知识和计算方法，而且在课程设计、毕业设计的过程中也要反复用到，在整个课程体系中处于承上启下的核心地位。3、课程学习有一定的难度，精讲多练！共同将该课学好！返回前言第一章绪论绪论返回§1—1杆件结构力学的研究对象和任务§1—2杆件结构的计算简图§1—3杆件结构的类型§1—4荷载的分类§1—1杆件结构力学的研究对象和任务绪论返回学科研究对象研究任务理论力学质点、刚体物体机械运动的一般规律

2、材料力学单根杆件结构力学杆件结构弹性力学板壳、实体结构变形体的强度、刚度和稳定性各力学课程的比较：1.结构——承受荷裁的建筑物和构筑物或其中的某些承重构件。如房屋、桥梁、水池、挡土墙等。2.结构的种类1）按几何特征分杆件结构----长度远大于其他两尺寸（宽、高）薄壁结构----厚度远小于其他两尺寸实体结构----三个方向的尺寸大约为同一量级2）按空间特征分平面杆件结构--所有杆件的轴线及荷载位于同一平面内空间杆件结构—其他结构力学的研究对象——研究由杆件组成的体系。绪论返回绪论返回3.结构力学的具体任务：(1)研究荷载等因素在结构中所产生的内力（强度计算）；(2)计算荷载等因素所产生的变

3、形（刚度计算）；(3)分析结构的稳定性（稳定性计算）；(4)探讨结构的组成规律及合理形式。进行强度、稳定性计算的目的，在于保证结构满足安全和经济的要求。计算刚度的目的，在于保证结构不至于发生过大的变形，以至于影响正常使用。研究组成规律目的，在于保证结构各部分，不至于发生相对的刚体运动，而能承受荷载维持平衡。探讨结构合理的形式，是为了有效地利用材料，使其性能得到充分发挥。绪论返回绪论返回绪论返回绪论返回绪论返回绪论返回§1—2杆件结构的计算简图能表现结构的主要特点,略去次要因素的原结构的简化图形。简化的内容1.杆件的简化;2.荷载的简化；3.支座和结点的简化。例如:计算简图:qP绪论返回绪

4、论返回一、杆件的简化根据杆件受力后的变形特点，由材料力学可知，各种杆件在计算简图中均用其轴线来代替。等截面直杆的轴线是一直线，曲杆是一曲线。一根变截面杆件也都近似地以一条直线或曲线来代替。绪论返回二、支座的简化和分类⑴活动铰支座只能阻止结构上A点沿垂直于制作平面方向的移动⑵固定铰支座不允许结构上A点发生任何方向的线移动AFAyAFAyFAx绪论返回⑶固定支座不允许发生任何移动和转动。AFAyMAFAx绪论返回（4）定向支座约束X方向的移动和转动MFy绪论返回(1)铰支座(2)滚轴支座(3)固定支座YXYYXM（4）定向支座MY三.结点的简化1）铰结点：约束各杆端不能相对移动，但可相对转动

5、；可以传递力，不能传递力矩。绪论返回2）刚结点：连接各杆端既不能相对移动，又不能相对转动；既可以传递力，又可传递力矩。绪论返回绪论返回3）组合结点：是一些杆端为刚结，另一些杆端为铰结。铰结点和刚结点在一起形成。组合结点处的铰称为不完全铰绪论返回四.计算简图示例桁架式组合吊车梁横梁AB和竖杆CD由钢筋混凝土组成斜杆AD、BD则为16Mn圆钢吊车梁两端由柱子上的牛腿支撑1、支座简化吊车梁的两端2、结点简化AB---整体钢筋混凝土梁---取为连续梁CD、AD、BD、主要承受轴力----两端可看作铰接C为组合结点3、杆件用各杆的轴线代替绪论返回计算简图示例此计算简图（1）保证了主梁AB的受力性能

6、（F、N、M）（2）其余三杆，保留了主要为轴力特点，忽略了较小的弯矩和剪力（3）支座保留了主要的竖向支承作用，忽略了微弱的转动约束作用绪论返回选取计算简图应遵循的原则（1）尽可能反映实际结构的主要工作性能，以使计算结果精确可靠；（2）必须抓住主要矛盾，忽略某些次要因素，力求计算简便；科学抽象---事物内在规律—恰当选取计算简图粗略计算简图精确计算简图§1—3杆件结构的类型按几何特征分类:1.杆件结构2.薄壁结构梁板壳绪论返回3.实体结构例如：水坝、地基、挡土墙……绪论返回绪论返回杆件结构的分类：1.梁2.桁架3.拱4.刚架5.组合结构平面结构和空间结构RARB绪论返回平面结构：空间结构：

7、杆件结构又分为:梁是一种受弯杆件，其轴线通常为直线。梁又分为单跨梁和多跨梁。⑵拱：⑶刚架：拱的轴线为曲线且在竖向荷载作用下会产生水平反力，其弯矩比相应梁的弯矩为小。由梁和柱组成，各杆件主要受弯。主要是刚结点，也可有部分铰接点或组合结点。⑴梁：绪论返回这是由桁架和梁或桁架和刚架等组合在一起的结构。在这种结构中，有些杆件只承受轴力，而另一些杆件则同时承受弯矩、剪力和轴力。由直杆组成，但所有结点均为铰结点，在集中结点荷载作用下，各杆只产生