第1章 结构力学绪论

《第1章 结构力学绪论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、结构力学兰州交通大学土木工程学院工程力学系课程的性质和任务：培养学生进行结构分析与计算方面的能力。本课程是土建专业的一门主要技术基础课，本课程的任务是:在学习理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握杆件结构的计算原理和方法，了解各类结构的受力性能，为学习有关专业课程及进行结构设计和科学研究打好力学基础。第1章绪论1.1结构力学的研究对象和任务结构——在建筑物或构筑物中用来承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。1.1.1结构力学的研究对象对结构进行强度、刚度、稳定性计算。材料力学、结构力学、弹性力学共同研究的问题是：大概

2、分工是：材料力学研究的是单个杆件的计算。结构力学研究的是由杆件所组成的结构。弹性力学是对杆件作更精确的分析，并研究板、壳、块体等非杆状结构。如:桥梁、隧道、房屋、塔架、挡土墙、水池、水坝等 。结构力学的任务：（1）研究结构在载荷作用、温度变化、支座移动等因素影响下的内力计算及位移计算。（2）研究结构的稳定性计算，以及动力荷载作用下结构的动力反应。（3）研究结构的组成规则和合理形式等问题。杆件结构分：结构力学的研究对象：主要是杆件结构平面结构空间结构。结力与其它课程的关系后续课程为：结构设计原理、桥梁、隧道、房建等。结构

3、力学为后续课程提供必要的理论基础和计算方法。结力是一门技术基础课，数学、理力、材力等是学习结构力学的先修课程；1.2荷载分类荷载——是作用在结构上的主动力。(1)按作用时间久暂分恒载：长期作用在结构上的不变荷载。如：自重、土压力等。活载：暂时作用在结构上的，大小或位置可以改变的荷载。如：列车、人群、风、雪等。(2)按位置是否变化分固定荷载：如：恒载、某些活载，风、雪等。移动荷载：如：列车、汽车、吊车、人群等。恒载活载固定荷载移动荷载(3)．按产生动力效应大小分静力荷载——如：打桩机的冲击荷载、动力机械产生的振动荷载、风

4、、地震产生的随机荷载……静力荷载动力荷载指荷载的大小、方向和位置不随时间变化或变化很缓慢的荷载，不至于使结构产生显著的加速度，可以略去惯性力的影响。如：自重、其他恒载等。动力荷载——指随时间迅速变化的荷载，会引起结构振动，产生不容忽视的加速度，必须考虑惯性力的影响。(4).按分布情况分面荷载线荷载集中荷载：点荷载（KN）(5)．其它温度变化、支座移动、制造误差、砼收缩、砼徐变等也会引起结构产生内力或位移，广义地讲，这些因素也可视为静力荷载。分布荷载集中荷载分布荷载：面分布荷载线分布荷载1.3结构的计算简图(3)简化内容

5、(2)简化原则——从实际出发，表现主要特点，略去次要因素。(1)计算简图实际结构总是比较复杂的，要完全按照结构的实际情况进行力学分析是很繁、很难的，也是不必要的。因此，在计算之前要对实际结构加以简化，表现其主要特点，略去次要因素，荷载简化，杆件简化，支座和结点简化。用一个简化图形来代替实际结构，这种图形就称为计算简图。荷载简化：重物——看作集中荷载。自重——看作均布荷载。例：图1-1图1-1杆件简化：用轴线代替了杆件。支座简化：考虑到支承面有摩擦，梁不能左右移动，但受热膨胀时可伸长，将一端视为固定铰支座，另一端视为活动

6、铰支座。1.4支座和结点的类型（限于平面结构）支座——把结构与基础联系起来的装置称为支座。支座的作用——传递荷载，固定结构的位置。图1-3（1）活动铰支座作用：限制结构沿垂直于支承面方向的移动。一般情况下，跨度大于20~25m的桥梁，用辊轴支座；跨度小时，用摇轴支座或弧形支座。反力：通过铰A，与支承面垂直 ，但大小和指向未知。（2）固定铰支座(与可动铰支座的区别：无辊轮)图1-4作用：只允许结构绕铰A转动,不能作水平、竖向移动。反力：合力过铰A中心，但大小、方向未知。用水平、竖向两个分反力表示（FAx、FAy）。（3）

7、固定端支座图1-5作用：不允许结构在支承处发生任何移动和转动。反力：大小、方向、作用点均未知。表示:水平反力FAx、竖相反力FAy、反力偶MA。4）滑动支座（也称定向支座、平行双链杆支座）表示：作用：结构在支承处不能转动，不能沿垂直于支承面的方向移动，但可沿支承面方向滑动。应用：利用结构的对称性，取一半结构计算时、机动法作影响线时应用，实际结构不常见。反力：一个垂直于支承面的力和一个力偶（5） 结点：结构中杆件相互联结处称为结点例：木屋架端结点的构造，其各杆端不能绕结点任意转动，但由于联结不可能很严密、牢固，因而杆件之

8、间有发生相对微小转动的可能，所以简化为铰结点。2）刚结点：特征--各杆端之间不能发生任何相对转动，结构变形时各杆端切线之间夹角保持不变。1）铰结点：特征--各杆可绕结点中心自由转动。如：钢桁架简化计算时取铰结点联结；精确计算时取刚结点联结。如：钢筋砼屋架：构造：把各杆焊接在结点板上，各杆端不能相对转动，但桁架中杆件主要承受轴力，所