结构力学课件.ppt同济大学 朱慈勉

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1、第一章　　绪论§1-1结构力学的研究对象和任务１、结构的概念：结构是在建筑物和构筑物中，起主要受力、传力及支承作用的部分。２、结构的分类（按构件的几何特征）：杆件结构（空间或平面）、薄壁结构（薄板、薄壳）、实体结构。３、课程研究的对象：平面杆件结构。４、课程的任务：　结构的组成规律、合理形式；　结构在外因作用下的强度、刚度和稳定性（即平面杆件结构在各种外因作用下的内力、位移的计算原理和计算方法。暂不涉及稳定问题）。１、结构计算简图的概念２、结构计算简图的简化原则是：　１）计算简图要能

2、反映实际结构的主要受力和变形特点，即要使计算结果安全可靠；　２）便于计算，即计算简图的简化程度要与计算手段以及对结果的要求相一致。§1-2结构计算简图３、结构计算简图的几个要点：空间杆件结构的平面简化杆件构件的简化：以杆件的轴线代替杆件；杆件之间连接的简化：理想结点代替杆件与杆件之间的连接。１）铰结点：汇交于一点的杆端是用一个完全无磨擦的光滑铰连结。铰结点所连各杆端可独自绕铰心自由转动，即各杆端之间的夹角可任意改变。２）刚结点：汇交于一点的杆端是用一个完全不变形的刚性结点连结，形成一个整

3、体。刚结点所连各杆端相互之间的夹角不能改变。３）组合结点（半铰)：刚结点与铰结点的组合体。结构与支承物连接的简化：　以理想支座代替结构与其支承物（一般是大地）之间的连结。１）活动铰支座：　允许沿支座链杆垂直方向的微小移动。沿支座链杆方向产生约束力。２）固定铰支座：　允许饶固定铰铰心的微小转动。过铰心产生任意方向的约束力（分解成水平和竖直方向的两个力）。３）固定支座：　不允许有任何方向的移动和转动，产生水平、竖直及限制转动的约束力。§1-3杆件结构的分类1、按结构的受力特点分类：　梁

4、：由水平（或斜向）放置杆件构成。梁构件主要承受弯曲变形，是受弯构件。刚架：不同方向的杆件用结点（一般都有刚结点）连接构成。刚架杆件以受弯为主，所以又叫梁式构件。桁架：由若干直杆在两端用铰结点连接构成。桁架杆件主要承受轴向变形，是拉压构件。　组合结构：由梁式构件和拉压构件构成。拱：一般由曲杆构成。在竖向荷载作用下有水平支座反力。2、按计算方法分类：　　静定结构,超静定结构。§1-4荷载分类１、按作用时间分类：恒载：永久作用在结构上。如结构自重、永久设备重量。活载：暂时作用在结构上。如人群、风

5、、雪（在结构上可占有任意位置的可动荷载）及车辆、吊车（在结构上平行移动并保持间距不变的移动荷载）。２、按作用性质分类：静力荷载：荷载由零加至最后值，且在加载过程中结构始终保持静力平衡，即可忽略惯性力的影响。动力荷载：荷载（大小、方向、作用线）随时间迅速变化，并使结构发生不容忽视的惯性力。３、按与结构的接触分类：直接荷载，间接荷载。第二章平面体系的几何组成分析§2-1概　述平面杆件结构，是由若干根杆件构成的能支承荷载的平面杆件体系，而任一杆件体系却不一定能作为结构。本节内容：研究结构的组成规律和合理

6、形式。前提条件：不考虑结构受力后由于材料的应变而产生的微小变形，即把组成结构的每根杆件都看作完全不变形的刚性杆件。一、术语简介（图２-1-1）１、几何不变体系：在荷载作用下能保持其几何形状和位置都不改变的体系称之。２、几何可变体系：在荷载作用下不能保持其几何形状和位置都不改变的体系称之。３、刚片：假想的一个在平面内完全不变形的刚性物体叫作刚片。在平面杆件体系中，一根直杆、折杆或曲杆都可以视为刚片，并且由这些构件组成的几何不变体系也可视为刚片。刚片中任一两点间的距离保持不变，既由刚片中任意两点

7、间的一条直线的位置可确定刚片中任一点的位置。所以可由刚片中的一条直线代表刚片。二、研究体系几何组成的任务和目的：１、研究结构的基本组成规则，用及判定体系是否可作为结构以及选取结构的合理形式。２、根据结构的几何组成，选择相应的计算方法和计算途径。§2-2平面体系的自由度一、自由度的概念体系可独立运动的方式称为该体系的自由度。或表示体系位置的独立坐标数。平面体系的自由度：用以确定平面体系在平面内位置的独立坐标数。（图2-2-2）上３所示，为平面内一根链杆ＡＢ，其一端Ａ和大地相连，显然相对于大地来说这根链

8、杆在平面内只有一种运动方式，即作绕Ａ点转动，所以该体系只有一个自由度。同时又可看到，如果用链杆ＡＢ与水平坐标的夹角作为表示该体系运动方式的参变量，即表示该体系运动中任一时刻的位置，表示体系位置的参变量数与体系的自由度数也是相等的。所以，该体系的自由度数为１个。平面内最简体系的自由度数：一个点：在平面内运动完全不受限制的一个点有２个自由度。一个刚片：在平面内运动完全不受限制的一个刚片有３个自由度。（图２-2-1）二、约束概念　当对体系添加了某些装置后，限制了体系的某些