结构力学课件

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1、StructureMechanics(讲义)执教:陈新元第一章：绪论1.1.概述1.1.1.结构力学（以下简称结力）的研究对象及任务一.结力的研究对象1.研究对象:结力以杆件结构为主要研就对象,根据力学原理研究在外力和其他外界因素用下结构的内力和变形,结构的强度.刚度.稳定性和动力反应,以及结构的组成规律;2.研究目的:(1).进行强度和稳定性计算的目的:在于保证结构滿足安全和经济要求;(2).进行刚度验算的目的:在于保证结构的实际位移在容许的范围内;(3).进行的结构的组成规律的研究目的:在于保证结构保持几何不变状态;(4).进行的结构

2、的合理形式的研究目的:在于有效地节约材料.使其性能充分地发挥作用.二.名词与术语1.结构:建筑物中支承荷载且起骨架作用的工程部件.例如:房屋建筑物中的屋架.梁.板.柱.基础…;交通工程中的桥梁.隧道.车辆.船舶.飞机…;水力发电工程中的拦水大坝.船闸.码头等.可见范围是非常广泛的.2.结构力学:研究由杆件组成的杆系结构的计算理论.亦称:结构理论.3.计算简图:用一个经简化了的理想模型来代实际结构的简图.1.1.2.预备知识一.结构力学的计算模型(一).结构体系的简化1.杆件的简化:(1).杆件:杆件用其轴线进行简化,(2).连接区:杆件的

3、连接区用〝结点(或节点)〞表示,可分为铰结点和刚结(3).杆長:用结点间的距离表示;(4).荷载作用点:转移到杆件的轴线上.2.结构与基础间连接的简化(1).滚轴支座:被支承的部分可平移和转动,不能竖向移动;(2).固定铰支座:被被支承的部分仅可转动,不能有任何方向的线位移;(3).可动铰支座:被支承的部分仅可一个方向(x方向)的线位移;(4).固定支座:被支承的部分在任何方向均不能有位移(无论是线位移还是角位移);(二).平面杆系结构的分类1.依空间观点分:(1).空间结构(三维):如空间薄壳结构.空间网架结构等;(2).平面结构(二维

4、):即组成结构的所有杆件的轴线及荷侢的作用线共面.2.依几何观点分:(1).杆系结构:指由长度远大于其横截面尺度的杆件所组成;(2).薄壁结构:指其厚度远小于其他两个尺度的结构,如:平面板;曲面薄壁等;(3)褶板结构:指由若干块薄板所囲成的空间体系;(4).实体结构:指在三个方向的尺度均同为同一数量级的结构,如挡土墙等.3.平面杆系结构的类型(1).梁:其中轴线为直线者称为直梁;轴线为曲线者称曲梁;(2).刚架:指甴梁和柱整体联结成具有刚性节点的结构;(3).拱:其轴线为曲线,在竖向力作用下,除有竖向反力外还存在有水平反力.且拱横截面上的

5、内力一般有:N.Q.M;但是拱通常以承受压力为主.(4).桁架:指由杆件并通过铰联结而成的结构,其特点:(a).荷载均作用在节点上;(b).直杆仅承受轴力作用.(5).组合结构:指由轴力杆和受弯杆件组合而成的结构;4.依计算方法的特点分(1).静定结构:指所有的未知力(反力.内力)均可由独立的静力平衡方程求解的结构;(2).超静定结构:指所有的未知力(反力.内力)不可由独立的静力平衡方程求解的结构;二.荷载的分类1.根据荷载的作用時间的长短分(1).恒载:长期作用于结构上的不变荷载,如自重等;载.(2).活载:荷载的作用随時间而改变,如雪

6、荷载.吊车荷载.人群荷载等;2.根据荷载的作用位置分(2).固定荷载:荷载的作用点位置不变,如楼面板自重.梁.柱自重等;(3).移动荷载:荷载的作用点位置变化,如汽车轮对桥面的压力.吊车梁受到的吊车轮的压力等.3.根据荷载的分布情况分(1).集中荷载:指荷载分布面积远小于结构的尺寸的荷载,有集中力和集中力偶两种;(2).分布荷载:有线性分布.△分布.或梯形分布之分.4.根据荷载的作用性质分(1).静荷载:指a≈0的荷载;(2).动荷载:指a≠0的荷载;如跳水板所受到的跳水运动员的压力等.1.2:学习结构力学的三必须一.必须听课且要记好笔记

7、;二.必须做作业;三.必须联系工程实际;第二章.结构的几何构造分析(几何组成分析.机动分析)2.1.概述2.1.1.名词与术语一.几何不变体系:指在任意力系作用下,不计弹性变形,能保持固定的几何形状而不发生相对运动的体系;二.几何可变体系:指在任意力系作用下,不计弹性变形,不能保持固定的几何形状而不发生相对运动的体系;三.自由度(n)1.定义:指体系运动時,可以独立变化的参数;2.结论:(a).欲确定空间上的一个点的位置,须用三个独立的参数;(b).欲确定平面上的一个的位置点,须用二个独立的参数;(c).欲确定平面上一个物体的位置,须用三

8、个独立的参数;(d).欲确定平面上k个物体的位置,须用3k个独立的参数;四.联系1.定义:为了减少自由度(N),在物体间加入的某些約束性的装置,称这些装置为联系2.类型:(1).链杆联系(約束