结构力学 I 第2版 教学课件 作者 萧允徽 第1章　绪论.ppt

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1、第1章　绪论●本章教学的基本要求：了解结构力学课程的研究对象和任务；初步了解计算机化的结构力学的发展趋势；了解选取结构计算简图的原则、要求及其主要内容；了解平面杆件结构的分类及其受力性能；了解荷载的分类。●本章教学内容的重点：结构力学研究的对象和任务；杆件结构的计算简图。●本章教学内容的难点：如何将实际结构简化为计算简图。AllRightsReserved.重庆大学土木工程学院©第1章　绪论●本章内容简介:1.1结构力学研究的对象和任务1.2杆件结构的计算简图1.3平面杆件结构的分类1.4荷载的分类1.5结构计算简图实例AllRight

2、sReserved.重庆大学土木工程学院©1.1结构力学研究的对象和任务1.1.1结构1.理论力学：着重讨论刚体机械运动的基本规律。建筑物和构筑物中，用以支承、传递荷载并维持其使用功能形态的部分，称为工程结构，简称结构。例如，房屋中的梁柱体系，水工建筑物中的闸门和水坝，公路和铁路上的桥梁和隧道，以及电力通讯系统中的输电塔和电视塔等。1.1.2研究的对象和任务2.材料力学：着重讨论单个杆件的强度、刚度、稳定性和动力反应等问题。AllRightsReserved.重庆大学土木工程学院©3.结构力学：着重讨论杆件结构的强度、刚度、稳定性和动力

3、反应，以及结构的组成规律。具体地说，包括以下几个方面：(1)讨论结构的组成规律和合理形式，以及结构计算简图的合理选择。(2)讨论结构内力和变形的计算方法，为结构设计的强度计算和刚度验算奠定基础。(3)讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应。4.弹塑性力学：着重讨论薄壁结构（板、壳、膜结构等）和实体结构（挡土墙、墩台、重力坝、块体基础等）的应力、变形、稳定性和动力反应等问题。1.1结构力学研究的对象和任务AllRightsReserved.重庆大学土木工程学院©1.1结构力学研究的对象和任务1.1.3土木工程结构实例AllRigh

4、tsReserved.重庆大学土木工程学院©1.1结构力学研究的对象和任务1.1.3土木工程结构实例AllRightsReserved.重庆大学土木工程学院©1.1结构力学研究的对象和任务1.1.3土木工程结构实例AllRightsReserved.重庆大学土木工程学院©1.1结构力学研究的对象和任务1.1.3土木工程结构实例AllRightsReserved.重庆大学土木工程学院©1.1结构力学研究的对象和任务1.1.3土木工程结构实例AllRightsReserved.重庆大学土木工程学院©1.1结构力学研究的对象和任务1.1.4计

5、算机化的结构力学应当指出的是，自从电子计算机和有限元问世以来，结构力学这门学科得到进一步发展，出现了计算机化的结构力学（即计算结构力学）这个新的分支，使结构力学研究的对象、任务、理论、计算模型和数学工具都发生了深刻的变化。1.对象：结构力学研究的对象，原先主要是杆件结构；计算结构力学研究的对象，变成为可以是各种不同类型构件（杆件、板、壳和实体结构）的组合体,即过去是一种一种地来处理，而现在则可以比较如实地按结构的本来面貌来研究。AllRightsReserved.重庆大学土木工程学院©2.任务：由原先仅仅是进行结构受力和反应的分析（被动

6、地分析和说明结构在外因作用下的反应），发展为在一定的目标和约束下，主动从事结构优化设计（主动地设计和改造结构）。3.理论：过去各种特殊的计算方法层出不穷（由于来自计算工作方面的障碍，使基础理论的作用未能尽情发挥），现在已使计算方法趋于比较统一，以变分法为基础的有限元法成为普遍采用的方法，其有关软件已商业化而各种公理化了的变分原理又增添了新的活力，进一步发挥了它们的作用。1.1结构力学研究的对象和任务AllRightsReserved.重庆大学土木工程学院©4.计算模型：以往总是尽可能把空间问题简化为平面问题，多维变少维；非线性问题简化为

7、线性问题；不均匀简化为均匀；不连续的改为连续的；动态的改为静态的。改来改去，无非是如何使问题好算一点。计算机化以后，结构力学可以处理复杂得多的计算模型，从而更便于反映结构真实情况。5.数学工具：以往杆件结构用线性代数计算，板、壳、实体结构用偏微分方程计算。现在是离散化的数值计算，矩阵数学成为最有效的数学工具。其他如循环迭代、逻辑判别等，都是结构力学的重要工具。1.1结构力学研究的对象和任务AllRightsReserved.重庆大学土木工程学院©这些由于计算手段带来的变化，使力学工作者为工程服务的能力有了量级上的提高，这是在计算机化以前

8、难以想象的。为了反映这种变化和适应发展趋势，在本书中，专列第11章矩阵位移法，初步介绍有关内容。为了便于读者进一步学习，可参阅重庆大学编著的《结构分析中的有限元法》，或其他相关教材。各高等院校均开设有这方面