《结构力学》龙驭球第1章_绪论.ppt

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1、结构力学STRUCTURALMECHANICS第1章绪论一、建筑结构§1-1结构力学的学科内容和教学要求建筑物或构筑物中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。结构分类：⑴杆件结构钢结构梁、柱由杆件长度l远大于横截面尺寸b、h的细长杆组成的结构。⑵板壳结构悉尼歌剧院厚度远小于其长度和宽度的结构。三峡大坝⑶实体结构长、宽、高三个尺寸相近的结构。二、结构力学的研究对象1、研究对象2、任务结构力学以杆件结构为主要研究对象，如：梁、桁架、刚架、拱及组合结构等。⑴讨论结构的组成规律和合理形式，及结构计算简图的合理选择。⑵讨论结构内力和变形的计算方法，进行结构的强度和刚度的验算。⑶讨论结构在动力荷载

2、作用下的结构反应。强度计算在于保证结构物使用中的安全性，并符合经济要求。刚度计算在于保证结构物不会产生过大的变形从而影响使用。*稳定性验算在于保证结构不会产生失稳破坏。结构的组成规律主要是讨论几何不变体系的组成规律，因为只有几何不变体系才能作为结构来使用。动力分析是研究结构的动力特性以及在动荷载作用下的动力反应结构受到的地震力、结构的位移、速度、加速度及动内力等。*极限荷载的求解是为了充分发挥结构的承载能力，由讨论结构的弹性计算转变为塑性计算。结构力学问题的研究手段：理论分析、实验研究和数值计算三个方面。实验研究方法的内容在实验力学和结构检验课程中讨论，理论分析和数值计算方面的内容在结构力

3、学课程中讨论。在结构分析中，首先把实际结构简化为计算模型，称为计算简图；然后对计算简图进行计算。结构力学中的计算方法是多种多样的，但都要考虑下列三方面的条件：⑴力系的平衡条件或运动条件。⑵变形的几何连续条件。⑶应力与变形间的物理条件（或称为本构方程）。结构力学中的基本解法是直接应用上述三方面条件进行解算的，可称为“平衡－几何”解法。这些解法如采用虚功和能量形式来表述，则称为“虚功－能量”解法。“手算”和“电算”：与“电算”关系密切的内容如能量原理，结构矩阵分析、有限元法、半解析法、结构分析软件、结构优化设计等，己在结构力学学科领域里形成了一个新的分支学科－－计算结构力学。三、课程教学中的能

4、力培养分析能力、计算能力、自学能力和表达能力。⑴分析能力选择结构计算简图的能力；对结构的受力状态进行平衡分析及对结构的变形和位移状态进行几何分析的能力；选择计算方法的能力。⑵计算能力对各种结构进行计算或确定计算步骤的能力；具有对计算结果进行定量校核或定性判断的能力；初步具有使用结构计算程序的能力。⑷表达能力作业计算书要书写整洁；作题要步骤分明、思路清楚、图形简明、数据准确，注重培养严谨作风。⑶自学能力消化已学知识；摄取新知识。作题练习是重要环节，不作一定数量的习题，就很难对基本概念和方法有深入的理解，也很难培养好计算能力。但作题也要避免各种盲目性。§1-2结构的计算简图及简化要点计算简图中

5、杆件用其轴线表示，杆件之间的连接区用结点表示，杆长用结点间的距离表示，荷载的作用点也转移到轴线上。二、杆件的简化三、杆件间连接的简化结构的计算简图：对实际结构加以简化，略去不重要的细节，显示其基本特点，用一个简化的图形来代替实际结构。选择计算简图的原则：⑴从实际出发――计算简图要反映实际结构的主要受力和变形性能；⑵分清主次，略去细节――计算图形要便于计算。一、结构体系的简化一般结构实际上各部分相互连接成为一个空间整体，从承受各个方向可能出现的荷载。但在多数情况下，常可忽略一些次要的空间约束而将实际结构分解为平面结构，使计算简化。(1)铰结点(2)刚结点(3)定向结点四、结构与基础间连接的简

6、化结构与基础的连接区简化为支座。1、活动铰支座A2、固定铰支座模型AAA3、定向支座（滑动支座）模型AAA4、固定支座AB模型工程实例简图A五、材料性质的简化将结构材料视为连续、均匀、各向同性、理想弹性或理想弹塑性。六、荷载的简化将体积分布和表面分布荷载简化为集中荷载与分布线荷载。选取结构计算简图示例：课本第6、7页图1-7所示单层厂房。2.杆件的简化:杆件杆件的轴线3.结点的简化:刚结点铰结点半铰结点(组合结点)4.支座的简化:固定铰支座可动较支座固定支座滑动支座(定向支座)1.体系的简化:空间结构平面结构1、梁⑴单跨梁超静定梁静定梁⑵多跨梁静定多跨梁连续梁梁的特点：梁的轴线通常为直线，

7、在荷载作用下，截面存在弯矩、剪力和轴力。§1-3杆件结构的类型2、拱拉杆拱拉杆无铰拱三铰拱拱的特点：⑵拱轴截面的轴力较大，弯距和剪力较小。⑴拱的轴线为曲线，在竖向荷载作用下支座有水平推力（见图)；3、刚架静定刚架超静定刚架刚架的特点：⑴刚架通常由梁和柱等直杆组成，杆件与杆件连结的结点多为刚结点；⑵荷载作用下杆件截面存在弯矩、剪力和轴力。4、桁架静定桁架超静定桁架组合结构特点：桁架由直杆组成，所有结点都是铰结点，荷载作用于