结构力学简明教程 教学课件 作者 王长连 第一章　绪　　论.pptx

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1、结构力学简明教程第一章　绪　　论第一章　绪　　论第一节　结构力学的研究对象和任务第二节　结构的计算简图第三节　平面杆系结构及其分类第四节　荷载的分类第一节　结构力学的研究对象和任务按其组成结构的构件几何性质可分为以下三类：(1)杆件结构　若构件的横截面高、宽两个方向的尺寸比构件长度小得多，称为杆件，如房屋中的梁、柱等。(2)薄壁结构　这类结构由薄壁构件组成。(3)实体结构　这类结构本身可看做是一个实体构件或由若干实体构件组成的。图　1-1第一节　结构力学的研究对象和任务图　1-2第一节　结构力学的研究对象和任务第二节　结构的计算简图实际结构是很复杂的，完全按

2、照结构的实际情况进行力学分析是不可能的，也是不必要的。因此，对实际结构进行力学计算以前，必须加以简化，略去一些次要的细节，显示其基本特征，用一个简化的图形来代替实际结构，这种简化图形称为结构的计算简图，简称计算简图。选择结构计算简图的原则是：1)从实际出发——结构计算简图要反映实际结构的受力特征；2)分清主次，略去细节——结构计算简图要便于计算。第二节　结构的计算简图选取计算简图时，需要在多方面进行简化，下面简要地说明杆件结构计算简图的简化要点：1.结构体系的简化2.杆件的简化3.杆件间连接的简化4.结构与基础间连接的简化5.材料性质的简化6.荷载的简化1.

3、结构体系的简化一般结构实际上都是空间结构，各部分相互连接成为一个空间整体，以承受各个方向可能出现的荷载。但在多数情况下，常可以忽略一些次要的空间约束而将实际结构分解为平面结构，使计算得以简化。本书主要讨论平面结构的计算问题。当然，也有一些结构具有明显的空间特征而不宜简化成平面结构，那就要整体进行受力分析，它已不属于本书所研究的内容了。2.杆件的简化杆件的截面尺寸(宽度、厚度)通常比杆件长度小得多，截面上的应力可根据截面的内力(弯矩、轴力、剪力)来确定。因此，在计算简图中，杆件用其轴线表示，杆件之间的连接处用结点表示，杆长用结点间的距离表示，而荷载的作用点也转

4、移到轴线上。在此要注意，当截面尺寸增大时(例如超过长度的1/4)，杆件再用其轴线表示的简化，将引起较大的误差。3.杆件间连接的简化(1)铰结点　被连接的杆件在连接处不能相对移动，但可相对转动，只可以传递力，但不能传递力矩。(2)刚结点　被连接的杆件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动，也就是既可以传递力，也可以传递力矩。(1)铰结点：其变形特征是，汇交于结点的各杆端可以绕结点自由转动；其受力特点是，在铰结点处，只能承受和传递力，而不能传递力矩。FAyAFAyFAxFAxA角度可变a)b)(1)铰结点(2)刚结点：其变形特征是，汇交于结点的各杆端之间不能发生

5、相对转动；其受力特点是，刚结点处不但能承受和传递力，而且能承受和传递力距。A角度不变AFAyFAyFAxFAxMAMAAaaFP(2)刚结点4.结构与基础间连接的简化(1)滚轴支座　被支承的部分可以转动和水平移动，不能竖向移动(图1-5a)，能产生的反力只有竖向反力Fy。(2)铰支座　被支承的部分可以转动，不能移动(图1-6a)，能产生两个反力Fx，Fy。(3)定向支座　被支承的部分不能转动，但可沿一个方向平行滑动(图1-7a)，能产生反力矩M和一个反力Fy。(4)固定支座　被支承的部分完全被固定(图1-8a)，能产生三个反力Fx、Fy、M。(1)活动铰支座

6、（滚轴支座、辊轴支座）AAAFAyFAAAAAFAyFAx(2)固定铰支座（不动铰支座）FAFAyFAxAAAMAFAxFAyFAyMAMA(3)定向支座（滑动支座，双链杆支座）(3)定向支座（实例）AAFAxFAyMA(4)固定支座(4)固定支座（实例）(1)滚轴支座图　1-5(2)铰支座图　1-6(3)定向支座图　1-7(4)固定支座图　1-85.材料性质的简化在土木、水利工程中结构所用的建筑材料通常为钢、混凝土、砖、石、木料等。在结构计算中，为了简化，对组成各构件的材料一律都假设为连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。上述假设对于金属材料在一

7、定受力范围内是符合实际情况的。对于混凝土、钢筋混凝土、砖、石等材料则带有一定程度的近似性。至于木材，因其顺纹与横纹方向的物理性质不同，故应用这些假设时须予注意。这些问题在材料力学中已有讲授，在此只简单提及。6.荷载的简化荷载是主动作用于结构的外力，例如结构的自重，加于结构的水压力和土压力。结构承受的荷载可分为体积力和表面力两大类。体积力指的是结构的自重或惯性力等；表面力则是由其他物体通过接触面而传给结构的作用力，如土压力、车辆的轮压力等。在杆件结构中把杆件简化为轴线，因此不管是体积力还是表面力都要简化为作用在杆件轴线上的力。荷载按其分布情况可简化为集中荷载和

8、分布荷载。第三节　平面杆系结构及其分类1.梁2.拱3