结构力学第1章绪论(bak).ppt

结构力学第1章绪论,主要内容,1结构力学的研究对象和任务,2平面和空间结构的支座,3结构的计算简图,4平面杆系结构的分类,5荷载的分类,1.1结构力学的研究对象和任务,结构的定义：在土木工程中，由建筑材料，按照一定的方式组成的，并能够承受荷载作用的物体或体系，称为工程结构，简称结构。,结构的分类,(1)杆系结构,：由杆件组成的结构,：由板、壳组成的结构,：三向尺寸的数量级相同的实心结构,杆件,板、壳,结构力学研究对象：,杆系结构。薄壁结构、实体结构属弹性力学研究范畴。,结构力学的任务：,研究结构的组成规律和合理形式，以及结构在外因（荷载等）影响下的强度、刚度及稳定性的计算原理与方法。即包括4项内容:(1)结构的组成规律和合理形式(结构的定义)；(2)强度计算，保证结构安全且符合经济要求；(3)刚度计算，保证结构不致产生过大的位移；(4)稳定性计算。与（2）相同,(2)薄壁结构,(3)实体结构,结构力学同材料力学、弹性力学一样，是一门技术基础课，在土木工程专业中占有重要的地位。一方面它与前修的理论力学、材料力学等课程密切相关，另一方面，它又是学习钢筋混凝土结构、钢木结构等专业课程奠定必要的基础。,1.2平面和空间结构的支座,支座：,把结构与基础或其它支承物联系起来，以固定结构位置的装置（也称约束）。,(1)活动铰支座,一平面结构的支座（4种）,位移特点：,反力特点：,容许绕A点转动，且沿支承面m-m方向移动,当不考虑支承面的摩擦力时，反力将通过铰A的中心，并与支承面相垂直，即反力的方向、作用点已知，仅大小未知。该支座可用一根连杆表示，连杆的内力即代表支座反力。,(2)固定铰支座,位移特点：,仅容许绕A点转动,反力特点：,当不考虑支承面的摩擦力时，反力将通过铰A的中心，并与支承面相垂直，即反力的方向、作用点已知，仅大小未知。该支座可用一根连杆表示，连杆的内力即代表支座反力。,(3)固定支座,位移特点：,不容许A点有任何位移（无任何移动或转动）,反力特点：,反力的大小、方向及作用点均未知。该支座可用既不全平行又不全交于一点的三根连杆表示，连杆的内力即代表支座反力。,(4)定向支座,位移特点：,仅容许A点有轴向位移（无横向位移和转动）,反力特点：,仅知反力的方向，作用点及大小均未知。该支座可用平行两连杆表示。,位移特点：,仅容许A点有横向位移（无轴向位移和转动）,反力特点：,仅知反力的方向，作用点及大小均未知。该支座可用平行两连杆表示。,二空间结构的支座（3种）,（1）固定球形铰支座（点支座）,位移特点：,仅容许结构绕球心A点做空间转动。,反力特点：,反力将通过铰A的中心，即仅知反力的作用点，方向和大小未知。该支座可用交于一点且不共面的三根连杆表示，连杆的内力即代表支座反力。,由于这种支座使结构只能绕一点转动，故亦称点支座。,（2）可动圆柱型支座（线支座）,位移特点：,不仅容许结构绕球心A点做空间转动，而且允许在支承面内沿垂直辊轴方向移动。,反力特点：,反力将通过铰A的中心，且在与移动方向相垂直的平面内。即仅知反力的作用面，方向和大小未知。该支座可用交于一点且在反力作用面内的二根连杆表示，连杆的内力即代表支座反力。,由于这种支座能使结构沿一直线转动，故亦称线支座。,（3）可动球型支座（面支座）,位移特点：,不仅容许结构绕球心A点做空间转动，而且允许在支承面内沿两方向移动。,反力特点：,反力将通过铰A的中心，且与支承面相垂直。即仅知反力的作用点，方向和大小未知。该支座可用一根垂直于支承面的连杆表示，连杆的内力即代表支座反力。,由于这种支座能使结构在支承面内转动，故亦称面支座,1.3结构的计算简图,(1)计算简图的概念,计算简图：,为什么要做结构的计算简图？,选取计算简图的原则,(a)从实际出发计算简图要反映实际结构的主要性能和特点。(b)分清主次，略去细节计算简图要便于计算。,在进行结构计算时，忽略结构的次要细节，显示其基本特点，用一个简化的图形来代替实际结构。这种简化图形称结构的计算简图。,(2)结点的简化及分类,结点:在杆系结构中，若干根杆件相互连接的地方，称为结点。,(a)铰接点：这种结点的特点是它所连接的各杆件都可以绕结点转动，即在结点处各杆件之间的夹角可以改变。,(b)刚接点：这种结点的特点是它所连接的各杆件不能绕结点产生相对转动，即在结点处各杆件之间的夹角保持不变。,(c)混合结点：,(d)弹性铰结点：,1.4平面杆系结构的分类,（3）刚架具有刚结点是刚架的主要特点，各杆主要承受弯矩,（2）拱拱在竖向荷载的作用下，将产生水平推力,(a)根据其结构特点可分为如下五类,结构,（4）桁架具有铰结点是桁架的主要特点，各杆仅承受轴力,（5）组合结构,（1）梁分为单跨梁和多跨梁，是一种受弯杆件,一部分杆件只承受轴力，其余杆件同时承受弯矩和剪力,（b）根据所用的计算方法的特点如下两类,结构,（1）静定结构,（2）超静定结构,若结构在荷载的作用下，所有的反力和任一截面的内力均可由静力平衡方程确定，则该结构称为静定结构,若结构在荷载的作用下，反力和任一截面的内力无法由静力平衡方程全部确定，则该结构则称为超静定结构,1.5荷载的分类,按照作用于结构上的时间久暂划分,荷载,（1）恒载,指永久作用于结构上的荷载，如结构自重,（2）活载,指暂时作用于结构上的荷载，如桥梁上的车辆，风、雪等,(a)可动荷载,指在结构上能占有任意位置的荷载，如风、雪等,(b)移动荷载,一系列相互平行、间距保持不变且能在结构上移动的活载，如桥梁上的车辆,按照荷载的作用性质划分,