结构力学讲义1.doc

第一章 绪论学习内容结构力学的研究对象、任务和方法；杆系结构的结点形式、支座形式；结构的计算简图选取；常见的杆系结构类型。学习目的和要求1. 了解结构力学的任务，与其它课程的关系及常见杆件结构的分类。 2. 掌握结构计算简图的概念和确定结构计算简图的原则。3. 掌握杆件结构的支座分类和结点分类。1.1 结构和结构的分类一、结构(structure)由建筑材料筑成，能承受、传递荷载而起骨架作用的构筑物称为工程结构。如：梁柱结构、桥梁、涵洞、水坝、挡土墙等等。二、结构的分类：按几何形状结构可分为：1、 杆系结构(structure of bar system) ：构件的横截面尺寸长度尺寸； 2、板壳结构(plate and shell structure) ：构件的厚度表面尺寸。3、实体结构(massive structure) ：结构的长、宽、厚三个尺寸相仿。三、杆系结构的分类：按连接方法，杆系结构可分为：1.2 结构力学的研究对象、任务和方法一、各力学课程的比较：二、结构力学的任务：1、研究荷载等因素在结构中所产生的内力（强度计算）； 2、计算荷载等因素所产生的变形（刚度计算）； 3、分析结构的稳定性（稳定性计算）； 4、探讨结构的组成规律及合理形式。进行强度、稳定性计算的目的，在于保证结构满足安全和经济的要求。计算刚度的目的，在于保证结构不至于发生过大的变形，以至于影响正常使用。研究组成规律目的，在于保证结构各部分，不至于发生相对的刚体运动，而能承受荷载维持平衡。探讨结构合理的形式，是为了有效地利用材料，使其性能得到充分发挥。三、研究方法：在小变形、材料满足虎克定律的假设下综合考虑：1、静力平衡；2、几何连续；3、物理关系三方面的条件，建立各种计算方法。1.3 结构的计算简图(computing model of structure )一、选取结构的计算简图必要性、重要性：将实际结构作适当地简化，忽略次要因素，显示其基本的特点。这种代替实际结构的简化图形，称为结构的计算简图。 合理地选取结构的计算简图是结构计算中的一项极其重要而又必须首先解决的问题。二、选取结构的计算简图的原则：1、能反映结构的实际受力特点，使计算结果接近实际情况。 2、忽略次要因素，便于分析计算。三、影响计算简图选取的主要因素：1、结构的重要性 ：重要结构精；次要结构粗；2、设计阶段：初步设计粗；技术设计精；3、计算问题的性质：静力计算精；动力计算粗；4、计算工具：先进精；简陋粗四、结构简化的几个主要方面：1、 结构体系的简化： （例子1）一般结构实际上都是空间结构，各部相连成为一空间整体，以承受各方向可能出现的荷载。在多数情况下，常忽略一些次要的空间约束，而将实际结构分解为平面结构。2、杆件的简化杆件用其轴线表示，杆件之间的连接区用结点表示，杆长用结点间距表示，荷载作用于轴线上。3、杆件间的连接区通常简化成为三种理想情况：1） 铰结点：约束各杆端不能相对移动，但可相对转动；可以传递力，不能传递力矩。 2）刚结点：连接各杆端既不能相对移动，又不能相对转动；既可以传递力，又可传递力矩。3）组合结点：是一些杆端为刚结，另一些杆端为铰结。4、支座的简化1）滚轴支座：约束杆端不能竖向移动，但可水平移动和转动。只有竖向反力。2）定向支座：允许杆端沿一定方向自由移动，而沿其它方向不能移动，也不能转动。3）固定支座(fixed support) ：约束杆端不能移动也不能转动，有三个反力分量。4）铰支座(hinge support) ：约束杆端不能移动，但可以转动。有两个互相垂直的