建筑材料力学绪论.ppt

第三篇 结构力学 第一章绪论 建筑力学 1 1结构力学的内容和学习方法 一 结构 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 如 房屋中的梁柱体系 桥梁 水坝等等都是工程结构的例子 建筑力学 万里长城 12600里 建筑力学 天安门城楼 建筑力学 国家大剧院 建筑力学 三峡大坝 建筑力学 意大利比萨斜塔 建筑力学 意大利比萨斜塔修建于1173年 由著名建筑师博纳诺 皮萨诺主持修建 凯旋门 建筑力学 高49 6米 是1806年拿破仑战胜奥俄联军凯旋归来时奠基 历时30年而建造的 埃菲尔铁塔 建筑力学 吉隆坡石油双塔 建筑力学 桥梁 建筑力学 赵州桥 建筑力学 青马大桥 建筑力学 旧金山大桥 建筑力学 二 结构分类 建筑力学 2 板 壳 结构 悉尼歌剧院 厚度远小于其长度和宽度的结构 建筑力学 3 块体结构 长 宽 高三个尺寸相近的结构 三 结构力学研究的对象和内容 1 研究对象 2 研究内容 结构力学研究由细长杆件组成的平面杆系结构 如 梁 桁架 刚架 拱及组合结构等 平面杆件体系的几何组成分析 讨论结构的强度 刚度 稳定性 动力反应以及结构极限荷载的计算原理和计算方法等 建筑力学 强度计算在于保证结构使用中的安全性 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 几何组成分析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 建筑力学 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 极限荷载的求解是为了充分发挥结构的承载能力 建筑力学 1 2结构计算简图 一 支座和支座反力 1 固定支座 A B 模型 工程实例 把结构与基础联结起来的装置称为支座 建筑力学 简图 特点 1 杆端截面A不产生线位移和角位移 2 杆端截面A有反力矩以及沿x y方向的反力 建筑力学 2 固定铰支座 特点 1 杆端截面A无线位移 可以自由转动 2 杆端截面A产生沿x y方向的反力 模型 建筑力学 3 辊轴支座 特点 1 杆端A产生垂直于链杆方向的线位移 2 杆端A产生的支座反力沿链杆方向作用 建筑力学 4 滑动支座 定向支座 特点 1 杆端A无转角 不能产生沿链杆方向的线位移 可以产生垂直于链杆方向的线位移 2 杆端A存在反力矩以及沿链杆方向的反力 模型 建筑力学 二 几种杆系结构 梁的轴线通常为直线 在竖向荷载作用下 截面存在弯矩 剪力和轴力 建筑力学 2 刚架 静定刚架 超静定刚架 刚架的特点 1 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 2 荷载作用下杆件截面存在弯矩 剪力和轴力 建筑力学 3 拱 拱的特点 2 拱轴截面的轴力较大 弯距和剪力较小 1 拱的轴线为曲线 在竖向荷载作用下支座有水平推力 见图 建筑力学 4 桁架和组合结构 静定桁架 超静定桁架 组合结构 建筑力学 特点 1 桁架由直杆组成 所有结点都是铰结点 荷载作用于结点上 各杆只受轴力 2 组合结构则是由梁式杆和链杆组成 其中梁式杆以受弯为主 内力不仅有轴力 还有弯矩和剪力 三 荷载 按荷载作用时间长短可分为 永久荷载 永久作用在结构上的荷载 如自重等 可变荷载 有时作用在结构上 有时又不作用在结构上的荷载 如 楼面活荷载 雪荷载等 建筑力学 2 按荷载作用位置可分为 固定荷载 作用位置不变的荷载 如自重等 移动荷载 荷载作用在结构上的位置是移动的 如吊车荷载 桥梁上的汽车和火车荷载 3 按荷载作用的性质可分为 静荷载 荷载的大小 方向 位置不随时间变化或变化很缓慢的荷载 恒载都是静荷载 动荷载 荷载的大小 方向随时间迅速变化 使结构产生显著振动 结构的质量承受的加速度及惯性力不能忽略 化爆和核爆炸的冲击波荷载 地震荷载和风荷载等都是动力荷载 建筑力学 四 线性变形体系 若体系产生符合约束条件的微小连续变形 材料服从胡克定律 则该体系称为线性变形体系