结构力学的研究对象和任务.ppt

1 1结构力学的研究对象和任务 1 2结构计算简图 1 3杆系结构的分类 1 4荷载分类 1 1结构力学的研究对象和任务 一 结构的概念在构筑物中 起主要受力 传力及支承作用的部分 二 结构的分类1 按构件的几何特征分为 杆系结构 空间或平面 板壳 薄壁 薄板 薄壳 结构 实体结构 杆系结构 由杆件组成 几何特征 横截面 长度 板壳 薄壁 薄板 薄壳 结构几何特征 厚度 实体结构几何特征 结构的长 宽 高属同一量级 2 按结构型式划分为 砖混结构 框架结构 框架剪力墙结构 剪力墙结构 筒体结构等 3 从建筑材料划分 砖石结构 混凝土结构 钢筋混凝土结构 钢结构 组合结构等 4 从空间角度划分 平面结构 空间结构等 示例1 高层建筑 高耸结构 杆系结构 框架结构 钢筋混凝土结构等 壳体结构 钢筋混凝土结构 空间结构等 示例2 大跨结构 杆系结构 空间网架结构 薄壳结构 钢结构等 示例3 桥梁结构 杆系结构 悬索结构 钢筋混凝土结构等 示例4 实体 坝体结构 钢筋混凝土结构 实体结构 钢筋混凝土结构 水利建筑 核电建筑 三 结构力学 研究的对象平面杆系结构四 结构力学 研究的内容 任务 研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产生的内力 强度计算 研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产生的变形 刚度计算 分析平面杆系结构的稳定性 探讨平面杆系结构的组成规律及合理形成 五 与其它课程的关系 结构力学 讨论平面杆系结构及构件的强度 刚度 和稳定问题 前修课程 理论力学 着重讨论物体机械运动的规律 材料力学 讨论单根杆件的强度 刚度和稳定问题 后续课程 弹性力学 实体结构的强度 刚度和稳定问题 注意 1 扩展和延伸 理论力学 力系的平衡 约束的性质 质点系及刚体虚位移原理 运动及动力分析 材料力学 内力分析 强度 刚度和稳定性分析 的基础内容 是 钢筋混凝土结构 钢结构 地基基础 和 结构抗震设计 毕业设计 等课程和实践环节的基础 2 实用性强 计算结果是各类结构设计的依据 3 基本理论 方法是计算机辅助设计软件的核心基础 1 2结构计算简图 一 结构计算简图在结构计算中 用以代替实际结构 并反应实际结构主要受力和变形特点的计算模型 二 结构计算简图的简化原则1 反映实际结构的主要受力和变形特点 计算结果安全可靠 便于计算 简化程度与计算手段以及对结果的要求相一致 三 简化的内容1 结构体系和构件的简化空间杆系结构平面杆系结构杆系结构的杆件其杆件轴线代替 用杆轴线构成的几何轮廓代替原结构的几何尺寸 并且所有杆件轴线都位于同一平面内 且通过结点的中心 全部结点都当作理想铰结点 2 材料性质的简化结构为连续 均匀 各项同性 完全弹性体3 载荷的简化自重或惯性力体积力其它物体通过接触面传给结构的作用力表面力 4 杆件之间连接 结点 的简化理想结点代替杆件与杆件之间的连接 铰结点汇交于一点的杆端是用一个完全无磨擦的光滑铰连结 铰结点所连各杆端可独自绕铰心自由转动 即各杆端之间的夹角可任意改变 单铰结点复铰结点 刚结点汇交于一点的杆端是用一个完全不变形的刚性结点连结 形成一个整体 刚结点所连各杆端相互之间的夹角不能改变 单刚结点复刚结点 组合结点 半铰 刚结点与铰结点的组合体 组合结点 5 结构与基础之间连接 支座 的简化 活动铰支座允许沿支座链杆垂直方向的微小移动 沿支座链杆方向产生约束力 限制x方向位移限制y方向位移支座反力支座反力 固定铰支座允许饶固定铰铰心的微小转动 过铰心产生任意方向的约束力 分解成水平和竖直方向的两个力 限制x和y方向位移支座反力 固定支座不允许有任何方向的移动和转动 产生水平 竖直及限制转动的约束力 限制x y z方向的移动支座反力及绕A点的转动 1 3杆系结构的分类 不同的分类方法 一 按结构体系平面结构 空间结构二 按几何特征杆件 壳体 实体三 按计算方法静定结构 超静定结构 四 按结构的受力特点梁 由水平 或斜向 放置杆件构成 梁构件主要承受弯曲变形 是受弯构件 直梁曲梁 刚架 不同方向的杆件用结点 至少有一刚结点 连接构成 刚架杆件以受弯为主 所以又叫梁式构件 桁架 由若干直杆在两端用铰结点连接构成 桁架杆件在结点荷载作用下 承受轴向变形 是拉压构件 拱 般由曲杆构成 在竖向荷载作用下有水平支座反力 或称水平推力 不等高三铰拱 等高两铰拱 组合结构 由梁式杆和桁架杆构成 特殊的组合结构 排架 1 4荷载分类 一 按作用时间长短恒载 永久作用在结构上 如结构自重 永久设备重量 活载 暂时作用在结构上 如人群 风 雪 在结构上可占有任意位置的可动荷载 及车辆 吊车 在结构上平行移动并保持间距不变的移动荷载 二 按作用位置是否变化固定荷载移动荷载 三 按作用性质 是否考虑惯性力影响 静力荷载 荷载由零加至最后值的加载过程中 结构始终保持静力平衡 即可忽略惯性力的影响 动力荷载 要考虑惯性力影响 四 按与结构的接触情况 直接荷载 间接荷载注 1 荷载 作用在结构上的主动力 2 某些非荷载因素 如 制造 加工