包世华版结构力学.ppt

1 1绪论 2 1 1结构和结构的分类 一 结构 建筑物或构筑物中能承受 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 3 万里长城 4 天安门城楼 5 国家大剧院 6 三峡大坝 7 印度泰姬陵 8 意大利比萨斜塔 9 凯旋门 10 埃菲尔铁塔 11 吉隆坡石油双塔 12 桥梁 13 赵州桥 14 青马大桥 15 旧金山大桥 16 结构分类 1 杆系结构 钢结构梁 柱 17 埃菲尔铁塔 18 2 板壳结构 悉尼歌剧院 厚度远小于其长度和宽度的结构 19 清华大礼堂 20 3 实体结构 长 宽 高三个尺寸相近的结构 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构造分析 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 21 强度计算在于保证结构物使用中的安全性 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 几何构造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 22 极限荷载的求解是为了充分发挥结构的承载能力 由讨论结构的弹性计算转变为塑性计算 23 1 3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 24 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 25 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 26 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 27 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 28 1 4杆件结构的分类 1 梁 1 单跨梁 2 多跨梁 梁的特点 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 29 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 杆件与杆件连接的结点多为刚结点 2 荷载作用下杆件截面存在弯矩 剪力和轴力 30 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 31 4 桁架和组合结构 静定桁架 超静定桁架 组合结构 32 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 33 1 5荷载的分类 按荷载作用时间长短分 恒荷载 永久作用在结构上的荷载 如自重等 活荷载 荷载有时作用在结构上 有时又不作用在结构上 如 楼面活荷载 雪荷载 34 2 按荷载作用位置分 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 火车 荷载 3 按荷载作用的性质分 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 化学爆炸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 35 本章小结