2009结构力学绪论.ppt

1,第一章绪论,2,1-1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。,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,16,二、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。,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。,23,1-2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。,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,28,二、几种杆系结构,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。,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。,三、荷载,按荷载作用时间长短可分为：,恒载永久作用在结构上的荷载。如自重等。,活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。,33,2.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。,34,四、线性变形体系,若体系产生符合约束条件的微小连续变形，材料服从虎克定理，则该体系称为线性变形体系，可以用叠加原理求结构的内力和变形