第一章-结构力学绪论.ppt

结构力学Structuralmechanics,武汉理工大学交通学院张谢东,第一章绪论,1-1结构力学的研究对象及任务一、工程结构的定义:由基本构件（如拉杆、柱梁、板等）按照合理的方式所组成的构件的体系，用以支承荷载并担负预定的任务。如：桥梁、房屋等。,第一章绪论（Introduction）,现代桥梁欣赏,第一章绪论（Introduction）,第一章绪论（Introduction）,第一章绪论（Introduction）,二、结构力学的研究对象:研究对象材料力学研究单个杆件弹性力学研究杆件（更精确）、板、壳、及块体（挡土墙）等非杆状结构结构力学研究由杆件系统（FramedStructure）组成的工程结构。,第一章绪论（Introduction）,桁架结构传力分析,第一章绪论（Introduction）,拱结构传力分析,第一章绪论（Introduction）,三、结构力学的任务：1研究结构在荷载等因素作用下的内力（强度）及位移（刚度）计算。强度结构在外力作用下是否会破坏的问题。（如：桥在火车作用下的内力计算问题）。刚度结构在外力作用下变形是否满足规定值。（如：桥在火车作用下的位移、挠度、转角计算）。,第一章绪论（Introduction）,三、结构力学的任务：2研究结构的稳定性及动力荷载作用下的反应。稳定性受压构件在轴向压力作用下，能否保持其直线平衡状态。杆件如受压后变弯失稳3研究结构的组成规则和合理形式。,第一章绪论（Introduction）,1-2荷载及其分类（load）荷载作用在结构上的主动力。,第一章绪论（Introduction）,1-2荷载及其分类,第一章绪论（Introduction）,此外，温度变化、支座沉陷、安装、制造的误差，都会引起结构物的内力。但对路桥，主要影响是荷载。,1-3结构的计算简图：（Computingmodel）计算简图将一个具体的工程结构物用一个简化的受力图形来表示。选择计算简图时，要它能反映工程结构物的如下特征：1受力特性（荷载的大小、方向、作用位置）2几何特性（构件的轴线、形状、长度）3支承特性（支座的约束反力性质、杆件连接形式）,第一章绪论（Introduction）,1-3结构的计算简图例1,第一章绪论（Introduction）,1-3结构的计算简图例2带悬臂的梁式桥,第一章绪论（Introduction）,1-3结构的计算简图,第一章绪论（Introduction）,1-3结构的计算简图,第一章绪论（Introduction）,1-4支座(Supports)和结点(Joints)的类型一、支座把结构与基础联系起来的装置。1.固定铰支座(Hingesupport)：力作用点在铰中心，方向大小均未知。,第一章绪论（Introduction）,1-4支座(Supports)和结点(Joints)的类型2.活动铰支座(Rollersupport)：力作用点在铰中心，方向向上，大小未知。,第一章绪论（Introduction）,1-4支座(Supports)和结点(Joints)的类型3.固定端(Fixedsupport)：力作用点、方向、大小均未知。,第一章绪论（Introduction）,支座,第一章绪论（Introduction）,1-4支座(Supports)和结点(Joints)的类型二、结点结构中杆件相互联结的地方。1.铰结点(Hingejoint)：各杆可以绕结点中心自由转动。,第一章绪论（Introduction）,1-4支座(Supports)和结点(Joints)的类型1.铰结点,第一章绪论（Introduction）,1-4支座(Supports)和结点(Joints)的类型刚架结构中的铰结点：,第一章绪论（Introduction）,1-4支座(Supports)和结点(Joints)的类型2.刚结点(Rigidjoint)：各汇交于结点的杆端之间不能发生任何相对位移。,第一章绪论（Introduction）,1-4支座(Supports)和结点(Joints)的类型2.刚结点,第一章绪论（Introduction）,1-5结构的分类一、按杆件系统的轴线是否在同一平面内分：,第一章绪论（Introduction）,1-5结构的分类,第一章绪论（Introduction）,二、按几何特征分：,三、按内力是否静定分：,1-5结构的分类四、按受力特性的不同来分：1、梁(Beam)：是一种受弯杆，轴线为直线，有单跨与多跨的。,第一章绪论（Introduction）,简支外伸梁多跨连续梁,简支梁悬臂梁,1-5结构的分类1、梁(Beam)：,第一章绪论（Introduction）,1-5结构的分类2、拱(Arch)：轴线是曲线，竖向荷载作用下产生水平支承推力。三铰拱：,第一章绪论（Introduction）,1-5结构的分类2、拱(Arch)：,第一章绪论（Introduction）,1-5结构的分类3、刚架(Frame)：由直杆组成，并具有刚结点。（Resistbending,shearing.andtensionorcompression）,第一章绪论（Introduction）,1-5结构的分类3、刚架(Frame)：,第一章绪论（Introduction）,1-5结构的分类3、刚架(Frame)：,第一章绪论（Introduction）,1-5结构的分类4、桁架(Truss)所有结点均为铰结点，各杆仅受轴力。,第一章绪论（Introduction）,1-5结构的分类4、桁架(Truss),第一章绪论（Introductio