朱慈勉结构力学 第一章.ppt

结构力学,STRUCTURALMECHANICS,结构力学,课程简介结构力学课程是土木水利工程专业的一门主要技术基础课程。其主要任务是掌握杆件结构的计算原理和计算方法，了解各类结构的受力性能，为学习后继专业课程以及进行结构设计和科学研究打好基础，培养结构分析与计算等方面的能力。,结构力学,结构力学成绩评定方法1、“结构力学”为考试课程。期末考试成绩占70，平时成绩占20，实验成绩10%。2、平时成绩由以下三部分组成：（1）作业占60；（2）课堂表现占20；（3）出勤占20，旷课1次扣2分。,第1章绪论,1.1结构力学的研究对象、任务和学习方法,结构力学,一、研究对象,1、建筑物、构筑物、结构物在各类工程中大量存在。,（1）住宅、厂房等工业民用建筑物；,（2）涵洞、隧道、堤坝、挡土墙等构筑物；,（3）桥梁、轮船、潜水艇、飞行器等结构物。,一、研究对象,1、建筑物、构筑物、结构物在各类工程中大量存在。,（1）住宅、厂房等工业民用建筑物；,（2）涵洞、隧道、堤坝、挡土墙等构筑物；,（3）桥梁、轮船、潜水艇、飞行器等结构物。,绪论,2、结构力学以结构（杆件、杆系）为研究对象。,3、结构：上述结构中承担荷载、起骨架作用的部分（以土木工程结构为主）。,框架结构传力分析,绪论,绪论,桁架结构传力分析,绪论,拱结构传力分析,绪论,二、结构力学的任务,1、研究结构的组成规律：杆件如何拼装才能成为一个结构，怎样拼装才能成为一个好的结构。,2、研究结构在外部因素作用下的强度、刚度和稳定性的计算原理计算方法,3、结构组成举例：,绪论,1、静定结构,3、几何可变体系,2、超静定结构,4、结构？机构？,绪论,三、与相关课的关系,1、“理力”、“材力”是“结构力学”的先修课。,（1）“理力”为“结力”提供基本的力学原理。,（2）“材力”以研究单根杆件为主，“弹力”以研究实体结构与薄壁结构为主，“结构力学”研究的是杆系结构。,2、“钢结构”、“钢筋混凝土结构”、“砖石结构”、“结构抗震”等是“结力”的后继课。,3、“结力”的特点,（1）系统性：一环套一环，连锁反应。（2）灵活性：一题多解，殊途同归。,绪论,1.2结构的计算简图,一、结构的计算简图,1、定义：用结构力学模型代替实际结构，简化后的模型称为计算简图。,2、选取计算简图的原则：（1）正确反映实际结构的受力情况和主要性能。（2）略去次要因素，便于分析和计算。,3、选取计算简图时应考虑的因素：（1）结构的重要性；（2）设计阶段；（3）计算问题的性质；（4）计算工具。,绪论,二、结构的简化,1、结构体系的简化：空间结构一般常简化为平面结构。,2、平面结构杆件、结点的简化：（1）杆件可用其轴线代替；（2）杆件的联结一般通过刚结点、铰结点和组合结点进行。,绪论,A：刚结点,B、D：铰结点,C：组合结点杆BF与杆CD为刚结，杆BC与杆BF为铰结。,刚结点：结构变形时，各杆之间相对夹角不变。铰结点：结构变形时，各杆可绕结点自由转动。组合结点：某些杆件的联结视为刚结点，而另一些视为铰结点。,绪论,3、支座结点的简化,支座定义：把结构与基础联结起来的装置。,（1）铰支座（固定铰支座）：力作用点在铰中心，方向大小均未知。,（2）可动铰支座（辊轴支座）：力作用点在铰中心，方向向上，大小未知。,（3）固定支座（固定端支座）：力作用点、方向、大小均未知。,绪论,4、荷载的简化,（1）体荷载：折算为作用于杆轴、沿杆轴线分布的线荷载。例如自重。,（2）面荷载：折算为作用于杆轴的集中荷载或线荷载。例如风压、雪压、设备重等。,5、结构简化举例单层工业厂房：,（4）定向支座（滑动支座）：力作用点、方向、大小均未知。,绪论,厂房,排架,桁架,吊车梁,绪论,1.3平面结构的分类,一、按构造特征和受力特点分：,1、梁,2、拱,3、桁架,4、刚架,5、组合结构,绪论,二、按计算方法的特点分：1、静定结构：支反力、内力可由静力平衡条件确定。2、超静定结构：确定支反力、内力时，除依靠静力平衡条件外，还必须考虑变形条件。,三、平面结构是空间结构的特例1、按照空间观点，结构可以分为平面结构和空间结构两类。2、按照几何观点结构可以分为杆件结构、薄壁结构和实体结构三类。3、平面结构是空间结构的特例。,1.2.3,荷载:,广义上指能引起结构受力和变形的所有外因;,狭义上的荷载，即指作用在结构上的主动力。,1.4荷载及其分类,1、荷载分类,（1）按作用时间分类：,恒载,活载,（2）按作用性质分类,静力荷载,动力荷载,（3）按与结构的接触分类,直接荷载,间接荷载,1.4.1,1.4.2,