结构力学李廉锟版-绪论

第一章绪论论§1-1结构力学的研究对象和任务§1-2荷载的分类§1-3结构的计算简图§1-4支座和结点的类型§1-5结构的分类

第一章绪论论§1—1结构力学的研研究对象和任任务1.结构——建筑物、构筑筑物中承受、、传递荷载并并起骨架作用用的部分。房屋建筑——梁、柱、楼板板、剪力墙、、基础等交通工程——桥梁、隧道、、挡土墙、涵涵洞等水工建筑——大坝、闸门、、采油平台等等(a)杆系结构(b)壳体结构(c)实体结构三大结构形式式建筑物或构筑筑物中承受、、传递荷载而而起骨架作用用的部分称为为结构。如：：房屋中的框框架结构、桥桥梁、大坝等等。万里长城天安门城楼国家大剧院三峡大坝印度泰姬陵意大利比萨斜斜塔凯旋门埃菲尔铁塔吉隆坡石油双双塔大桥全长3910m，主跨1991m。在主缆施工工中，首次利利用直升飞机机架设引导索索。建设期间间，在1995年1月17日遇到到阪神神大地地震，，大桥桥经受受住了了考验验，不不影响响继续续建设设。世界第第一悬悬索桥桥——日本明明石海海峡大大桥江阴长长江公公路大大桥是是20世纪““中国国第一一、世世界第第四””大钢钢箱梁梁悬索索桥，，大大桥全全长3071米，主主跨1385米。。总投投资36．25亿元多多罗罗桥目目前是是世界界上最最大跨跨径（（890M)的斜拉拉桥1088米420米万县长长江大大桥桥梁赵州桥桥青马大大桥旧金山山大桥桥高层建建筑荷兰拦拦海大大坝长江三三峡工工程上海南南浦大大桥现代桥桥梁欣欣赏现代桥桥梁欣欣赏桥梁结结构：：远处处为钢钢结构构桥梁梁，近近处为为悬索索桥梁梁。现代桥桥梁欣欣赏中国民民航飞飞机卫星飞飞行器器高速列列车二、结结构分分类1.杆系结结构钢结构构梁、、柱——杆件长长度l远大于于横截截面尺尺寸b、h。埃菲尔尔铁塔塔2.板壳结结构悉尼歌歌剧院院——厚度远远小于于其长长度与与宽度度的结结构大礼堂堂3.实体结结构——长、宽宽、高高三个个尺寸寸相近近的结结构大坝按杆轴轴线与与外力力的空空间位位置分分(1)平面结结构(2)空间结结构结构力力学的的研究究对象象系指指由杆杆件组组成的的平面杆杆系结结构。。各杆轴轴线、、外力力均在在同一一平面面内各杆轴轴线、、外力力均不不在同同一平平面内内按内力力是否否静定定分：：超静定定结构构——只靠平平衡条条件不不能确确定全全部反反力和和内力，，必须须考虑虑变形形条件件才能能确定定。静定结结构——全部反反力和和内力力都可可由静静力平平衡条条件确确定。。2.结构力力学的的基本本任务务（强、、刚、、稳））1）结构构组成成规律律；2）计算算结构构内力力和变变形；；3）研究究结构构稳定定性和和动力力反应应。学科科研究对对象研究任任务理论力力学质点、、刚体体物体机机械运运动的的一般般规律律材料力力学单根杆杆件结构力力学杆件结结构弹性力力学板壳、、实体体结构构变形体体的强强度、、刚度度和稳定定性各力学学课程程的比比较：：§1—2荷载的的分类类1.荷载：作用用在结结构上上的主主动力力。如：自自重、、荷重重、风风载、、雪载载……等。2.荷载的的分类类按作用用时间间久暂暂恒载(长期且且不变变),如自重重、土土压力力等。活载(暂时且且可变变)，如车车辆、、人群群、风风、雪雪等。。按作用用位置置是否否变化化固定荷荷载(位置不不变)，恒载载及某某些活活载，，风雪雪移动荷荷载(位置可可变)，如：：车辆辆、吊吊车。。按动力力效应应大小小静力荷荷载(荷载的的大小小、方方向和和位置置不随随时间间变化或变变化很很缓慢慢—动力效效应小小)。动力荷荷载(动力效效应大大—冲击荷荷载、、风及及地震震产生的随随机荷荷载等等)。§1—3结构的的计算算简图图简化的的内容容1.杆件的的简化化;2.荷载的的简化化；3.支座和和结点点的简简化。。计算简简图:实际结结构的的抽象象，也也称力力学建建模简化原原则——符合实实际，，尽量量简单单例如:qF杆件简简化：：用轴轴线代代替了了杆件件。荷载简简化：：重物物——看作集集中荷荷载。。自重——看作均均布荷荷载。。支座简简化：：考虑到到支承承面有有摩擦擦，梁梁不能能左右右移动动，但但受热热膨胀胀时可可伸长长，将将一端端视为为固定定铰支支座，，另一一端视视为活活动铰铰支座座。例如:qF杆件简简化：：用轴轴线代代替了了杆件件。荷载简简化：：重物物——看作集集中荷荷载。。自重——看作均均布荷荷载。。支座简简化：：考虑到到支承承面有有摩擦擦，梁梁不能能左右右移动动，但但受热热膨胀胀时可可伸长长，将将一端端视为为固定定铰支支座，，另一一端视视为活活动铰铰支座座。§1—4支座和和结点点的类类型1.支座的的类型型：⑴活动铰铰支座座AFAy支座——把结构构与基基础联联系起起来的的装置置。传传递荷荷载，，固定定结构构的位位置。。被支承承物可可绕铰铰链的的铰转转动，，也可可沿支支承物物的支支承平平面方向移移动。。活动动铰支支座对对被支支承物物产生生过铰铰且垂垂直与与支承承平面面的反力力。⑵固定铰铰支座座AFAyFAx被支承承端相相对支支承物物只能能转动动，不不能移移动。。铰支座座对被被支承承物产产生反反力，，由于于该反反力大大小、、方向向均待待求，，一般般分解解为相相互垂垂直的的两个个分力力。⑶固定支支座AFAyMAFAx被支承承物相相对支支承物物既不不能有有转动动，也也不能能有移移动。。固定支支座对对被支支承物物产生生过支支承点点的两两个相相互垂垂直的的反力力分量量和一个个反力力矩。。(4)滑动支支座(也称定定向支支座、、平行行双链链杆座座）结构在在支承承处不不能转转动，，不能能沿垂垂直于于支承承面的的方向向移动动，但可沿沿支承承面方方向滑滑动。。应用：：利用结结构的的对称称性，，取一一半结结构计计算时时、机机动法法作影影响线线时应应用，，实际际结构构不常常见。MAFAy排架的的立柱柱与基基础联联结如如图：：材料1、2若用细细石砼砼，简简化化为固定支支座。。材料1用细石石砼，，2用沥青青麻丝丝，，简化化为固定铰铰支座座。1.杆件之之间的的联结结——结点点铰结点点所连连各杆杆杆端端可做做相对对转动动，但但不能能相对对移动动。铰结点点不传传递力力矩，，但传传递力力。⑴铰结点点各杆端端既不不能做做相对对转动动，也也不能能做相相对移移动。。刚结点点可传传递力力矩,也可传传递力力。⑵刚结点点计算简图示意杆系结结构按按受力力和变变形的的特征征分为为:一种受受弯杆杆件，，轴线线通常常为直直线，，支座座没有有水平平反力力。梁梁又分分为单单跨梁梁和多多跨梁梁。⑴梁：§1—5结构的的分类类大田菁特大桥长1207米内力以以弯矩矩、剪剪力为主。。⑵拱：轴线为为曲线线且在在竖向向荷载载作用用下产产生水水平反反力，，其弯弯矩比比相应应梁的的弯矩矩为小小。380公斤炸药炸不垮被誉“桥刚强”一线天大石拱桥，拱跨54米⑶刚架：：由直杆杆组成成并具具有刚刚结点点。各杆以以弯曲曲变形形为主主，并并应同同时考考虑弯弯矩、、剪力力和轴轴力三三个内内力分分量。。⑷桁架：：由直杆杆组成成，但但所有有结点点均为为铰结结点，，在集集中结结点荷荷载作作用下下，各各杆只只产生生轴力力。：三堆子金沙江大桥，单跨192米在结点点荷载载作用用下，，各杆杆发生生沿轴轴线方方向伸伸长或或缩短短为主主的变变形，，并产生生以轴轴力为为主的的内力力。因因此，，桁架架杆又又称二二力杆杆。由桁架架和梁梁或桁桁架和和刚架架等组组合在在一起起的结结构。。⑸组合结结构：杆件结结构的的分类类：1.梁2.桁架3.拱4.刚架5.组合结结构平面结结构和和空间间结构构RARB§1.6结构力力学的的学习习方法法3）将计计算结结果运运用于于实际际结构构的设设计和和施工工第二部部分占占比重重大，，第一一、三三部分分是重重要环环节(1)与其它它课程程的关关系对高数数、理理力、、材力力根据据个人人实际际情况况进行行必要要的复复习，，并在在运用用中得得到巩巩固和和提高高。(2)理论联联系实实际从解决决工程程实际际问题题的角角度来来看，，