结构力学-绪论课件

结构力学Structural

Mechanics詹云刚结构力学StructuralMechanics教材:龙驭球等编结构力学I—基本教程第三版高等教育出版社2010.12教材:龙驭球等编课程的性质和任务结构力学为土木水利工程专业本科生的一门主要专业基础课。通过本课程的教学，了解杆件体系的组成规律、受力性能，掌握杆件结构的计算原理和方法，培养分析与解决工程实际中杆系结构力学问题的能力，为学习后续有关专业课程以及将来进行结构设计和科学研究打下力学基础。课程的性质和任务结构力学为土木水利工程专业本科生的一目标：掌握系统的结构力学知识；提高结构计算能力，能熟练地分析计算土木水利工程结构的力学问题；培养分析能力和科学作风；为学习有关专业课程（钢筋混凝土结构、钢结构、地基基础等）打下基础；为毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好扎实的理论基础。目标：课程的主要内容共八章第一篇:结构静力分析第一章

绪论第二章结构的几何构造分析第一部分静定结构第三章受力分析第四章影响线第五章位移计算第二部分超静定结构第六章力法第七章位移法第八章渐近法课程的主要内容共八章第一篇:结构静力分析第一章课程的主要内容共三章第二篇:专题部分第十章

结构动力计算基础第十六章结构稳定计算第十七章结构极限荷载课程的主要内容共三章第二篇:专题部分第十章结构课程成绩组成平时成绩20分（出勤、提问、作业等）课内实验10分期末考试成绩70分课程成绩组成平时成绩20分第一章绪论学习要求：了解结构力学的任务以及与其它课程的关系，了解荷载的分类。正确理解结构计算简图的概念、简化要点和条件。第一章绪论学习要求：了解结构力学的任务以及与其它第一章绪论1.1学科内容1.4荷载的分类1.2结构计算简图1.3杆件结构的分类主要内容：第一章绪论1.1学科内容1.4荷载的分类学习要求：了解结构力学的内容和任务。理解结构的概念和分类。1.1结构力学的学科内容和任务学习要求：了解结构力学的内容和任务。1.1结构力学的学主要内容：结构力学的内容和任务。结构的概念和分类。1.1结构力学的学科内容和任务主要内容：结构力学的内容和任务。1.1结构力学的学科内理论力学：材料力学：主要研究杆件结构的几何组成规律，强度、刚度、稳定性和动力反应。1.1.1结构力学的学科内容和任务研究物体机械运动一般规律。研究杆件的强度、刚度、稳定性。理论力学：材料力学：主要研究杆件结构的几何组成规律，1.1.(1)结构的定义建筑物实景图建筑物结构图去掉建筑围护及装饰部分等(1)结构的定义建筑物实景图建筑物结构图去掉建筑围护及装饰部(1)结构的定义在土木工程中，如房屋、桥梁、隧道、水坝等，用以支承荷载而起骨架作用的部分。

(1)结构的定义在土木工程中，如房屋、桥梁、隧道、板、梁柱结构由构件组成。建筑工程中的构件：一般有板、梁、柱、墙和基础等。板、梁柱结构由构件组成。建筑工程中的构件：一般有板、结构力学--绪论课件(2)结构的分类杆件结构：结构由杆件组成，杆件的几何特征是

横截面尺寸要比长度小得多。按几何角度分板壳结构：也称薄壁结构

厚度比长度和宽度小得多。实体结构：结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。(2)结构的分类杆件结构：结构由杆件组成，杆件的几何特征是杆件结构：结构由杆件组成，杆件的几何特征是横截面尺寸要比长度小得多。杆件结构：结构由杆件组成，杆件的几何特征是横截面尺寸要比长板壳结构：也称薄壁结构，厚度比长度和宽度小得多。板壳结构：也称薄壁结构，厚度比长度和宽度小得多。实体结构：结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。实体结构：结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。(2)结构的分类按杆件系统的轴线和外力是否在同一平面内分：平面结构空间结构在同一平面不在同一平面轴线和外力(2)结构的分类按杆件系统的轴线和外力是否在同一平面内分：平3.刚度问题，即研究结构抵抗变形的能力。2.强度问题，即研究结构抵抗破坏的能力。4.结构的稳定问题。1.研究体系的几何组成规律。(3)结构力学的任务5.结构的动力反应。3.刚度问题，即研究结构抵抗变形的能力。2.强度问题几何不变几何可变几何组成的概念yx几何不变几何可变几何组成的概念yx强度问题上海莲花13层倒楼强度问题上海莲花13层倒楼刚度问题塔科马大桥风振破坏刚度问题塔科马大桥风振破坏稳定问题输线塔整体失稳稳定问题输线塔整体失稳动力反应地震作用下铁路破坏动力反应地震作用下铁路破坏注重力学概念；活学活用，理论联系实际；多练，多想，提高计算能力；培养自学能力。(4)学习方法注重力学概念；(4)学习方法小结：结构力学的学科内容结构的概念与分类课后调研：

身边的建筑物的结构形式小结：结构力学的学科内容课后调研：

身边的学习要求：了解简化原则。理解杆件、结点、支座、荷载等的简化方法。1.2结构的计算简图及简化要点

学习要求：了解简化原则。1.2结构的计算简图及简化要点主要内容：结构体系的简化杆件的简化

杆件间连接的简化结构与基础间连接的简化荷载的简化材料性质的简化1.2结构的计算简图及简化要点

主要内容：结构体系的简化1.2结构的计算简图及简化要点反映实际便于计算选取计算简图的原则：结构计算简图的定义：用一个简化的图形来代替实际结构1.2结构的计算简图及简化要点

反映实际选取计算简图的原则：结构计算简图的定义：用一个简化的引言空间结构平面结构计算简图引言空间结构平面结构计算简图

杆件的简化

杆件间连接的简化

结构与基础间连接的简化

荷载的简化计算简图杆件的简化计算简图1.杆件简化杆件——用轴线表示；杆件连接区——用结点表示；杆长——用结点间的距离表示；荷载——作用点移到轴线上。计算简图1.杆件简化杆件——用轴线表示；计算简图2.杆件间连接的简化杆件间连接区简化为结点（铰结点和刚结点）（1）铰结点：被连接的杆件在连接处不能相对移动，但可相对转动。2.杆件间连接的简化杆件间连接区简化为结点（铰结点和刚结（2）刚结点被连接的杆件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动。（2）刚结点被连接的杆件在连接处既不能相对计算简图梁柱计算简图梁柱

3.结构与基础间连接的简化结构与基础的连接区简化为支座（1）滚轴支座（2）铰支座（3）定向支座（4）固定支座按受力特征，一般简化为以下四种情况：3.结构与基础间连接的简化结构与基础的连接区简化为支座（（1）滚轴支座梁砖墙Fy被支承的部分可以转动和水平移动，但不能竖向移动。计算简图：用一根支杆表示。（1）滚轴支座梁砖墙Fy被支承的部分可以转动和水平砖墙（2）铰支座梁被支承的部分可以转动，但不能移动。计算简图：用两根相交的支杆表示。FyFx砖墙（2）铰支座梁被支承的部分可以转动，但不能移动（3）定向支座M被支承的部分不能转动,但可以沿一个方向平行滑动。计算简图：用两根平行支杆表示。Fy（3）定向支座M被支承的部分不能转动,但可以沿一个方向（4）固定支座M被支承的部分完全被固定。计算简图：按图表示。FyFx（4）固定支座M被支承的部分完全被固定。计算简图：计算简图计算简图4.荷载的简化计算简图体积力表面力作用在结构内部任意一点。如结构的自重由其它物体通过接触面而传给结构的作用力。简化为作用在杆件轴线上的力线荷载4.荷载的简化计算简图体积力表面力作用在结构内部任意一（5）材料性质的简化建筑材料通常为

钢、混凝土、砖、石等。注意：木料为各向异性材料（横纹与顺纹不同）假设：连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。（5）材料性质的简化建筑材料通常为注意：假设：小结：课后调研：

身边的建筑物的结构计算简图杆件的简化杆件间连接的简化——结点结构与基础间连接的简化——支座荷载的简化小结：课后调研：

身边的建筑物的结构计算简图杆1.3杆件结构的分类1.杆件的几何特性

横截面：垂直长度方向的截面

轴线：横截面形心的连线1.3杆件结构的分类1.杆件的几何特性轴线：横截面2.杆件结构的分类（1）：轴线常为直线，是受弯构件简支梁悬臂梁伸臂梁多跨梁2.杆件结构的分类（1）：轴线常为直线，是受弯构件简支梁悬结构力学--绪论课件（2）桁架：由直杆组成，结点为铰结点三角形梯形（2）桁架：由直杆组成，结点为铰结点三角形梯形结构力学--绪论课件（3）拱：轴线是曲线，竖向荷载下有水平反力三铰拱两铰拱无铰拱（3）拱：轴线是曲线，竖向荷载下有水平反力三铰拱两铰拱无铰拱结构力学--绪论课件（4）刚架：由直杆组成，结点大多数刚性结点悬臂简支三铰三层两跨（4）刚架：由直杆组成，结点大多数刚性结点悬臂简支三铰三层两结构力学--绪论课件（5）组合结构桁架和梁或刚架组合而成（5）组合结构桁架和梁或刚架组合而成1.4荷载的分类结构上的力主动力约束反力(支座反力)约束力荷载1.4荷载的分类结构上的力主动力约束反力(支座反力)约束主动力与约束力FABFAxFByFAy主动力与约束力FABFAxFByFAy荷载的分类1.按作用时间的久暂恒载：长期作用于结构上的不变荷载。特征：大小、方向、作用位置是不变的。实例：结构的自重、安装在结构上的设备重量等活载：建筑物在施工和使用期间可能存在的可变荷载实例：吊车荷载、结构上的人群、风、雪等荷载的分类1.按作用时间的久暂恒载：长期作用于结构上的不2.按荷载的作用范围集中荷载：荷载的作用面积相对于总面积是微小的。实例：固定设备，屋顶水箱等分布荷载：分布作用在一定面积或长度上的荷载实例：风、雪、自重等荷载。2.按荷载的作用范围集中荷载：荷载的作用面积相对于总面3.按荷载作用的性质静力荷载：

大小、方向和位置不随时间变化或变化极其缓慢，不使结构产生显著的加速度。实例：结构自重、楼面活载等；动力荷载：

随时间迅速变化或在短暂时间内突然作用或消失的荷载，使结构产生显著的加速度。实例：地震、爆炸力、动力机械产生的荷载等；3.按荷载作用的性质静力荷载：动力荷载：荷载规范

容重（kN/m3）木材：4～8；钢：78.5；钢筋混凝土：25；普通砖：18面载（kN/m2）硬木地板：0.2线载（kN/m）高3m的240墙（水泥粉刷），梁上的线荷载集中力（kN）400*400*3000钢筋混凝土柱：荷载规范容重（kN/m3）木材：4～8；钢：7活荷载的规定（面载）（kN/m2）住宅、教学楼等：阳台：2.5(人群可能密集取3.5)风荷载：0.35（武汉）雪荷载：0.5（武汉）屋面：0.5（不上人）；2.0（上人）

3.0（屋顶花园）楼面活荷载0.2220活荷载的规定（面载）（kN/m2）住宅、教学楼等：阳台：2港口工程荷载规范(JTS144-1-2010)港口工程荷载规范(JTS144-1-2010)结构力学Structural

Mechanics詹云刚结构力学StructuralMechanics教材:龙驭球等编结构力学I—基本教程第三版高等教育出版社2010.12教材:龙驭球等编课程的性质和任务结构力学为土木水利工程专业本科生的一门主要专业基础课。通过本课程的教学，了解杆件体系的组成规律、受力性能，掌握杆件结构的计算原理和方法，培养分析与解决工程实际中杆系结构力学问题的能力，为学习后续有关专业课程以及将来进行结构设计和科学研究打下力学基础。课程的性质和任务结构力学为土木水利工程专业本科生的一目标：掌握系统的结构力学知识；提高结构计算能力，能熟练地分析计算土木水利工程结构的力学问题；培养分析能力和科学作风；为学习有关专业课程（钢筋混凝土结构、钢结构、地基基础等）打下基础；为毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好扎实的理论基础。目标：课程的主要内容共八章第一篇:结构静力分析第一章

绪论第二章结构的几何构造分析第一部分静定结构第三章受力分析第四章影响线第五章位移计算第二部分超静定结构第六章力法第七章位移法第八章渐近法课程的主要内容共八章第一篇:结构静力分析第一章课程的主要内容共三章第二篇:专题部分第十章

结构动力计算基础第十六章结构稳定计算第十七章结构极限荷载课程的主要内容共三章第二篇:专题部分第十章结构课程成绩组成平时成绩20分（出勤、提问、作业等）课内实验10分期末考试成绩70分课程成绩组成平时成绩20分第一章绪论学习要求：了解结构力学的任务以及与其它课程的关系，了解荷载的分类。正确理解结构计算简图的概念、简化要点和条件。第一章绪论学习要求：了解结构力学的任务以及与其它第一章绪论1.1学科内容1.4荷载的分类1.2结构计算简图1.3杆件结构的分类主要内容：第一章绪论1.1学科内容1.4荷载的分类学习要求：了解结构力学的内容和任务。理解结构的概念和分类。1.1结构力学的学科内容和任务学习要求：了解结构力学的内容和任务。1.1结构力学的学主要内容：结构力学的内容和任务。结构的概念和分类。1.1结构力学的学科内容和任务主要内容：结构力学的内容和任务。1.1结构力学的学科内理论力学：材料力学：主要研究杆件结构的几何组成规律，强度、刚度、稳定性和动力反应。1.1.1结构力学的学科内容和任务研究物体机械运动一般规律。研究杆件的强度、刚度、稳定性。理论力学：材料力学：主要研究杆件结构的几何组成规律，1.1.(1)结构的定义建筑物实景图建筑物结构图去掉建筑围护及装饰部分等(1)结构的定义建筑物实景图建筑物结构图去掉建筑围护及装饰部(1)结构的定义在土木工程中，如房屋、桥梁、隧道、水坝等，用以支承荷载而起骨架作用的部分。

(1)结构的定义在土木工程中，如房屋、桥梁、隧道、板、梁柱结构由构件组成。建筑工程中的构件：一般有板、梁、柱、墙和基础等。板、梁柱结构由构件组成。建筑工程中的构件：一般有板、结构力学--绪论课件(2)结构的分类杆件结构：结构由杆件组成，杆件的几何特征是

横截面尺寸要比长度小得多。按几何角度分板壳结构：也称薄壁结构

厚度比长度和宽度小得多。实体结构：结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。(2)结构的分类杆件结构：结构由杆件组成，杆件的几何特征是杆件结构：结构由杆件组成，杆件的几何特征是横截面尺寸要比长度小得多。杆件结构：结构由杆件组成，杆件的几何特征是横截面尺寸要比长板壳结构：也称薄壁结构，厚度比长度和宽度小得多。板壳结构：也称薄壁结构，厚度比长度和宽度小得多。实体结构：结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。实体结构：结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。(2)结构的分类按杆件系统的轴线和外力是否在同一平面内分：平面结构空间结构在同一平面不在同一平面轴线和外力(2)结构的分类按杆件系统的轴线和外力是否在同一平面内分：平3.刚度问题，即研究结构抵抗变形的能力。2.强度问题，即研究结构抵抗破坏的能力。4.结构的稳定问题。1.研究体系的几何组成规律。(3)结构力学的任务5.结构的动力反应。3.刚度问题，即研究结构抵抗变形的能力。2.强度问题几何不变几何可变几何组成的概念yx几何不变几何可变几何组成的概念yx强度问题上海莲花13层倒楼强度问题上海莲花13层倒楼刚度问题塔科马大桥风振破坏刚度问题塔科马大桥风振破坏稳定问题输线塔整体失稳稳定问题输线塔整体失稳动力反应地震作用下铁路破坏动力反应地震作用下铁路破坏注重力学概念；活学活用，理论联系实际；多练，多想，提高计算能力；培养自学能力。(4)学习方法注重力学概念；(4)学习方法小结：结构力学的学科内容结构的概念与分类课后调研：

身边的建筑物的结构形式小结：结构力学的学科内容课后调研：

身边的学习要求：了解简化原则。理解杆件、结点、支座、荷载等的简化方法。1.2结构的计算简图及简化要点

学习要求：了解简化原则。1.2结构的计算简图及简化要点主要内容：结构体系的简化杆件的简化

杆件间连接的简化结构与基础间连接的简化荷载的简化材料性质的简化1.2结构的计算简图及简化要点

主要内容：结构体系的简化1.2结构的计算简图及简化要点反映实际便于计算选取计算简图的原则：结构计算简图的定义：用一个简化的图形来代替实际结构1.2结构的计算简图及简化要点

反映实际选取计算简图的原则：结构计算简图的定义：用一个简化的引言空间结构平面结构计算简图引言空间结构平面结构计算简图

杆件的简化

杆件间连接的简化

结构与基础间连接的简化

荷载的简化计算简图杆件的简化计算简图1.杆件简化杆件——用轴线表示；杆件连接区——用结点表示；杆长——用结点间的距离表示；荷载——作用点移到轴线上。计算简图1.杆件简化杆件——用轴线表示；计算简图2.杆件间连接的简化杆件间连接区简化为结点（铰结点和刚结点）（1）铰结点：被连接的杆件在连接处不能相对移动，但可相对转动。2.杆件间连接的简化杆件间连接区简化为结点（铰结点和刚结（2）刚结点被连接的杆件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动。（2）刚结点被连接的杆件在连接处既不能相对计算简图梁柱计算简图梁柱

3.结构与基础间连接的简化结构与基础的连接区简化为支座（1）滚轴支座（2）铰支座（3）定向支座（4）固定支座按受力特征，一般简化为以下四种情况：3.结构与基础间连接的简化结构与基础的连接区简化为支座（（1）滚轴支座梁砖墙Fy被支承的部分可以转动和水平移动，但不能竖向移动。计算简图：用一根支杆表示。（1）滚轴支座梁砖墙Fy被支承的部分可以转动和水平砖墙（2）铰支座梁被支承的部分可以转动，但不能移动。计算简图：用两根相交的支杆表示。FyFx砖墙（2）铰支座梁被支承的部分可以转动，但不能移动（3）定向支座M被支承的部分不能转动,但可以沿一个方向平行滑动。计算简图：用两根平行支杆表示。Fy（3）定向支座M被支承的部分不能转动,但可以沿一个方向（4）固定支座M被支承的部分完全被固定。计算简图：按图表示。FyFx（4）固定支座M被支承的部分完全被固定。计算简图：计算简图计算简图4.荷载的简化计算简图体积力表面力作用在结构内部任意一点。如结构的自重由其它物体通过接触面而传给结构的作用力。简化为作用在杆件轴线上的力线荷载4.荷载的简化计算简图体积力表面力作用在结构内部任意一（5）材料性质的简化建筑材料通常为

钢、混凝土、砖、石等。注意：木料为各向异性材料（横纹与顺纹不同）假设：连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。（5）材料性质的简化建筑材料通常为注意：假设：小结：课后调研：

身边的建筑物的结构计算简图杆件的简化杆件间连接的简化——结点结构与基础间连接的简化——支座荷载的简化小结：课后调研：

身边的建筑物的结构计算简图杆1.3杆件结构的分类1.杆件的几何特性

横截面：垂直长度方向的截面

轴线：横截面形心的连线1.3杆件结构的分类1.杆件的几何特性轴线：横截面2.杆件结构的分类（1）：轴线常为直线，是受弯构件简支梁悬臂梁伸臂梁多跨梁2.杆件结构的分类（1）：轴线常为直线，是受弯构件简支梁悬结构力学--绪论课件（2）桁架：由直杆组成，结点为铰结点三角形梯形（2）桁架：由直杆组成，结点为铰结点三角形梯形结构力学--绪论课件（3）拱：轴线是曲线，竖向荷载下有水平反力三铰拱两铰拱无铰拱（3）拱：轴线是曲线，竖向荷载下有水平反力三铰拱两铰拱无铰拱结构力学--绪论课件（4）刚架：由直杆组成，结点大多数刚性结点悬臂简支三铰三层两跨（4）刚架：由直杆组成，结点大多数刚性