天大结构力学
天大《结构力学-1》学习笔记三.
主题:《结构力学-1》学习笔记学习时间:整学期《结构力学-1》学习笔记三——静桁架的计算教学内容:一、静定平面桁架的内力计算:结点法。
二、静定平面桁架的内力计算:截面法、结点法和截面法的联合应用。
难点:结点法和截面法的联合应用。
重点:用结点法和截面法计算桁架内力。
要求:灵活运用隔离体平衡条件,熟练掌握桁架的内力计算方法,了解静定结构的力学特性。
教学目的要求:1、掌握:平面静定桁架的内力计算。
2、熟悉:平面静定桁架的受力分析,求平面静定桁架指定杆件内力。
3、了解:静定空间桁架的计算。
概述一、桁架的特点对于大跨度的结构,通常可以采用桁架。
为了简化计算,选取既能反映结构的主要受力性能,而又便于计算的计算简图。
通常对实际桁架的计算简图采用下列假定:(1桁架的结点都是绝对光滑而无摩擦的铰结点。
(2各杆的轴线都是直线且在同一平面,并通过铰的中心。
(3荷载和支座反力都作用在结点上,并位于桁架的平面内。
符合上述假定的桁架成为理想平面桁架。
图1 桁架计算简图及二力杆受力图在桁架的计算简图中,各杆均用轴线表示,结点的小圆圈代表铰。
荷载P 和支座反力都作用在结点上。
由于CD杆处于平衡状态,故杆端所受二力大小相等,方向相反,作用线即为杆的轴线,这样的杆称为二力杆。
桁架的杆件均为二力杆,即杆只有轴力而无弯矩与剪力。
杆件应力分布比较均匀,可以充分发挥材料的作用。
二、桁架的分类桁架的杆件布置必须满足几何不变体系的组成规律,静定桁架根据几何构造的特点,可以分为三类:1. 简单桁架:从一个基础或一个基本铰接三角形开始,依次增加二元体,按这一规律组成的桁架称为简单桁架。
2. 联合桁架:由几个简单桁架联合组成几何不变的铰结体系,这类桁架称为联合桁架。
3. 复杂桁架:不属于前两类的静定桁架,称为复杂桁架。
静定平面桁架的计算一、结点法1. 结点法:截取桁架结点为隔离体,利用平面汇交力系的两个平衡条件计算各杆的未知力。
2. 适用范围:结点法最适用于计算简单桁架。
天津大学结构力学课件
结构分析
1
静态平衡和弹性体
通过静态平衡和弹性体理论,我们可以分析结构的力学行为和受力情况。
2
杆件和框架分析
杆件和框架分析是分析和计算复杂结构的重要方法。
3
截面力和变形分析
截面力和变形分析是了解结构受力状况和变形情况的重要手段。
结构应用和实例
建筑结构设计
结构力学在建筑结构设计中起着关键的作用,保证建筑的安全和稳定性。
天津大学结构力学课件
本课件旨在介绍天津大学结构力学课程的基本概念、原理和应用。通过丰富 的内容和清晰的解释,帮助学生理解结构力学的重要性和作用。
课程介绍
定义
结构力学是研究结构因外力作用而发生的力学行为和力学性能的学问。
重要性
结构力学是建筑、桥梁和其他工程结构设计和分析的基础。
课程目标和内容概述
本课程旨在让学生了解结构力学的基本概念和原理,并通过实例学习结构分析和应用。课程 内容包括绳索和弹簧模型、牛顿定律、力学分析方法和结构分析。
基本概念和原理
绳索和弹簧模型
通过绳索和弹簧模型,我们可 以理解结构受力和变形的基本 原理。
牛顿第一定律和二பைடு நூலகம் 平衡定律
牛顿第一定律和二力平衡定律 是结构力学中常用的原理,用 于分析物体的平衡状态。
弯曲和扭转
弯曲和扭转是结构受力的重要 方式,对于建筑和桥梁等结构 设计至关重要。
力学分析方法
静力学和动力学的区别 等效力系统和自由体图 牛顿第二定律和运动学方程
天大《结构力学-1》学习笔记四.
主题:《结构力学-1》学习笔记学习时间:整学期《结构力学-1》学习笔记四——虚功原理和结构位移的计算教学内容:一、结构位移,广义位移。
位移产生的原因。
位移计算的目的。
实功与虚功的概念。
二、虚功原理。
虚功方程的应用。
三、荷载作用下结构的位移计算。
四、图乘法及其应用。
五、静定结构温度变化时的位移计算。
静定结构支座移动时的位移计算。
六、线弹性结构的互等定理。
习题课。
难点:虚功原理;复杂图形的图乘;静定结构温度变化时的位移计算。
重点:虚功方程的应用。
结构位移计算的一般公式;荷载作用下静定结构的位移计算;温度变化时及支座移动时静定结构的位移计算方法。
要求:理解变形体系虚功原理的内容及其应用;针对不同结构选取相应的位移计算公式计算结构的位移;掌握静定结构在温度变化、支座移动影响下的位移计算方法,了解互等定理。
教学目的要求:1、掌握:结构位移,广义位移。
位移产生的原因。
位移计算的目的;熟练掌握在荷载作用下静定结构的位移计算方法;温度变化时及支座移动时静定结构的位移计算方法。
2、熟悉:实功与虚功的概念。
虚功原理。
虚功方程的应用;图乘法及其应用;图乘法及位移计算公式的应用。
3、了解:理解变形体系虚功原理的内容及其应用;剪切变形修正系数k的推导;线弹性结构的互等定理。
5.1 概述一、结构的位移变形:结构在荷载作用下产生应力和应变,因而将发生尺寸和形状的改变,这种改变称为变形。
位移:由于变形使得结构上各点的位置产生移动,亦即产生了位移。
图1图1所示桁架在荷载P 作用下,杆件产生轴力,因而引起杆件长度的改变,致使结构产生了移动。
除了荷载引起位移外,温度改变、支座移动、材料收缩和制造误差等因素,虽不一定使结构都产生应力和应变,但都将使结构产生位移。
位移有相对位移和绝对位移之分。
各种位移无论是线位移还是角位移,无论是绝对位移或是相对位移,都统称为广义位移。
二、计算结构位移的目的1. 验算结构的刚度2. 为超静定结构计算打下基础三、计算位移的有关假定1结构的材料服从虎克定律,即应力与应变成线性关系。
天津大学结构力学
用 图 乘 法 可 求 得 各 种 结 构 在 荷 载 作 用 下 的 位 移 。
( )在 非 荷 载 因 素 ( 支 座 移 动 , 温 度 变 化 , 材 料 收 缩 等 ) 作 用 下 , 静 定 结 构 不 产 生 内 力 , 但 会 有 位 移 , 且 位 移 只 与 杆 件 相 对 刚 度 有 关 。
( )在 荷 载 作 用 下 , 刚 架 和 梁 的 位 移 主 要 由 于 各 杆 的 弯 曲 变 形 引 起 。
( )变 形 体 虚 功 原 理 仅 适 用 于 弹 性 问 题 , 不 适 用 于 非 弹 性 问 题 。
( )若 刚 架 中 各 杆 均 无 内 力 , 则 整 个 刚 架 不 存 在 位 移 。
( )变 形 体 虚 功 原 理 也 适 用 于 塑 性 材 料 结 构 与 刚 体 体 系 。
( )弹 性 体 系 虚 功 的 特 点 是 : ( 1 ) 在 作 功 过 程 中 , 力 的 数 值 保 持 不 变 ; ( 2 ) 作 功 的 力 与 相 应 的 位 移 无 因 果 关 系 , 位 移 由 其 他 力 系 或 其 它 因 素 所 产 生 。
( )变 形 体 虚位移原理的虚 功 方 程 中 包 含 了 力 系 与 位 移 ( 及 变 形 ) 两 套 物 理 量 , 其 中 :A . 力 系 必 须 是 虚 拟 的 , 位 移 是 实 际 的 ;B . 位 移 必 须 是 虚 拟 的 , 力 系 是 实 际 的 ;C . 力 系 与 位 移 都 必 须 是 虚 拟 的 ;D . 力 系 与 位 移 两 者都是实际的 。
( )图 示 梁 上 , 先 加 P 1 , A 、B 两 点 挠 度 分 别 为∆1 、∆2 , 再 加 P 2 , 挠 度 分 别 增 加 '∆1 和 '∆2 , 则 P 1 做 的 总 功 为 :A . P 112∆;B . P 1112(')∆∆+;C . P 111(')∆∆+;D . P P 11112∆∆+'。
天津大学船舶与海洋工程8结构力学课件第一
天津大学船舶与海洋工程8结构力学课件第一目录•课程介绍与背景•弹性力学基础•杆件结构力学•梁板结构力学•船舶结构力学•海洋工程结构力学•结构优化设计方法•课程总结与展望课程介绍与背景船舶与海洋工程概述船舶工程研究船舶设计、建造、试验和运行的工程领域,涉及船舶总体、船体、轮机、电气等多个方面。
海洋工程以开发利用海洋资源为目标的综合性工程,包括海洋油气开发、海底资源开发、海水淡化、海洋能利用等。
发展趋势随着科技的不断进步,船舶与海洋工程领域正朝着大型化、智能化、绿色环保等方向发展。
结构设计与优化运用结构力学原理进行船舶与海洋工程结构的设计和优化,确保结构的安全性和经济性。
结构强度与稳定性分析通过结构力学方法分析船舶与海洋工程结构在复杂环境中的强度、刚度及稳定性。
结构动力学与振动控制研究结构在动力荷载作用下的响应及振动控制,提高结构的抗振性能。
结构力学在船舶与海洋工程中的应用030201课程内容与教学目标课程内容涵盖结构力学基本概念、静力学、动力学、弹性力学等基础理论及其在船舶与海洋工程中的应用。
教学目标培养学生掌握结构力学基本原理和方法,具备分析和解决船舶与海洋工程结构问题的能力,为从事相关领域的研究和实践打下基础。
弹性力学基础弹性体弹性变形应力应变指在外力作用下能够发生变形,当外力去除后能够完全恢复原来形状的物体。
单位面积上的内力,表示物体内部的受力状态。
弹性体在外力作用下发生的可逆变形。
物体在外力作用下发生的相对变形。
平衡方程表示物体内部各点应力之间必须满足的平衡条件。
几何方程描述物体变形与位移之间的关系。
物理方程表示应力与应变之间的本构关系,即广义胡克定律。
边界条件与圣维南原理边界条件弹性体在边界上必须满足的位移或应力条件。
圣维南原理在弹性力学中,如果外力作用在物体的一小部分边界上,则只在该部分边界附近产生显著的应力集中,而在远离该部分边界的区域,应力分布几乎不受影响。
这一原理为简化复杂弹性力学问题提供了依据。
天大《结构力学-1》在线作业一答案
《结构力学-1》在线作业一
单选题判断题
一、单选题(共15 道试题,共75 分。
)
1. 支座移动在静定结构中()
A. 会引起内力
B. 不会引起内力
-----------------选择:B
2. 确定一个钢片在平面内的位置需要()个几何参变量
A. 1
B. 2
C. 3
D. 无数
-----------------选择:C
3. 在不考虑材料的应变的假定下,其几何形状和位置可以改变的体系称为()
A. 静定结构
B. 超静定结构
C. 几何可变体系
D. 几何不变体系
-----------------选择:C
4. 制造误差在静定结构中()
A. 会引起位移
B. 不会引起位移
-----------------选择:A
5. 刚架中凡是反力和内力可全部由静平衡条件确定者为()
A. 超静定结构
B. 静定结构
-----------------选择:B
6. 下列不属于计算简图选择原则的是()
A. 正确反映实际结构的受力情况和主要性能
B. 忽略掉次要因素,便于分析和计算
C. 尽量美观
-----------------选择:C
7. 在不考虑材料的应变的假定下,能保持其几何形状和位置的体系称为()
A. 静定结构
B. 超静定结构
C. 几何可变体系
D. 几何不变体系
-----------------选择:D
8. 根据所选用方程的不同,截面法可分为力矩方程法和()。
A. 投影方程法。
天大结构力学课件03
MG = 0
MGB VB 2 + 20 2 3 +10 4 = 0
MGB = 106.67 2 120 40 = 53.34kN m
(下边受拉)
Y =0
QGB + VB = 20 2 + 10
QGB = 106.67 + 50 = 56.67kN
(另加图)BE段
MB = 0
MBE + 20 2 1+ 10 2 = 0
= 26.67kN
GE段
20kN/ m 10kN
MGB G
B
E
QGB
MG = 0
VB
MGB VB 2 + 20 2 3 + 10 4 = 0
10kN 2kN/m
D HA 2m
A
VA
4m
4kN m
C
B
VB
2m 2m 2m
10kN 45
E
MA = 0
VB 8 +10 2 2 4 2 4 10sin45 10 = 0
VB = 8.84kN()
10kN 2kN/m
4kN m
10kN 45
D HA
A
VA
C
BE
VB
2m
4m
2m 2m 2m
MBE = 60KN m
(上边受拉)
Y =0
QBE = 20 2 + 10 = 50KN
QEB = 10KN
(另加PowerPoint图)
3) 用拟简支梁区段叠加法绘 制区段中的M图
CD段:将根据MCD与MDC 值建立的竖标连以虚直线,以
此为基线,叠加以简支梁受均
布荷载的M图,并计算出中点 弯矩值。
天津大学 结构力学3
条件: 小变形,列平衡方程时可以忽略变形。 线弹性,应力与应变成正比。 意义:将复杂问题分解为比较简单的问题。 叠加法作直杆的弯矩图 图a,将AB所受的力和力矩分为两组: 杆端弯矩及与之平衡的一部分杆端剪力,图b 荷载及与之平衡的另一部分杆端剪力,图c
3.2 静定结构内力计算的基本方法
3.2 静定结构内力计算的基本方法
3.3 静定结构内力计算举例
3.3.2 简支式静定结构 一般先由整体平衡条件求三个反力,其余与悬臂式相 似 例3-3 简支梁,作FQ、M图。 解:求反力:
(1)作FQ图 AB、BC、DF段无横向荷载, FQ图为水平线(DF 段集中力偶不影响剪力);CD段受均布荷载, FQ 图为斜直线。
3.3 静定结构内力计算举例
3.3 静定结构内力计算举例
例3-4 简支式刚架,见右图,作内力图。 解:(1)求反力 (2)求杆端内力 分别以CE、CA和DB为隔离体,得
分别以结点C和D为隔离体,得
(3)作内力图(计算结果+微分关系+叠加法)
3.3 静定结构内力计算举例
讨论:如果只要作弯矩图,计算过程可以简化。 先作出悬臂CE的M图 (显然),作CA的M图 DB只受轴力,M≡0(不必求FyB) 由结点C、D的力矩平衡条件(如果刚结点不受集中 力偶作用,则各杆端∑ M = 0)和已知杆端弯矩求 MCD和MDC,用叠加法作CD的M图。 M图作出后,可由M图作FQ图(隔离单杆), 再由FQ图作FN图(隔离结点)
隔离体的平衡条件
外力构成平面平衡力系,平衡条件为:
∑ Fx = 0,∑ Fy = 0,∑ M = 0
或 ∑ Fx = 0,∑ MA = 0,∑ MB = 0 其中A和B的连线不与x轴垂直;或 ∑ MA = 0,∑ MB = 0,∑ MC = 0 其中A、B、C不共线
天津大学考试知识点
天津大学全国统考硕士生入学考试业务课程大纲课程编号:818 课程名称:结构力学一、考试的总体要求结构力学课程是结构工程、桥梁及隧道工程、水利水电工程等专业的技术基础课,考试的总体要求是准确理解基本概念和结构计算原理;掌握各种结构的计算方法,能做到活学活用,所得的计算结果正确。
二、考试内容及比例1.平面体系的几何组成分析:5%2.静定结构的内力及位移计算:静定结构包括静定梁,静定平面刚架,三铰拱,静定桁架,静定组合结构。
占25%3.超静定结构的内力及位移计算:包括用力法及位移法计算超静定结构。
占40%4.结构在移动荷载作用下的计算:包括影响线的做法及应用。
占5%5.结构在动力荷载作用下的计算:包括单自由度及多自由度体系的自由振动,单自由度及多自由度体系在简谐荷载作用下的强迫振动。
占25%三、试卷题型及比例1.选择题:16%2.判断题:16%3.分析计算题:68%四、考试形式及时间形式为笔试,考试时间为三小时。
天津大学硕士生入学考试业务课程大纲(复试)适用专业代码:081402适用专业名称: 结构工程课程编号:课程名称:钢筋混凝土结构一、考试的总体要求要求掌握混凝土结构构件的基本原理以及考试内容要求的结构构件的基本计算方法,能准确运用重点章节的计算公式进行构件设计,并熟悉有关的截面和配筋等构造措施。
二、考试内容及比例(1)混凝土结构的基本计算原则建筑结构的功能要求和结构极限状态的概念;失效概率和可靠指标的概念;荷载以及材料强度的标准值、设计值和分项系数的关系。
(2)轴心受力构件的承载力配有纵筋和普通箍筋(或螺旋式箍筋)的轴心受压柱的特点和承载力计算。
(3)受弯构件正截面承载力梁的正截面破坏形态;正截面受弯承载力计算的基本假定;矩形截面配筋计算和承载力校核方法,适用条件及基本构造要求。
(4)受弯构件斜截面承载力梁斜截面破坏的形态及影响斜截面受剪承载力的主要因素;截面限制条件及最小配箍率;有腹筋梁斜截面受剪承载力的计算方法及其适用条件;抵抗弯矩图,纵筋的截断和弯起的原则。
天津大学船舶与海洋工程结构力学课件课件
k* x -sink* x
式中:
k* T* EI
q 例 如图受均布荷重q,两
端自由支持并受轴向外 T
Tx
力T作用的梁, 计算其
弯曲要素 .
l
解: 由 v0=0 M0=0
N0=-ql/2
y
v
0shkx
ql 2
1 EIk 3
shkx kx
q EIk
3
x
0
shk
x
k
x
d
令 k x w , 从而 kd dw
bx 2 2
cx d
EI
GAs
f x ax c2
f x EI
GAs
f
x
ax 3 6
bx 2 2
c
EI GAs
a
x
d1
边界条件时注意到:
① 梁的挠度为v=v1+v2;
② 由于剪切变形在中性轴处的两端面仍保持垂直,因此认为剪切 不影响断面的转角,从而梁段面的转角仍用下式表示:
v2
0
GAs
dx
l
0
EIv1'" dx GAs
➢剪切引起的挠度
l
v2
0
EIv1'" dx GAs
v2
EI GAs
v1
c1
v1
f
x ax3
6
bx 2 2
cx d
v1
f x
ax 2 2
bx c
v1 f x ax b
v2
EI GAs
f
x
ax
c2
v
v1 v2
f
x
ax 3 6
天津大学 结构力学2
2.2 几何组成分析的基本概念
常变体系特征 □ 三杆平行且等长,且链杆在刚片的同侧
□三杆交于一点
□约束不足
2.3 几何不变体系基本组成规则及其应用
2.3.1 基本组成规则 二元体规则(规则1) 二元体—不共线二链杆铰接而成
如图:1、2构成二元体C。 ∵A、B间距离及二链杆长度不变, ∴△ABC唯一确定,体系几何不变。 又,1、2显然均为必要约束。∴
2.2 几何组成分析的基本概念
推论: • 1个单铰=2根链杆(连接相同的两个刚片) • 1个单刚结点=3根链杆(连接相同的两个刚片) 复铰和复刚结点(图a、b) • 连接n个刚片的复铰(n>2) =(n-1)个单铰 =2(n-1)个约束 连接n个刚片的复刚结点(n>2) =(n-1)个单刚结点 =3(n-1)个约束
三个规则的相通性 ∵链杆也是刚片(几何不变), ∴ 三个规则都可由三边长度给定的三角形形状的唯一 性定理证明。
二链杆不共线 三链杆不共点 三铰不共线
都为了保证形 成三角形
2.3 几何不变体系基本组成规则及其应用
2.3.2 基本规则的应用 例2-1 二元体规则:从地基出发,依次 添加二元体,C、D、E。几何不 变,且无多余约束。(搭) 或:依次去掉二元体E、D、C, 最后剩下地基。(拆) 两刚片规则:在地基上加二元体C,得到一个新刚片 ,△BDE为另一刚片。 三刚片规则:在以上两个刚片之外,将链杆CD看成第 三个刚片。
2.5 小结
几何构造分析的关键: 要用三个规则去分析形式多样的平面体系,关 键在于选择哪些部分作为刚片,哪些部分作为约 束。 构造分析时,基础的处理方法: 如果上部体系与基础之间以三根支座链杆(不 全平行,也不交于同一点)连接,可先撤去这些 链杆,只就上部体系分析,所得结论即代表了整 个体系的性质。 如果上部结构与基础之间的支座链杆多于三个 ,必须把基础也作为一个刚片。
051013[结构力学] 天津大学考试题库及答案
结构力学复习题一、判断题1、在一个体系上,依次排除二元体,不会影响原体系的几何不变性和可变性。
(对)2、在任意荷载下,仅用静力平衡方程即可确定全部反力和内力的体系是几何不变体系。
(对)3、在静定桁架中,三杆结点上无荷载作用时,如其中有两杆在一直线上,则另一杆必为零杆,而在同一直线上的两杆的内力必相等且性质相同。
(对)4、温度改变虽然不一定使结构都产生应力和应变,一般来说都会使结构产生位移。
但是荷载即能使结构产生应力和应变,而且一般也能是结构产生位移。
(对)5、对称结构在对称荷载作用下,结构的内力和变形是不对称的。
(错)6、在结构中有些结点虽然也有结点角位移或结点线位移,由于分析内力时不需要先计算出该位移,因而不必将它作为基本未知量。
(对)7、超静定结构中的多余未知力是不能用静力平衡条件确定的。
(对)8、在转角位移方程中,规定杆端弯矩对杆端以顺时针方程为负,即对支座或者节点以逆时针方向为正。
(错)9、力矩分配法的基本概念是由只有两个节点角位移的超静定结构计算问题导出的。
(错)10、对于线性变形体系,当一直杆在杆端承受轴向力并因同时有横向力的作用而弯曲时,不考虑由于杆弯曲所引起的杆端轴向力对弯矩及弯曲变形等的影响。
(对)11、图示体系是几何不变体系。
(错)12、图示结构B支座反力等于P/2()↑。
(错)13、静定结构在荷载作用下产生的内力与杆件弹性常数、截面尺寸无关。
(对)14、图示结构用力矩分配法计算时分配系数BC为。
( 错 )4m2m5mAB CD II I15、图示连续梁中给出的力矩分配系数是错误的。
( 对 )llli i 123i 3/118/118/179/17=2=3=1二、选择题1、在不考虑材料的应变的假定下,其几何形状和位置可以改变的体系称为( C )。
A 、静定结构 B 、超静定结构 C 、几何可变体系 D 、几何不变体系2、两个刚片用不交于一点也不互相平行的三根链杆相联结,则所组成的体系是( D )A 、几何可变、有多余约束B 、几何可变、没有多余约束C 、几何不变、有多余约束D 、几何不变、没有多余约束3、在垂直荷载作用下,对称三铰拱与同等跨度简支梁相比。
天大《结构力学-1》学习笔记一
天⼤《结构⼒学-1》学习笔记⼀主题:《结构⼒学-1》学习笔记学习时间:整学期《结构⼒学-1》学习笔记⼀——绪论教学内容:⼀、绪论,结构⼒学的研究对象,荷载的分类,节点及⽀座的分类,结构的计算简图及分类⼆、⼏何组成分析的⽬的,⾃由度的概念,平⾯体系⾃由度的计算公式。
平⾯⼏何不变体系的基本组成规律及其运⽤。
瞬变体系的特征。
体系的⼏何组成与静定性的关系。
难点:平⾯⼏何体系的判断。
重点:平⾯⼏何体系的组成分析。
要求:⼏何不变体系的基本组成规则及应⽤教学⽬的要求:1、掌握:结构⼒学的研究对象,荷载的分类,节点及⽀座的分类,结构的计算简图及分类;平⾯⼏何不变体系的基本组成规律及其运⽤。
体系的⼏何组成与静定性的关系。
2、熟悉:⼏何组成分析的⽬的,⾃由度的概念,瞬变体系的特征。
体系的⼏何组成与静定性的关系。
3、了解:平⾯体系⾃由度的计算公式。
绪论1.1 结构⼒学的研究对象、任务和学习⽅法⼀、研究对象1、研究对象:结构⼒学以结构为研究对象。
(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。
2、结构:承受荷载⽽起⾻架作⽤的部分称为⼯程结构,简称结构。
⼆、结构⼒学的任务1、研究结构的组成规律:保证结构能够承受荷载⽽不致发⽣相对运动;探讨结构的合理形式,以便有效地利⽤材料,充分发挥其性能。
2、计算结构在荷载、温度变化、⽀座移动等外部因素作⽤下的内⼒:为结构的强度计算提供依据,以保证结构满⾜安全和经济要求。
3、计算结构在荷载、温度变化、⽀座移动等外部因素作⽤下的变形和位移:为结构的刚度计算提供依据,以保证结构不致发⽣超过规范限定的变形⽽影响正常使⽤。
4、研究结构的稳定计算:确定结构丧失稳定性的最⼩临界荷载,以保证结构处于稳定的平衡状态⽽正常⼯作。
5、研究结构在动⼒荷载作⽤下动⼒特性。
三、结构⼒学与相关课程的关系1、“理⼒”、“材⼒”是“结构⼒学”的先修课。
天津大学结构力学真题(最完整版)
天津大学结构力学真题(最完整版)考试科目:结构力学(包含结构动力学)题号:0901一.计算图1所示珩架指定杆的轴力N1,N2(10分)二.结构仅在ACB部分温度升高t度,并且在D处作用外力偶M。
试求图示刚架A,B两点间水平向的相对位移。
已知:各杆的EI为常值,为线膨胀系数,h为截面高度。
(20分)三.用力法分析图3所示结构,绘M图。
计算时轴力和剪力对位移的影响略去不计。
各杆的EI值相同。
(20分)半圆弧积分表:in某d某2某1某1in2某,co2某d某in2某2424四.试用位移法求解图4所示刚架并绘M图。
计算时不考虑轴力变形时对位移的影响。
(20分)杆端力公式:ffql,MBA0,QABMAB182f53fql,QBAql88一.试用力矩分配法计算图5所示连续梁并绘M图。
(10分)二.求图示结构的自振频率和主振型,并作出振型图。
已知:m12m,m2m,EI常数,忽略阻尼影响。
(20分)天津大学研究生院1995年招收硕士生入学试题考试科目:结构力学题号:0901一.选择题:在正确答案处画“√”。
每题4分。
1.图示平面体系的几何组成性质是:2.图示结构A截面的剪力为:A.–PB.PC.P/2D.–P/23.图示珩架内力为零的杆为:A.3根B.6根C.8根D.7根3.图示结构的超静定次数为:A.6次B.4次C.5次D.7次4.图示梁当EI=常数时,B端的转角是:A.5ql/48EI(顺时针)B.5ql/48EI(逆时针)C.7ql/48EI(逆时针)D.9ql/48EI(逆时针)3333二.计算题1.已知图示结构的M图,做Q.N图。
(10分)图(2.若P=1在梁AB上移动,试绘出MC的影响线。
当AB梁上端布满均布竖向移动荷载q时,MC等于多少?三.图示珩架各杆EA相同,不考虑质量m水平运动时求体系的自振频率。
(此句话为真题上原述,个人认为缺了个标点符号。
)(20分)四.图示结构是超静定几次的?试用力法分析该结构并绘M图,设EA=10EI(分)1)。
天津大学结构力学课件
材料力学基础
01
材料力学基本概念
材料力学是研究材料在力作用下发生变形和破坏的科学。材料力学基本
概念包括应力、应变、弹性模量、泊松比等。
02
材料力学基本定理
材料力学基本定理包括胡克定律、剪切虎克定律、弯曲虎克定律等,这
些定理描述了材料在力作用下的变形规律和应力分布。
03
材料力学中的强度理论
强度理论是材料力学中的重要概念,用于评估材料在力作用下的承载能
03
02
可靠性分析的方法
包括概率法、数理统计法等。
可靠性分析的软件
如SAP2000、Midas等。
04
THANKS
感谢观看
结构抗震设计
地震对结构的影响
地震是一种常见的自然灾害,对结构的安全性和稳定性构成严重 威胁。
抗震设计的基本原则
抗震设计旨在减轻地震对结构的破坏程度,遵循小震不坏、中震 可修、大震不倒的原则。
抗震设计的方法
抗震设计的方法包括基于性能的设计、能力谱法和损伤容限设计 等。
06
结构疲劳与断裂
结构疲劳分析
空间结构优化设计
减轻结构重量,提高结构 的承载能力和稳定性。
05
结构动力学
结构动力学基本概念
结构动力学定义01来自结构动力学是研究结构在动态载荷作用下的响应的科学,涉及
结构振动、稳定性、动力特性和动力响应等方面。
振动的基本概念
02
振动是指物体在一定周期内不断重复的位移、速度和加速度变
化的现象。
动力学的基本原理
02
结构力学基础知识
静力学基础
静力学基本概念
静力学是研究物体在力作用下处 于平衡状态的科学。静力学基本 概念包括力的定义、力的三要素 、力的表示方法等。
天大《结构力学-1》在线作业二答案
《结构力学-1》在线作业二单选题判断题一、单选题(共15 道试题,共75 分。
)1. 温度改变虽然不一定使结构都产生应力和应变,一般来说都()使结构产生位移。
A. 不会B. 会-----------------选择:B2. 反对称荷载作用下奇数跨刚架()A. 只产生对称的变形及位移,故对称轴上的截面没有转角位移和水平位移,仅有竖向位移。
B. 由于对称轴处有一根竖柱,竖柱的轴向变形忽略不计,故截面不仅无转角和水平位移,也无竖向位移C. 只产生反对称的变形及位移,因此对称轴上的截面没有竖向位移,但有转角和水平位移。
D. 刚架中间柱的总内力为中间两根分柱内力的叠加。
由于反对称两根分柱的弯矩和剪力相同,故总弯矩和总剪力分别为分柱的弯矩和剪力的两倍,而轴力为零。
-----------------选择:C3. 对称结构在对称荷载作用下,结构的内力和变形是()A. 对称的B. 不对称的-----------------选择:A4. 材料收缩虽然不一定使结构都产生应力和应变,一般来说都()使结构产生位移。
A. 不会B. 会-----------------选择:B5. 远端为定向支座端的传递系数为()A. 0B. 0.5C. -1D. 2-----------------选择:C6. 由单位力所引起与相应的位移,()由单位力所引起的与相应的位移。
A. 等于B. 不等于-----------------选择:A7. 超静定结构中的多余未知力是()用静力平衡条件确定的。
A. 能B. 不能-----------------选择:B8. 反对称荷载作用下偶数跨刚架()A. 只产生对称的变形及位移,故对称轴上的截面没有转角位移和水平位移,仅有竖向位移。
B. 由于对称轴处有一根竖柱,竖柱的轴向变形忽略不计,故截面不仅无转角和水平位移,。
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80kN 20kN/ m 100kN 60kN
60kN m
A
B
CD
MBf C =
1 qL2 12
= 1 20 42 = 12
MCf B =26.67kN m
26.67kN m
80kN 20kN/ m 100kN 60kN
60kN m
A
B
CD
MCf D = =
3 60 PL+
16 2 3
(1) 计算汇交于各结点的各
杆端的分配系数ik ,并确定传
递系数Cik 。
(2) 根据荷载计算各杆端的固 端弯矩 Mifk及各结点的约束力矩。
(3) 逐次循环放松各结点,并 对每个结点按分配系数将约束力 矩反号分配给汇交于该结点的各 杆端,然后将各杆端的分配弯矩 乘以传递系数传递至另一端,按 此步骤循环计算直至各结点上的 传递弯矩小到可以略去时为止。
P MBf MCf q
A
BC
D
MfAB MBf A
MCf D
固定结点B、C,求固端弯矩和约束力
矩 MBf A
MBf
B
MCf
C
MCf D
MBCC
MCf
A
D
B
C
MBCC MC B MC D
放松结点C,作第一次弯矩分配传递
MBCC
B
MBCC
(MBf +MBCC)
MCCB
A B
D C
MCAB MBA MBC MCCB
B
C
A
D
i=1
i=1
i=1
4m 4m 8m
8m
解:(1) 计算分配系数
结点B:
BA
=
4
41 1+4
1
=0.5
BC
=
4
41 1+4
1
Hale Waihona Puke =0.5结点C:41 4
CB
=
4
1+3
= 1
7
=0.571
31 3
CD
=
4
1+3
= 1
7
=0.429
(2) 计算固端弯矩
MfAB = MBf A =
M图
D 35.58
E
(单位:kN m)
M中CD
=
1 4
PL
18.85+60 2
=35.58kN m
例8-5 试用力矩分配法计算刚架, 并绘M图。
4kN/m 70kN
A
B
EI=4
EI=10 EI=3
C EI=8
D
5m
E
8m 12m 3m 6m
113.82 160 12.36 76.92 160
A
BC
D
96.91
M图 121.54
(单位:kN m)
M中CD
=
1 8
qL2
76.92 2
=121.54kN m
AB杆:
113.82kN m A
80kN 12.36kN m B
QAB
QBA
4m
4m
MA=0 QBA = 27.32kN
=
4
41 1+4
1
=0.5
CB
=
4
41 1+3
4
=0.25
BC
=
4
41 1+4
=0.5 1
CD
=
4
34 1+3
4
=0.75
(2) 计算固端弯矩
MfAB =
1 qL2 12
PL 8
= 1 20 42 80 4 = 66.67kN m
12
8
MBf A =66.67kN m
放松结点B,作第一次弯矩分配传递
MBCC
MCCB
A
B
D C
MBCC MCB MCD
放松结点C,作第二次弯矩分配传递
MBCC
A B
MCCB
D C
MCAB MBA MBC MCCB
放松结点B,作第二次弯矩分配传递
采用逐个结点依次放松的方 法,使各结点逐步转动到实际应 有的位置。
MB=0 QAB=52.68kN
52.68
A
B
27.32
89.62
C
8.07
Q图 (单位:kN)
D
70.39
支座反力: 27.32 8.07 8.07 C 89.62
B RC
RB RB=27.32 8.07=19.25kN RC =8.07+89.62=97.69kN
采用力矩分配法计算一般连 续梁和无结点线位移刚架的步骤:
对结构的全部结点轮流放松 一遍,各进行一次力矩分配与传 递,称为一轮。通常进行二、三 轮计算就能满足工程精度要求。
最后将各杆端的固端弯矩, 各次的分配弯矩和传递弯矩叠 加,即得原结构的各杆端弯矩。
例8-3 试用力矩分配法求连续梁 的杆端弯矩,然后作弯矩图和剪 力图,求支座反力。
P=80kN
q=20kN/ m
100 3+30= 16
26.25kN m
80kN 20kN/ m 100kN 60kN
60kN m
A
B
CD
76.97 46.07
60.00
A
120
18.85 40 75
58.48
B
7.54 C
M图
D 35.58
E
(单位:kN m)
M中AB
=
1 8
qL2
+
1 4
PL
76.97+46.07 2
(4)将各杆端的固端弯矩与 历次的分配弯矩和传递弯矩 相加,即得各杆端的最后弯 矩。
(5) 绘制弯矩图、剪力图 和轴力图。
例8-4 试用力矩分配法计算连续梁 各杆端弯矩,并绘M图
80kN 20kN/ m 100kN 60kN
A EI
B EI C3EI D E 1.5m
2m 2m 4m 1.5m 1.0m
PL = 8
80 8 = 8
80kN m
MCf D=
1 qL2= 8
20 82 = 160kN m 8
P=80kN
q=20kN/ m
B
C
A
D
i=1
i=1
i=1
4m 4m 8m
8m
MfAB = MBf A =
PL = 8
80 8 = 8
80kN m
MCf D=
1 qL2= 8
20 82 = 160kN m 8
结点B和C的约束力矩MBf 和MCf
MBf =80kN m MCf = 160kN m
113.82 160 12.36 76.92 160
A
BC
D
96.91
M图 121.54
(单位:kN m)
M中AB
=
1 4
PL
113.82+12.36 2
=96.91kN m
解:连续梁悬臂DE段的内力是静 定的,由平衡条件可求得:
MDE= 60kN m QDE =60kN
80kN 20kN/ m 100kN 60kN
60kN m
A
EI
B EI C D
3EI
(1) 计算分配系数
取相对值计算 设EI=4
iAB =1
iBC =1
iCD
=
3
3
4
=4
结点B
结点C
BA
=58.48kN m
76.97 46.07
60.00
A
120
18.85 40 75
58.48
B
7.54 C
M图
D 35.58
E
(单位:kN m)
M中BC
=
1 8
qL2
46.07+18.85 2
=7.54kN m
76.97 46.07
60.00
A
120
18.85 40 75
58.48
B
7.54 C