美国麻省理工——结构力学unit1

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结构力学第1章结构的计算简图ppt课件

结构力学第1章结构的计算简图ppt课件
图1.4
结构力学 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
(2) 拱
拱的轴线为曲线,在竖向荷载作用下有水平推力H(图 1.5(a)和(b))。水平推力大小改变了拱的受力特征。
图1.5
结构力学 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
(3) 拱
桁架由直杆组成,杆与杆之间
的连接点为铰结点。当荷载作用
于结点(即结点荷载)1.6
刚架通常由若干直杆组成,杆件间的结点多为刚结点,如图
1.7(a)(b)。杆件内力一般有弯矩、剪力和轴力,以弯矩为主。
图1.7
结构力学 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
结构力学 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
3.按荷载位置的变化
荷载按其位置的变化可分为固定荷载和移动荷载。 (1)固定荷载—凡荷载的作用位置固定不变的荷载是固定荷载 ,如风、雪、结构自重等。 (2)移动荷载—凡可以在结构上自由移动的荷载是移动荷载,如 吊车、汽车、火车等的轮压。
图1.2
结构力学 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
可动铰支座 可动铰支座的机动特征是结构可以绕铰的中心(A点)转动,并允 许结构铰A沿支承面方向作微小移动,但不允许(铰A)沿垂直承 载面方向移动。计算简图如图1.3(a) 固定端支座 固定端支座的机动特征是结构不能 绕支座端转动,不能沿水平方向移 动,也不能沿竖向移动。因此,其 计算简图如图1.3(b)所示。

结构力学讲义PPT课件

结构力学讲义PPT课件

载移作用下的动力反应
结构受到的地震力









26
§1-2 结构计算简图
一、支座和支座反力
支座定义:把结构与基础联结起来的装置。 1. 固定支座
B
A
实际形状
工程实例
27
简图:
FxA A MA
FyA
特点: 1) 结构在支座截面不产生线位移和转角; 2) 支座截面有反力矩以及x、y方向的反力。
有 用在结构上。如:楼面活荷载,雪荷载。

36
2
.
按 固定荷载——作用位置不变的荷载,如自重等。
荷 移动荷载——荷载作用在结构上的位置是移动
载 的,如吊车荷载、桥梁上的汽车和火车荷载。
作 用
3. 按荷载作用的性质可分为:
位 静荷载——荷载的大小、方向、位置不随 时间
置 变化或变化很缓慢的荷载。恒载都是静 荷载。
结构力学
Structural Mechanics
1
目录
结构力学(I)
第一章 绪论 第二章 平面体系的几何构造分 析 第三章 静定结构的受力分析 第五章 影响线 第六章 静定结构的位移计算 第 七章 力法 第八章 位移法 第九章 渐近法
3
目录
结构力学(II) 第十 章 矩阵位移法 第十三章 结构的动力计算 第十五章 结构的塑性分析与极限荷载
可 动荷载 ——荷载的大小、方向随时间迅

为 速变化,使结构产生显著振动,结构的质量
: 承受的加速度及惯性力不能忽略。化爆和核
爆炸的冲击波荷载、地震荷载等都是动力荷
载。
37
四、线性变形体系

《结构力学》第1章_绪论.

《结构力学》第1章_绪论.

2.杆件的简化: 杆件
杆件的轴线
3.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)
4.支座的简化: 固定铰支座 活动较支座 固定支座 滑动支座(定向支座)
§1-3 杆件结构的类型
根据其结构特点可分为如下五类
1、梁
⑴ 单跨梁
静定梁 超静定梁
⑵ 多跨梁
静定多跨梁
连续梁
梁的特点: 梁的轴线通常为直线,在荷载作用下,截面存在弯矩、剪力和轴力。
作题练习是重要环节,不作一定数量的习题,就很难对基本概念和方法 有深入的理解,也很难培养好计算能力。但作题也要避免各种盲目性。
⑶ 自学能力 消化已学知识;摄取新知识。
⑷ 表达能力 作业计算书要书写整洁;作题要步骤分明、思路清楚、图形简明、数据 准确,注重培养严谨作风。
§1-2 结构的计算简图及简化要点
结构力学
第1章 绪论 第2章 体系的几何组成分析 第3章 静定结构的内力力分析 第4章 虚功原理和结构位移计算 第5章 力法 第6章 位移法和力矩分配 第7章 影响线及其应用
(课内:2,课外与课内之比1:1) (课内:6,课外与课内之比3:1) (课内:12,课外与课内之比3:1) (课内:10,课外与课内之比3:1) (课内:12,课外与课内之比3:1) (课内:12,课外与课内之比3:1) (课内:6,课外与课内之比2:1)
预习内容: 概念 几何不变体系和几何可变体系
自由度 刚片 约束 多余约束 瞬变体系 瞬铰
二、杆件的简化
计算简图中杆件用其轴线表示,杆件之间的连接区用结点表示,杆 长用结点间的距离表示,荷载的作用点也转移到轴线上。
三、杆件间连接的简化---结点简化
(1) 铰结点
(2) 刚结点

结构力学(I)-00 绪论@@哈工大学习

结构力学(I)-00   绪论@@哈工大学习

固定端支座 (fixed support)
实际工程中,支承部 分有一定的弹性。在 外荷载作用下支座产 生变形,从而影响结 构的内力和变形,其 反力与结构支承端相 应的位移成正比
弹性支座(elastic support)
荷载(Loads)简化:
荷载简化为作用在杆件轴线上。 作用面积不大:按集中荷载考虑; 作用面积较大:按分布荷载考虑; 相联作用给予的反作用力:力偶荷载; 最后化成三大作用:线荷载、集中荷载及力偶荷载
(2).注意理论联系实际 (3).注意分析方法和计算能力的培养
(4).注意多练,认真做好作业,不盲目 (5).注意自学能力的培养
§0-3 计算简图
计算工程实际问题的过程: 实际对象 力学模型 数学模型 计算
力学模型的合理性直接决定计算结果的正确性, 因此模型的概念和建立力学模型的思想是学习的一 个重点。计算简图的选用需要较深厚的力学概念, 并与工程实践相结合,以及实践的检验。需要通过 物体间的接触与联接方式的简化来体会建模思想和 建模过程。
荷载规范 总结了设计经验和科研成果,供设计时用。
结构性质 : 次要结构——粗;重要结构——精;
设计阶段: 初步设计——粗;技术设计——精;
计算性质: 动力计算——粗;静力计算——精; 计算工具: 简陋——粗; 先进——精。
结构简化的几个主要方面
结构(Structure)简化:
一般结构实际上都是空 间结构,各部相连成为 一空间整体,以承受各 方向可能出现的荷载。 在多数情况下,常忽略 一些次要的空间约束, 而将实际结构分解为平 面结构。
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
15 / 40
杆件(Bar)简化:由杆的特征,截面应力可根据截面
内力确定,而内力只沿杆长方向变化,因此杆的简图可用 轴线代替。杆件连接点用结点表示;杆长用结点间的距离 表示;荷载作用点移到轴线上。

混凝土结构力学与设计 麻省理工学院

混凝土结构力学与设计 麻省理工学院

{ 砂浆体-骨料系统被认为是中介层面。 { 开裂阶段: 1. 当 σ / f c′ ≅ 0.3 时,出现粘结裂缝 2. 当 σ / f c′ ≅ 0.75 − 0.80 时,出现砂浆体裂缝 3. 不稳定的裂缝扩展 4. 破坏 其中,当 f c′ = 参考强度,通常由标准尺寸的圆柱体试件的单轴试验(受压)得到。
5/6
1.054/1.541 混凝土结构力学与设计 Oral Buyukozturk 教授
2004 春季 内容提要1
钢筋的特性
{ 杨氏模量 { 屈服强度 { 极限强度 { 钢筋的规格 { 几何特征(直径、表面处理)
钢筋混凝土结构体系的类型
{ 梁-柱体系 { 板壳体系 { 剪力墙体系 { 基础体系
{ 极限状态设计 正常使用极限状态: 变形、疲劳、延性。 承载力极限状态: 强度、塑性倒塌、脆性断裂、失稳等。 理想的钢筋混凝土设计方法应当是极限承载力设计和工作应力设计的良好组合: (a) 极限荷载下的强度; (b) 使用荷载下的变形; (c) 使用荷载下的裂缝宽度。
{ 美国混凝土学会(ACI)规范强调:
水泥原材料成分
{ 氧化钙(CaO) { 二氧化硅(SiO2) { 三氧化二铝(Al2O3)
波特兰水泥成分的特性
成分 硅酸三钙, C3S 硅酸二钙, C3S 铝酸三钙, C3A 铝铁四钙, C4AF 反应速度 中等 慢 快 慢
4/6
放热量 中等 小 大 小
极限凝胶程度 好 好 差 差
1.054/1.541 混凝土结构力学与设计 Oral Buyukozturk 教授
f r = 7.5 f c′ (弯曲抗拉强度)
以及对于轻质混凝土
f r = 1.09 f ct ≤ 7.5 f c′

结构力学 第1章 1学时

结构力学 第1章 1学时

建筑力学‐‐‐‐综述刚体力学,研究力的传递过程。

理论力学单杆力学,研究单杆受力后内部的变化。

材料力学杆件结构力学,研究杆件结构受力后的变化。

结构力学研究杆系结构的组成规律,以及杆系结构在外荷载作用下的强度(轴力、剪力、弯矩)、刚度(位移)和稳定性。

研究杆件的强度(拉压、扭转、弯曲、剪切)、刚度(变形)和稳定性。

研究的是刚体机械运动的一般规律。

第三分册----结构力学第一章:绪论§1-1 结构力学的研究对象及任务§1-2 杆件结构的计算简图§1-3 杆件结构的类型§1-4 荷载的分类第1章绪论§1-1 结构力学的研究对象和基本任务结构的分类:1.杆系结构:由若杆根杆件组成,杆件的几何特征是:其长度远远大于杆件截面的宽度和高度。

梁:拱:刚架:桁架:⒉板壳结构:其厚度远远小于长度和宽度两个尺寸的结构。

板:壳:⒊实体结构:是指三个尺寸大约为同量级的结构重力式挡土墙:结构力学是研究结构的合理形式以及结构在受力状态下内力、变形、动力反应和稳定性等方面的规律性的科学。

研究的目的是使结构满足安全性、适用性和经济方面的要求。

结构类型:1、杆件(狭义结构)2、薄壁3、实体结构力学的基本任务:⑴根据功能和使用等方面的不同要求和结构的组成规律,研究结构的合理形式。

⑵研究结构内力、变形、动力反应和稳定性计算的理论和方法。

⑶研究由结构受力结果确定外界作用信息,或是根据外界作用信息,确定结构的有关信息,或是对结构的受力反应进行控制的理论和方法。

§1-2 结构的计算简图结构计算简图选择的主要原则:⑴“存本去末”—保留主要因素,略去次要因素,使计算简图能反映出实际结构的主要受力特征。

⑵“计算简便”—从实际出发,根据需要与可能,力求使计算简图便于计算。

结构计算简图简化的内容:1 结构体系的简化:空间杆系结构平面杆系结构2 杆件的简化:均用杆件的轴线表示杆件,杆件的长度用轴线交点间的距离表示。

第1章 结构力学绪论

第1章 结构力学绪论
一、计算简图的概念和简化原则
1. 概念:将实际结构进行抽象和简化,使之既能反映实 际工程的主要受力和变形特征,同时又能使计算大大简 化。这种经合理简化,用来代替实际结构的力学模型叫 做结构的计算简图。 2. 简化原则
(1)计算简图要尽可能反映实际结构的主要受力和变形 特点,使计算结果安全可靠; (2)略去次要因素,便于分析和计算。
一、平面杆件结构的分类
1. 梁 梁是一种受弯构件,轴线常为一直线,可以是 单跨梁,也可以是多跨连续梁,其支座可以是铰支座、 可动铰支座,也可以是固定支座。如图10(a)为单跨梁, 图10(b)为多跨连续梁。
2. 拱 拱的轴线为曲线,在竖向力作用下,支座不仅 有竖向支座反力,而且还存在水平支座反力,拱内不仅 存在剪力、弯矩,而且还存在轴力。图10(c)所示为一两 铰拱。
(2)按杆件系统的轴线是否在同一平面内分:
平面结构 : 杆件系统的轴系在同一平面内,且外力也作用在该平面内 空间结构 : 杆件系统的轴系不在同一平面内,外力也作用在任意平面
(3)按内力是否静定分:
静定结构 :内、反力可由静力平衡条件求出 超静定结构 :由静力平衡和变形条件共同求解
二、课程的主要研究对象
3. 根据荷载位置的变化情况,荷载可分为固定荷载 和移动荷载。 固定荷载是指荷载的作用位置固定不变的荷载,如 所有恒载、风载、雪载等; 移动荷载是指在荷载作用期间,其位置不断变化的 荷载,如吊车梁上的吊车荷载、钢轨上的火车荷载等。
4. 根据荷载的作用性质,荷载可分为静力荷载和动 力荷载。 静力荷载的数量、方向和位置不随时间变化或变化 极为缓慢,因而不使结构产生明显的运动,例如结构的 自重和其它恒载; 动力荷载是随时间迅速变化的荷载,使结构产生显 著的运动,例如锤头冲击锻坯时的冲击荷载、地震作用 等。

结构力学第一章[30页]

结构力学第一章[30页]

然实际工程中多为空间结构,但很多情况下可以简化为平面结构来计算。
结构力学课件
第一章 绪论
章目录 第一节 第二节 第章三目节录 第四节
第 2 节 荷载的分类
本节目录
1.2 荷载的分类 1.2.1 按荷载作用的状况 1.2.2 按荷载作用的时间 1.2.3 按荷载对结构产生的动力效应
结构力学课件
第一章 绪论
结构力学课件
第一章 绪论
章目录 第一节 第二节 第章三目节录 第四节
第 1 节 结构的分类
1.1 结构的分类
• 结构的定义:在工程实际中能承受荷载、传递荷载并起到骨架作用的体 系称为结构,如房屋建筑中的 梁、板、柱等。结构的类型很多,可从 不同的角度来分类。
• 结构的分类:按照其几何特征,一般可分为杆件结构、薄壁结构和实体 结构。
又可分为以下几种:
结构力学课件பைடு நூலகம்
第一章 绪论
章目录 第一节 第二节
第 1 节 结构的分类
1.1.1 梁
• 梁是一种受弯杆件,其轴线通常为直线。 • 常见的有单跨梁和多跨梁 ( 见 图 1 . 1 )
第章三目节录
第四节
图1.1
结构力学课件
第一章 绪论
章目录 第一节 第二节 第章三目节录
第1节
1.1.2 钢架
• 刚架是由梁和柱组成 的结构,其结点以刚 结点为主,也有铰结 点( 见 图 1 . 2 )。
结构的分类
第四节
图1.2
结构力学课件
第一章 绪论
章目录 第一节 第二节 第章三目节录
第1节
1.1.3 拱
• 拱是轴线为曲线且在 竖向荷载作用下支座 处产生水平反力的结 构( 见 图 1 . 3 )。

结构力学第1章 绪论-结构力学(1-2)

结构力学第1章 绪论-结构力学(1-2)
建筑材料通常为
钢、混凝土、砖、石等。 假设: 连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。 注意:
木料为各向异性材料(横纹与顺纹不同)
小结
知识点:
铰结点、刚结点、组合结点
可动铰支座、固定铰支座、固定支座、定向支座
材料性质简化的假设
重点:
结点的简化方法 支座的简化方法
难点:
工程结构简化
(4) 固定支座
简化方法
支座
(1) 可动铰支座
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。
梁 Fy 砖墙
简化方法
支座
(2) 固定铰支座
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。
Fx 梁
Fy
砖墙
简化方法
支座
(3) 定向支座
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。
课程目标
掌握系统的结构力学知识;提高结构计算能力,能熟 练地分析计算土木工程结构的力学性能; 培养学生的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)
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。
学科内容
主要研究杆件结构的几何组成规律,
学科任务
教学大纲 学习方法
本节课就讲到这。
休息一会儿!
第1章 绪 论
Introduction
第1章绪论 授课内容
1.1 结构的计算简图
1.2 平面杆件结构和荷载的分类
1.1 结构的计算简图
知识点:
铰结点、刚结点、组合结点 可动铰支座、固定铰支座、固定支座、定向支座

结构力学课件第1章

结构力学课件第1章

Fx Fy
固定铰支座 (hinge support)
M
滑动支座(定向支座) (guide support)
Fy
M
Fx
固定端支座 Fy (fixed support)
材料简化: 荷载简化:
连续、均匀、各向同性、弹性 面力、体力均作用于轴线;集中荷 载、分布荷载
各种支座的受力情况
限制X、Y向位移
固定铰支座 固定铰支座反力
1.梁(beam)
q FP
M
受弯构件。承 受横向荷载
荷载作用下,主要承弯的结构 多跨静定梁(直线) 连续梁(直线)
曲梁(曲线)
2.拱(arch)
轴线为曲线,力学 特征是在竖向荷载 作用下支座产生水 平推力
3.桁架(truss)
由若干两端为理想 铰的直杆连接而成 体系
竖向荷载下,将产生水平推力
不等高三铰拱
结构力学
<I>
临沂大学工程学院
结构力学学科组ຫໍສະໝຸດ 第一章§1 结构力学的学科 内容和教学要求
1-1 结构
1-2 结构力学研究对象 1-3 课程教学中的能力培养
研究对象
结构概念
(structure)
由建筑材料按合理方式组 成的建筑物和工程建设中 承受、传递荷载起骨架作 用的工程体系。
狭义结构力学——由杆系组成的体系(**)
高层建筑
水利工程
桥梁工程
大跨结构
高耸结构
核电建筑
体育建筑
计算简图
力学建模 — 分析实际结构,需要利用力学 知识、结构知识和工程实践经 验,经科学的抽象,并根据实 际受力、变形规律等主要因素, 对结构进行合理简化。 简化原则 :尽可能符合实际;尽可能简单

结构力学第一章绪论

结构力学第一章绪论
➢ 按结构受力和变形特性分
➢ 梁、刚架、拱
➢ 按结构计算特点分
➢ 静定、超静定
➢ 按结构几何特性分
➢ 平面、空间
Y. Peng, Dept. of Civil Engineering & Architecture, Southwest University of Science & Technology
➢ 反力Fy必垂直于支承面且通过铰中心
A
A
支座 垫板
Fy
Fy
2、 固定铰支座
➢ 只允许绕铰转动,忽略磨擦
➢ 反力作用线过铰心
➢ 用坐标分力Fx,Fy表示
A
梁 圆柱形铰 滚轴

圆柱形铰
支座 垫板
Y. Peng, Dept. of Civil Engineering & Architecture, Southwest University of Science & Technology
3、 固定支座
➢ 既不能转动,也不能移动。 ➢ 水平反力Fx,竖直反力Fy,反力矩M
Fx M Fy
Y. Peng, Dept. of Civil Engineering & Architecture, Southwest University of Science & Technology
4、 定向支座
1.4 荷载的分类
主动力
外力

约束力
内力
荷载 反力
➢ 按作用在结构上的时间长短分
➢ 恒载、活载
➢ 按作用在结构上的分布情况分
➢ 分布荷载、集中荷载
➢ 按作用在结构上的动力效应分
➢ 静荷载、动荷载
Y. Peng, Dept. of Civil Engineering & Architecture, Southwest University of Science & Technology

结构力学-第一章绪论

结构力学-第一章绪论

*具有对计算结果进行定量校核或定性判断的能力。
*初步具有应用计算机计算的能力。 做题练习是学习结构力学的重要环节。不做一定量的习题就很难对基 本概念和方法有深入的理解和掌握,也很难培养较好的计算能力。
§1-2 结构的计算简图 《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
实际结构往往是很复杂的,进行力学计算以前,必 须加以简化,用一个简化的图形来代替实际结构,这 个图形称为结构的计算简图。 一、简化的原则: (1)从实际出发——计算简图要反映实际结构的主要 性能。 (2)分清主次,略去细节——计算简图要便于计算。
又称壁结构,几何特征是其厚 度要比长度和宽度小的多 长、宽、厚三个尺度大小相仿
梁、拱、刚架、桁架
房屋中的楼板和壳体 屋盖 水工结构中的重力坝
板壳结构 实体结构
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
结构力学的主要研究对象是杆件结构
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
杆件结构
平面杆件结构 空间杆件结构
本教程主要研究平面杆件结构
结构力学的主要任务:
强度
结构的要求: 刚度
稳定性
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
结构力学的任务是根据力学原理研究外力和其 他外界因素作用下结构的内力和变形,结构的 强度、刚度、稳定性和动力反应,以及结构的 几何组成规律。包括以下三方面内容:
二、简化的要点
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
1.结构体系的简化 一般的结构都是空间结构。但是,当空间结构在某 一平面内的杆系结构承担该平面内的荷载时,可以把空 间结构分解成几个平面结构进行计算。 2.杆件的简化

学习建筑英语-结构力学

学习建筑英语-结构力学

Types of Stress-Strain Behavior
Stress Stress
E
Strain (a) Linear Elastic
Stress Stress
Strain (b) Non-linear Elastic
(c) Elastic-plastic
Plastic strain
Strain
100 lb
100 lb
Tension
University of Massachusetts Amherst
Compression
Forces in Structural Elements (cont.)
100 lb
Bending
Torsion
University of Massachusetts Amherst
Function of fibers: •Provide stiffness •Tensile strength
University of Massachusetts Amherst
Important Structural Properties
University of Massachusetts Amherst
– Design: process of determining location, material, and size of structural elements to resist forces acting in a structure
University of Massachusetts Amherst
• Analyze and design one or more viable solutions • Testing and evaluation of solution

结构力学 第一章 绪论

结构力学 第一章 绪论
横向荷载下 P P P P P
Q
Q
纵向荷载下
Q
2016/2/29
结构力学
48
§1-3 杆件结构的分类
高层建筑、 大型水利工程、 桥梁结构、 大跨结构 高耸结构、 核电站结构、 体育馆结构。
2016/2/29
结构力学
25
框架结构
悬索桥(悬索)
结构复杂
体育馆(板、壳结构)
2016/2/29
结构力学
26
上海杨浦斜拉桥
世界第一拱——卢浦大桥
结构复杂
2016/2/29
上 海 金 茂 大 厦
结构力学
27
1-2-2 结构计算简图的概念
y
y
A x
A
x
FAy
用于大型钢桥
图1-7 可动铰支座及反力
2016/2/29
结构力学
37
固定端(固定支座)
限制全部位移 ( 移动和转动 ) ,其反力用沿 坐标的分量和力偶来表示。
y A x
y Ayx NhomakorabeaFAx
MA
A
FAy
x
图1-8
2016/2/29
平面固定端支座及反力
结构力学
38
定向支座
限制某些方向的位移和转动,而允许某一 方向产生位移,其反力除所限制位移方向力外, 还有支座反力偶。 y
2016/2/29
结构力学
31
1-2-4 杆件的简化
在计算简图中,结构的杆件就可抽象化地用 轴线来表示。
2016/2/29
结构力学
32
1-2-5 结点的简化及分类
结点 (Joint) 杆件的交汇点。
结点可分为铰结点、刚结点和组合结点。

结构力学第一章 绪论和构造分析

结构力学第一章 绪论和构造分析
计算简图——可以代替某一实际结构用一个简化的简 化图形。
一、确定计算简图的原则 (1) 从实际出发——计算简图要反映结构的主要性能。 (2)分清主次,略去细节——计算简图要便于计算。
二、 计算简图的简化要点 1.结构体系的简化
多数情况下,可以忽略一些次要的空间约束,将实 际空间结构分解为平面结构。
2020/11/24
5、思考题
1. 杆件结构、板壳结构与实体结构的主要差别是什么?
2. 结构力学、材料力学、弹性力学的研究对象的主要 差别是什么?
3. 常见的雨伞、降落伞和气球各属于那种(张拉式薄 膜结构充气式薄膜结构)薄膜结构?
2020/11/24
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20
结构力学 Structural Mechanics
§1-2 结构的计算简图
5
结构力学 Structural Mechanics
桥梁结构
赵州桥
澳门桥
澳门桥
重庆长江大桥
2020/11/24
虎门大桥
.
6
结构力学 Structural Mechanics
桥 梁 结 构
斜拉结构-上海南浦大桥
2020/11/24
悬索结构--伦敦塔楼
返回
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7
结构力学 Structural Mechanics
2020/11/24
.
18
结构力学 Structural Mechanics
3. 自学能力 • 复习已学的知识——即精读教材; • 摄取新的知识——即阅读参考书; • 理解、分析、概括、整理、运用所学知识。
4. 表达能力 • 作业条理清楚,步骤整齐,计算书书写整洁。
2020/11/24
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We will teach basic techniques and concepts and use specific examples. But, the technique may apply to another structural type as well.
Example: (aircraft to space station) Fuselage --> space station living habitat (pressurized cylinders)
Paul A. Lagace © 2001
Unit 1 - p. 8
MIT - 16.20
Fall, 2002
Iterative loops • Big loop 2 : May find there is no way to attain what was asked for
• Loop 1 : Go through this all the time. Get more and more specific on design each time - Use more refined techniques each time - Iterate to get most efficient structure • • in 16.20 • Learn to do #4 and #5 • Use knowledge attained in 16.20 and by doing #4 a number of times to think about #3 Current use of IPT’s…customers involved #1 usually given from “above” #2 tells us what we need to consider
• • •
Amount industries (civilian) are willing to pay to save a pound of weight: Satellites $10,000 - $20,000 (w/o servicing) Transport Aircraft $100 - $200 General Aircraft $25 Automobile ∼ $0.00
MIT - 16.20
Fall, 2002
Need to study structural mechanics to design properly to prevent failure
There is no doubt that any of the disciplines of Aeronautics and Astronautics can contribute to an accident -engine failure -etc. But, the vast majority of non-human induced accidents is due to structural (material) failure (ultimately).
Paul A. Lagace © 2001
Unit 1 - p. 9
Paul A. Lagace © 2001
Unit 1 - p. 6
MIT - 16.20
Fall, 2002
Many aspects • Required loads • Required deformations • Corrosion resistance (e.g., no penetration on pressure vessels) Many aspects to “failure” (we will discuss later)
Paul A. Lagace © 2001
Unit 1 - p. 2
MIT - 16.20
Fall, 2002
Aeronautics and Astronautics deal with three major categories of structures: 1. Aircraft (atmospheric vehicles) 2. Launch vehicles 3. Space structures (partially a civil engineering task?) (Note: Transatmospheric vehicles can be combinations of 1 and 2…the Shuttle is!)
IMPORTANT: Many of the design considerations for these three categories are different, but the same techniques and concepts are used to analyze the structures (basically)
Purpose of 16.20: Provide you with the tools to properly Design “Aerospace Structures” to assure “structural integrity” (i.e., it doesn’t fail)
Note, 16.20 mainly oriented in past to aircraft structures because that is where the main experience lies. We will try to generalize and show examples for space structures.
Paul A. Lagace © 2001
Unitห้องสมุดไป่ตู้1 - p. 5
MIT - 16.20
Fall, 2002
Sometimes willing to pay for performance (military, FWC…polar orbit) Factors in determining cost • • • • • • Material cost Waste amount Manufacturing Subassembly/assembly Durability and maintenance Useful life
Fall, 2002
Structure type Buildings Ships Cars Space stations Airplanes •


Possible considerations
The difference is often in the degree of refinement of the structural analysis (generally more refined in A & A!)
Paul A. Lagace © 2001
Unit 1 - p. 4
MIT - 16.20
Fall, 2002
Overview of Structural Design Process
(Review from U.E.)
Purpose: Assure “structural integrity” while minimizing cost
MIT - 16.20
Fall, 2002
Unit 1
Introduction and Design Overview
Paul A. Lagace, Ph.D.
Professor of Aeronautics & Astronautics
and Engineering Systems
Paul A. Lagace © 2001
5. Determine capability of structure to carry loads (of box 2) subject to design restrictions (of box 1)
Manufacturing & Maintenance considered throughout
In fact, except for special design considerations, the techniques used for all structures are basically the same:
Paul A. Lagace © 2001
Unit 1 - p. 3
MIT - 16.20
In aerospace structures, cost often means weight. Why? Saving a pound of weight means more - payload (extra passengers, more satellites) - fuel (longer distance, longer duration via extended station keeping)
An engineer must consider all these. In 16.20 we will focus on “structural integrity” and methods to assess such. Definition of structural integrity: “Capability of a structure to carry out the operation for which it was designed.”
Paul A. Lagace © 2001
Unit 1 - p. 7
MIT - 16.20
Fall, 2002
Design Process
1. Design restrictions/specifications
2. Determine applied loads and operating environment to which structure is subjected 3. Layout structural arrangement, select materials, size components 2 1 4. Determine internal stresses and deflections
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