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结构力学基础讲义PPT(共270页,图文)

alMM
B bM l
a l
b M
l
17
2. 多跨静定梁: 关键在于正确区分基本部分和附
属部分，熟练掌握截面法求控制截面弯矩，熟练掌握区段叠加法作单跨梁内力图。
多跨静定梁——由若干根梁用铰相连，并用若干支座与基础相连而组成的静定结构。
17:11
18
附属部分--依赖基本部分的存在才维持几何不变的部分。
17:11
24
3. 静定平面刚架 (1) 求反力。
切断C铰，考虑右边平衡，再分析左边部分。求得反力如图所示：
C
17:11
25
3. 静定平面刚架
(2)作M图 (3)做Q、N图 (4) 校核
17:11M图
N图
Q图
26
§1-4 静定桁架
17:11
27
§1-4 静定桁架
* 桁架的定义：
——由若干个以铰（Pins）结点连接而成的结构，外部荷载只作用在结点上。
对只有轴力的结构（桁架）：
1组7:1合1 结构则应分别对待。
61
§1-５静定结构位移计算
3. 荷载作用下的位移计算
例：求△cy 1. 建立力状态，在C点加单位 EI
竖向力。
2. 建立各杆内力方程：
EI
3. 求位移：
17:11
62
§1-５静定结构位移计算
3. 荷载作用下的位移计算
积分注意事项：
⒈ 逐段、逐杆积分。 ⒉ 两状态中内力函数服从同一坐标系。 ⒊ 弯矩的符号法则两状态一致。
2. 三铰拱的数解法
* 内力计算： ⑴任一截面K(位置)：KK截截面面形形心心处坐拱标X轴K切、线YK的倾角 K

结构力学(全套课件131P) ppt课件

的两根链杆的杆轴可以平行、交叉，或延长线交于
一点。
当两个刚片是由有交汇点的虚铰相连时，两个刚
片绕该交点（瞬时中心，简称瞬心）作相对转动。
从微小运动角度考虑，虚铰的作用相当于在瞬时
中心的一个实铰的作用。
19
20
规则二（三刚片规则）：三个刚片用不全在一条直线上的三个单铰（可以
是虚铰）两两相连，组成无多余约束的几何不变体系。
两个平行链杆构成沿平行方向上的无穷远虚铰。
三个刚片由三个单铰两两相连，若三个铰都有交点，容易由三个铰的位置得出体系几何组成的结论。当三个单铰中有或者全部为无穷远虚铰时，可由分析得出以下依据和结论：
１、当有一个无穷远虚铰时，若另两个铰心的连线与该无穷远虚铰方向不平行，体系几何不变；若平行，体系瞬变。
３、通过依次从外部拆除二元体或从内部（基础、基本三角形）加二元体的方法，简化体系后再作分析。
41
第一部分静定结构内力计算
静定结构的特性：１、几何组成特性２、静力特性静定结构的内力计算依据静力平衡原理。
第三章静定梁和静定刚架
§3-1 单跨静定梁
单跨静定梁的类型：简支梁、伸臂梁、悬臂梁一、截面法求某一指定截面的内力
15
１、单约束（见图２-2-2）连接两个物体（刚片或点）的约束叫单约束。
１）单链杆（链杆）（上图）一根单链杆或一个可动铰（一根支座链杆）具
有１个约束。２）单铰（下图）
一个单铰或一个固定铰支座（两个支座链杆）具有两个约束。３）单刚结点
一个单刚结点或一个固定支座具有３个约束。
16
２、复约束连接３个（含３个）以上物体的约束叫复约束。
三、对体系作几何组成分析的一般途径

结构力学ppt课件

结构力学ppt课件
目录
• 结构力学简介 • 结构力学的基本原理 • 结构分析的方法 • 结构力学的应用 • 结构力学的挑战与未来发展 • 结构力学案例分析
01
结构力学简介
什么是结构力学
01
结构力学是研究工程结构在各种外力作用下产生的响
应的一门学科。
02
它主要涉及结构的强度、刚度和稳定性等方面的分析
04
有限元法
有限元法是一种将结构分解为有限个小的单元，并对每个单元进行力学分析的方法。
有限元法具有适用范围广、精度较高等优点，但也存在计算量大、需要较强的计算机能力等缺点。
通过对所有单元的力学行为进行组合，可以得到结构的整体力学行为。
它适用于对复杂结构进行分析，例如板壳结构、三维实体等。
结构力学的历史与发展
结构力学起源于19世纪中叶，随着土木工程和机械工程的发展而逐渐形成。
早期的结构力学主。
目前，结构力学已经广泛应用于各个工程领域，包括建筑、桥梁、机械、航空航天等。同时，结构力学的研究也在不断深入和发展，以适应各种复杂工程结构的需要。
案例一：桥梁的力学分析
总结词
桥梁结构是力学分析的重要案例，涉及到多种力学因素，包括静载、动载、应力、应变等。
详细描述
桥梁的力学分析需要考虑多种因素，包括桥梁的跨度、桥墩的支撑方式、桥梁的材料性质等。在分析过程中，需要建立力学模型，进行静载和动载测试，并运用结构力学的基本原理进行优化设计。
案例二：航空发动机的力学设计
强度理论
01
强度理论是研究结构在外力作用下达到破坏时的强度条件的科学。
02
强度理论的基本方程包括最大正应力理论、最大剪切应力理论、形状改变比能理论和最大拉应力理论，用于描述结构在不同外力作用下达到破坏时的条件。

结构力学 PPT课件

总复习
1
NaA 2
1 1m×4＝4m
解：取1-1以右为分离体 ∑Y=0 NC=－10kN 取2-2以右为分离体
O
∑Y=6+YB+YC=0
6kN
YB=0
∑MO=0 NA=0
a
2
6kN
8kN
6kN
总复习
第八章静定结构影响线
一、影响线的定义：
定义：当单位荷载（P=1）在结构上移动时，表示结构某一指
定截面中某项内力变化规律的曲线，称为该项内力的影响线。
二、叠加法绘制弯矩图
Q M AB M BA Q0
AB
l
AB
•首先求出两杆端弯矩，连一虚线， •然后以该虚线为基线， •叠加上简支梁在跨间荷载作用下的弯矩图。
三、内力图形状特征 1、在自由端、铰支座、铰结点处，无集中力偶作用，截
面弯矩等于零，有集中力偶作用，截面弯矩等于集中力偶的值。
总复习
M M 0 Hy
Q Q0 cos H sin N Q0 sin H cos
2、在拱的左半跨取正右半跨取负；
3、仍有 Q=dM/ds 即剪力等零处弯矩达极值；
4、 M、Q、N图均不再为直线。
5、集中力作用处Q图将发生突变。
6、集中力偶作用处M图将发生突变。
四、三铰拱的合理轴线在给定荷载作用下使拱内各截面弯矩
2、刚结点上各杆端弯矩及集中力偶应满足结点的力矩平衡。两杆相交刚结点无m作用时，两杆端弯矩等值，同侧受拉。
3、具有定向连结的杆端剪力等于零，如无横向荷载作用，该端弯矩为零。
4.无何载区段 5.均布荷载区段 6.集中力作用处 7.集中力偶作用处
平行轴线
Q图

结构力学第5章57华南理工

结构力学第5章57华南理工本文将介绍结构力学第5章57华南理工的相关内容。

在本章中，我们将深入探讨材料的应力和应变的概念，以及杆件的受力分析和静力平衡的相关知识。

材料的应力和应变材料在受到外力作用时，会产生应变，这种应变会导致相应的内部应力。

因此，我们需要定义材料的应力和应变。

应力应力是指物体某一点上单位面积内的作用力大小，常用符号为σ，单位为帕斯卡。

我们可以通过以下公式计算材料的应力：σ = F / A其中，F表示作用力的大小，A表示受力面积的大小。

应变应变是指物体在受到外力作用时，产生的形变量，常用符号为ε。

我们可以通过以下公式计算材料的应变：ε = ΔL / L0其中，ΔL表示物体的长度变化量，L0表示物体的原始长度。

杆件的受力分析杆件是结构力学中常见的一种构件，它通常用来承受拉力或压力。

在杆件的受力分析中，常用的方法有受力分析法和力平衡法。

受力分析法受力分析法是指通过杆件的力学分析，推导出每个节点的受力情况，以及支座的反力情况。

我们可以通过以下步骤进行杆件的受力分析：1.给定杆件的外部荷载和支座的约束条件；2.根据杆件的受力平衡条件，列出杆件的受力方程；3.利用节点力平衡条件，求解每个节点的受力；4.利用支座反力平衡条件，求解支座的反力。

力平衡法力平衡法是指通过对整个结构的平衡条件进行分析，推导出每个节点的受力情况，以及支座的反力情况。

我们可以通过以下步骤进行杆件的受力分析：1.给定杆件的外部荷载和支座的约束条件；2.根据整个结构的受力平衡条件，列出整个结构的受力方程组；3.利用节点力平衡条件，求解每个节点的受力；4.利用支座反力平衡条件，求解支座的反力。

静力平衡静力平衡是指物体在外力作用下，保持平衡的状态。

在结构力学中，静力平衡是构造稳定结构的基础。

我们可以通过以下条件判断物体是否处于静力平衡状态：1.物体的所有外力合力为零；2.物体的所有外力所产生的力矩合为零。

在结构力学中，材料的应力和应变、杆件的受力分析和静力平衡是非常重要的知识点。

《结构力学教材》课件

随着计算机技术的不断发展，结构力学将与数值计算方法更加紧密地结合，实现对复杂结构的精确模拟和分析。
多物理场耦合的研究
未来结构力学将更加注重与流体力学、热力学等其他物理场的耦合研究，以解决多场耦合的复杂工程问题。
智能化技术的应用
人工智能、机器学习等技术在结构力学中的应用将逐渐普及，为结构设计和优化提供新的思路和方法。
结构力学的重要性
结构力学是工程设计中的关键环节，能够确保结构的稳定性、安全性和经济性。
通过结构力学分析，可以预测结构的性能，优化设计方案，提高工程质量。
结构力学的历史与发展
结构力学的发展可以追溯到古代的建筑实践，如中国的长城、埃及的金字塔等。
随着科学技术的发展，结构力学不断吸收新的理论和方法，如有限元方法、计算机辅助设计等，推动了结构力学的进步和应用。
结构力学在工程实践中的挑战与机遇
复杂结构的分析
随着工程结构的日益复杂化，对结构力学在复杂结构分析方面的要求也越来越高，这既是一个挑战也是一个机遇。
耐久性与安全性
绿色与可持续发展
随着对环境保护的重视，结构力学在绿色建筑、节能减排等领域的应用将更加广泛，为可持续发展提供技术支持。
工程结构的耐久性与安全性是结构力学的重要研究内容，未来将面临更多的挑战和机遇。
02
结构力学的基本原理
静力学原理
静力学原理总结
静力学是研究物体在静止状态下受力与变形的关系。
静力学基本概念
静力学涉及到的基本概念包括力、力矩、力偶、约束等。
静力学平衡条件
静力学平衡条件是物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动的状态。
静力学应用
静力学原理广泛应用于工程结构、机械系统等领域。

结构力学讲义ppt课件

x y
x
结点自由度
y
φ
x
y
x
刚片自由度
2）一个刚片在平面内有三个自由度，因为确定该刚片在平面内的位置需要三个独立的几何参
数x、y、φ。
4. 约束
凡是能减少体系自由度的装置就称为约束。
6
约束的种类分为：
1）链杆
简单链杆仅连结两个结点的杆件称为简单链杆。一根简单链杆能减少一个自由度，故一根简单链杆相当于一个约束。
FyA
特点： 1) 结构在支座截面可以绕圆柱铰A转动； 2) x、y方向的反力通过铰A的中心。
29
3. 辊轴支座
A
A
FyA
特点： 1) 杆端A产生垂直于链杆方向的线位移； 2) 反力沿链杆方向作用，大小未知。
30
4. 滑动支座（定向支座）
A 实际构造
A
MA
FyA
A
MA
FyA
特点： 1）杆端A无转角，不能产生沿链杆方向的线位移，可以产生垂直于链杆方向的线位移；
16
A
I
II
c)
B III C
形成瞬铰B、C的四根链杆相互平行（不等长），故铰B、C在同一无穷远点，所以三个铰A、 B、C位于同一直线上，故体系为瞬变体系（见图c）。
17
二、举例
解题思路：基础看作一个大刚片；要区分被约束的刚片及
提供的约束；在被约束对象之间找约束；除复杂链杆和复杂铰外，约束不能重复使用。
高等教育出版社
4
第一章绪论
§1-1 结构力学的内容和学习方法
§1-2 结构计算简图
5
§1-1 结构力学的内容和学习方法
一、结构
建筑物或构筑物中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。如：房屋中的框架结构、桥梁、大坝等。

结构力学第2章2-3(华南理工)

若一个刚片内部具有多余约束则在对体系的几何可变性进行分析时可以看作一般刚片但在求体系的计算自由度或是多余约束数量时应计入上述多余约束
§2-3 平面几何不变体系的组成规则 2-3-1 两刚片组成规则两刚片间用不相交于一点也不相平行的三根链杆相联，其内部是几何不变的，并且没有多余的约束。
两刚片间用不相交于一个铰（实铰或虚铰）和一根不通过该铰的链杆相联，其内部是几何不变的，并且没有多余的约束。
减少或增加二元体不改变体系的几何构造特征。 2-3-3 基本组成规则的应用技巧一元体：一个刚片与一个体系之间只用三根不相交于一点也不相平行的链杆联结，则该刚片称为一元体。
减少或增加一元体不改变体系的几何构造特征。
可去除基础只分析上部体系的几何构造。
等效代换：即链杆与刚片之间的代换。 ⑴ 任何链杆（包括支座链杆）都可以看作刚片。 ⑵ 刚片看作链杆则是有条件的：若一个刚片仅通过两个铰（包括虚铰）对外联系，则该刚片可看作通过这两个铰的链杆；若一个刚片是通过3个或3个以上的铰与外部联结，则该刚片看作联结这些铰的内部几何不变，并且无多余约束的链杆体系。注意：若一个刚片内部具有多余约束，则在对体系的几何可变性进行分析时可以看作一般刚片，但在求体系的计算自由度或是多余约束数量时应计入上述多余约束。如：
常变体系
瞬变体系
常变体系
瞬变体系
2-3-2 三刚片组成规则三刚片用不在一直线上的三个铰两两相联，其内部是几何不变的，并且没有多余的约束。
实铰相联：
虚铰相联：
当三个铰在一直线上时一简单的事实，即边长给定的三角形的几何形状是惟一确定的。因此，平面几何不变体系的基本组成规则可称为三角形规则。
三刚片相联的几种特殊情况：

结构力学第一章绪论

<2> 板壳结构: （平板结构、壳体结构）薄壳结构，几何特征：厚度<<长度和宽度
<3> 实体结构: （块体结构）结构的长、宽、高在同一量级。
<4> 薄壁充气结构 :
<5> 悬吊结构 : 主要承重构件为悬挂于塔、柱上的缆索，索只受轴向拉力，可最充分发挥钢材强度，且自重轻，可跨越很大的跨度。（柔式（无加劲梁或加劲桁架的）悬索桥、劲式（有加劲梁或加劲桁架的）悬索桥、斜拉桥）
∑ Y = 0,
∑M = 0
称为静定结构
可解出 X A ,
YA ,
YB
得到杆的内力。
静定结构和超静定结构 (ii) 连续梁
称为超静定结构
荷载定义和分类按作用位置是否变化：固定荷载和移动荷载。恒载及某些活载（如风、雪等）在结构上的作用位置可以认为是不变动的，称为固定荷载；而有些活载如列车、汽车、吊车等是可以在结构上移动的，成为移动荷载。按是否产生动力效应：静力荷载和动力荷载。静力荷载是指其大小、方向和位置不随时间变化或变化很缓慢的荷载，它不致使结构产生显著的加速度，可以略去惯性力的影响。动力荷载是指随时间迅速变化的荷载，它将引起结构振动，使结构产生不容忽视的加速度，必须考虑惯性力的影响。
第一章
绪
论
第一章绪论内容
1、结构定义 2、结构分类 3、三大力学的密切关系 4、学习结构力学的具体任务 5、计算简图 6、支座定义和分类 7、结点定义和分类 8、荷载定义和分类 9、静定结构和超静定结构
结构定义
1.什么是结构？
在建筑物和工程设施中用来支承和传递荷载、在建筑物和工程设施中用来支承和传递荷载、维持形态、起骨架作用的部分，称为结构。维持形态、起骨架作用的部分，称为结构。

结构力学第4章4-2(华南理工)

1 4 5 4
由∑Fy=0, 得：FNcy=-Fy11
FNc 2FNcy 2Fy11
2
例4-3 作图示桁架a、b、c 三杆轴力的影响线。 ⑸ 作FNc 影响线(下承)： (作截面Ⅱ-Ⅱ) ②当FP=1在截面Ⅱ-Ⅱ右侧 5 时, 取该截面左侧为隔离体。4
Ⅱ
Ⅱ
1
Fy 3 影响线
FNcy
由∑Fy=0, 得：FNcy=Fy3
FNa
1 4
1
Fy11 影响线
1 4 5 4
由∑Fy=0, 得：FNb=Fy11
1
例4-3 作图示桁架a、b、c 三杆轴力的影响线。 ⑶ 作FNb影响线(下承)： (作截面Ⅰ-Ⅰ) ②当FP=1在截面Ⅰ-Ⅰ右侧 5 时, 取该截面左侧为隔离体。4
Ⅰ
Ⅰ
1
Fy 3 影响线
FNa
1 4
1
Fy11 影响线
1
Fy11 影响线
1 4 5 4
由∑Fy=0, 得：FNb=Fy11
1
例4-3 作图示桁架a、b、c 三杆轴力的影响线。 ⑷ 作FNb影响线(上承)： (作截面Ⅰ-Ⅰ) ②当FP=1在截面Ⅰ-Ⅰ右侧 5 时, 取该截面左侧为隔离体。4
Ⅰ
Ⅰ
1
Fy 3 影响线
FNa
1 4
1
Fy11 影响线
1 4 5 4
5 4 1 4
3 8
1
①当FP=1在E以右时, 取横梁的E以左部分为隔离体：
FyA影响线
L FQE
1
FyB影响线
2 F 2 NAC
L FQE
Fy 0 :
2 2 FNAC FNAE 2 2 x 2x 8d FNAC

工程力学之结构力学(PPT31页)

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分析实例4
A
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A
B
CD
E
上部体系与基础用不交于一点的三根链杆相连
B
CD
E
再去掉二元体A
B
CD
E
先去掉基础
剩下BC，DE用两根平行链杆相连，所以原体系是有一个自由度的几何可变体系。
II
III
II III
I
I
几何不变体系
几何瞬变体系
三、增减二元体规则
一体系上增加或减少若干个二元体，不改变原体系的几何组成。
二元体：两根不共线的链杆固定一个新结点的装置。如：
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第2章
几何组成分析
Geometrical Constitution Analysis
目录
§2-1 几何组成分析的目的和概念 §2-2 几何不变体系的简单组成规则 §2-3 几何组成分析示例 §2-4 静定结构和超静定结构
§2-1 几何组成分析的目的和概念
装配过程通常有两种： 1、从基础出发构造
2、从内部刚片出发构造
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