结构力学 第1章 绪论

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结构力学01第一章.绪论

结构力学01第一章.绪论

壳式结构
通过壳体的形状和厚度 承受荷载,如穹顶、储
罐等。
荷载类型与特点
80%
永久荷载
长期作用在结构上的荷载,如结 构自重、土压力等。
100%
可变荷载
随时间变化而变化的荷载,如楼 面活荷载、风荷载、雪荷载等。
80%
偶然荷载
不常出现但一旦出现将对结构产 生重大影响的荷载,如地震力、 爆炸力等。
结构安全性与经济性
跨学科融合
与建筑学、土木工程、机械工程等学 科交叉融合,推动结构力学领域的发 展和创新。
04
结构力学在土木工程领域应用
建筑设计阶段应用
结构分析和设计
利用结构力学原理和方法,对建 筑结构进行受力分析和设计,确 保建筑物在各种荷载作用下的稳 定性和安全性。
优化设计方案
通过结构力学计算和分析,可以 对建筑设计方案进行优化,提高 建筑物的结构性能和经济效益。
国外研究现状
在结构优化设计、新材料应用等方面较为领先,注重创新性和实 用性。
未来发展趋势预测
计算方法创新
发展更高效、精确的计算方法,如有 限元法、离散元法等。
新材料应用
探索新材料在结构力学中的应用,提 高结构性能和耐久性。
智能化发展
结合人工智能、大数据等技术,实现 结构力学设计、分析的智能化和自动 化。
结构力学01第一章绪论

CONTENCT

• 绪论引言 • 结构力学基本概念 • 结构力学发展历史及现状 • 结构力学在土木工程领域应用 • 结构力学分析方法简介 • 结构力学实验方法及设备介绍
01
绪论引言
课程介绍
结构力学是固体力学的一个分 支,主要研究工程结构受力和 传力的规律,以及如何进行结 构优化的学科。

朱慈勉结构力学第一章

朱慈勉结构力学第一章

绪论 框架结构传力分析
绪论 桁架结构传力分析
绪论 拱结构传力分析
绪论
二、结构力学的任务
1、研究结构的组成规律:杆件如何拼装才能 成为一个结构,怎样拼装才能成为一个好的结构。
2、研究结构在外部因素作用下的强度、刚度 和稳定性的计算原理计算方法
3、结构组成举例:
绪论 1、静定结构 2、超静定结构 3、几何可变体系
A
VA
(3)固定支座(固定端支座):力作用点、方向、大小均未知。
A
HA MA VA
绪论
(4)定向支座(滑动支座):力作用点、方向、大小均未知。
A
A
HA
MA
MA
4、荷载的简化
VA
(1)体荷载:折算为作用于杆轴、沿杆轴线分布的线荷载。例如 自重。
(2)面荷载:折算为作用于杆轴的集中荷载或线荷载。例如风压、 雪压、设备重等。
A
B
CD
A:刚结点 B、D:铰结点
E
F
G
C:组合结点
杆BF与杆CD为刚结, 杆BC与杆BF为铰结。
绪论
3、支座结点的简化
支座定义:把结构与基础联结起来的装置。
(1)铰支座(固定铰支座):力作用点在铰中心,方向大小均未知。 A
HA
VA
(2)可动铰支座(辊轴支座):力作用点在铰中心,方向向上,大
小未知。
5、结构简化举例 单层工业厂房:
绪论
厂房 排架
桁架 吊车梁
绪论
1.3 平面结构的分类 一、按构造特征和受力特点分:
1、梁

2、拱
3、桁架
4、刚架

5、组合结构
桁架
刚架
组合结构

结构力学课件 第1章 绪论

结构力学课件  第1章 绪论

一、荷载与作用 ➢荷载:主动作用在结构上的外力,如自重荷载、风荷载等; ➢广义荷载:外力、温度改变、支座沉降、制造误差、材料的收缩及松 驰、地震作用等; ➢作用:广义荷载,引起结构受力或变形的外因(外力、温度变化、支 座沉降、制造误差、材料收缩以及松弛、徐变等)
二、荷载(作用)的确定
➢荷载(作用)的确定是结构设计中极为重要的工作;
➢《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 ➢《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)
三、荷载的分类 ➢1、根据荷载作用时间的久暂划分
恒载 (永久荷载)
Permanent load 活载
(可变荷载) Variable load
永久作用在结构上的不变 荷载,如构件自重、设备
荷载等
暂时作用在结构上的可变荷载, 列车荷载、风载、地震作用等
三、荷载的分类
➢2、按作用 位置变化情况
固定荷载 移动荷载
作用在结构上的位置 是不变的,如恒载、 某些活载(风载、雪
载等)
能在结构上移动的荷载,如 列车荷载、吊车荷载
三、荷载的分类
静力荷载 动力荷载
➢3、根据荷载对结构产生的动力效应划 分 指大小、方向和位置不随时间 变化或变化很缓慢的荷载,
第一章 绪 论(Introduction )
中国矿业大学 鲁彩凤
§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 杆件结构的分类
§1-1 结构力学的研究对象和任务
(Research object and task of Structural Mechanics )
本节主要内容: 一、工程结构及分类 二、结构力学的研究对象 三、结构力学的任务

(完整word版)结构力学讲义

(完整word版)结构力学讲义

第一章绪论§1.1 结构和结构的分类一、结构(structure)由建筑材料筑成,能承受、传递荷载而起骨架作用的构筑物称为工程结构。

如:梁柱结构、桥梁、涵洞、水坝、挡土墙等等。

二、结构的分类:按几何形状结构可分为:1、杆系结构(structure of bar system) :构件的横截面尺寸<<长度尺寸;2、板壳结构(plate and shell structure) :构件的厚度<<表面尺寸。

3、实体结构(massive structure) :结构的长、宽、厚三个尺寸相仿。

三、杆系结构的分类:按连接方法,杆系结构可分为:§1.2 结构力学的研究对象、任务和方法一、各力学课程的比较:二、结构力学的任务:1、研究荷载等因素在结构中所产生的内力(强度计算);2、计算荷载等因素所产生的变形(刚度计算);3、分析结构的稳定性(稳定性计算);4、探讨结构的组成规律及合理形式。

进行强度、稳定性计算的目的,在于保证结构满足安全和经济的要求。

计算刚度的目的,在于保证结构不至于发生过大的变形,以至于影响正常使用。

研究组成规律目的,在于保证结构各部分,不至于发生相对的刚体运动,而能承受荷载维持平衡。

探讨结构合理的形式,是为了有效地利用材料,使其性能得到充分发挥。

三、研究方法:在小变形、材料满足虎克定律的假设下综合考虑:1、静力平衡;2、几何连续;3、物理关系三方面的条件,建立各种计算方法。

§1.3 结构的计算简图(computing model of structure )一、选取结构的计算简图必要性、重要性:将实际结构作适当地简化,忽略次要因素,显示其基本的特点。

这种代替实际结构的简化图形,称为结构的计算简图。

合理地选取结构的计算简图是结构计算中的一项极其重要而又必须首先解决的问题。

二、选取结构的计算简图的原则:1、能反映结构的实际受力特点,使计算结果接近实际情况。

结构力学讲义ppt课件

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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。

结构力学第一章

结构力学第一章

2、刚架:刚架由梁和柱组成,结点多为刚结点。其内力 一般有弯矩、剪力和轴力,以弯矩为主。
3、拱:拱的轴线为曲线,且在竖向荷载作用下会产生 水平反力(推力)。这使得拱内弯矩和剪力比同跨度、 同荷载的梁的为小。其内力以压力为主。
4、桁架:桁架由直杆组成,所有结点都为理想铰结 点。当仅受结点集中荷载作用时,其内力只有轴力 (拉力和压力)。
2. 薄壁结构(或板壳结构):构件的厚度远小于长度和 宽度;
3. 实体结构:构件的长、宽、高三个尺寸大致相近。
二、结构力学的研究对象及任务
研究对象:(第一类)杆件结构 任务: 1、组成规律
2、内力计算 3、位移计算 4、稳定性计算
注意: 结构力学与材料力学的联系与区别: 材料力学研究 单根杆件的强度、刚度和稳定性; 结构力学则是研究杆 (杆件)结构的内力、位移和稳定性。
(3) 组合结点(或称半铰) 在同一个结点上,某些杆件相互刚结,而另一些 杆件相互铰结。如下图:
4.
支座的简化 结构与基础的连接装置称为支座。 支座的作用是把结构固定于基础上,结构所 受的荷载通过支座传递到基础和地基。 支座对结构的反作用力称为支座反力。 平面结构支座的类型: (1) 活动铰支座:由一根支撑链杆表示。
在实际工程结构中,杆件与杆件连接的构造做法 是多种多样的,但是计算简图中的结点通常简化为以下 三种理想情况: (1) 刚结点 刚结点的特点是:被连接的杆件在结点处既不能相对 移动,也不能相对转动;在刚结点处不但能承受和传递 力,而且能承受和传递力矩。
(2) 铰结点 铰结点的特点是:被连接的杆件在结点处不 能相对移动,但各杆可绕铰自由转动;在铰结点 处可以承受和传递力,但不能承受和传递力矩。 木屋架的结点比较接近铰结点。铰结点用小 圆圈表示。

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 )。

第一章-结构力学绪论

第一章-结构力学绪论

第一章 绪 论 (Introduction)
§1-5 结构的分类 2、拱(Arch):
——轴线是曲线,竖向荷载作用下产生 水平支承推力。 三铰拱:
06:50
水平推力
第一章 绪 论 (Introduction)
§1-5 结构的分类 2、拱(Arch):
06:50
第一章 绪 论 (Introduction)
§1-4 支座(Supports)和结点(Joints)的类型 3.固定端(Fixed support):
力作用点、方向、大小均未知。
06:50
A
HA
MA
VA
第一章 绪 论 (Introduction)
支座
06:50
第一章 绪 论 (Introduction)
§1-4 支座(Supports)和结点(Joints)的类型 二、结点——结构中杆件相互联结的地方。
第一章 绪 论 (Introduction)
§1-5 结构的分类
四、按受力特性的不同来分:
1、梁(Beam):
——是一种受弯杆,轴线为直线,有单 跨与多跨的。
简支梁
悬臂梁
06:50 简支外伸梁
多跨连续梁
第一章 绪 论 (Introduction)
§1-5 结构的分类 1、梁(Beam):
06:50
06:50
第一章 绪 论 (Introduction)
现代桥梁欣赏
06:50
第一章 绪 论 (Introduction)
06:50
第一章 绪 论 (Introduction)
桥跨结构
桥台
风、雪荷载
06:50
屋架
第一章 绪 论 (Introduction)

结构力学 第1章 绪论

结构力学 第1章 绪论

2. 根据荷载的分布范围,荷载可分为集中荷载和分 布荷载。 集中荷载是指分布面积远小于结构尺寸的荷载,如 吊车的轮压,由于这种荷载的分布面积较集中,因此在 计算简图上可把这种荷载作用于结构上的某一点处。 分布荷载是指连续分布在结构上的荷载,当连续分 布在结构内部各点上时叫体分布荷载,当连续分布在结 构表面上时叫面分布荷载,当沿着某条线连续分布时叫 线分布荷载,当为均匀分布时叫均布荷载。
一般可取纵向边框架、纵向中框架、横向边框架和 横向中框架共四榀作为计算单元。 由于现浇整体式框架结构的梁柱结点是现浇成整体 的,纵梁和横梁的梁端弯矩可通过该结点进行传递和分 配,所以该结点一般认为是刚结点 刚结点。柱下端一般与基础 刚结点 整体浇注在一起,可简化为固定支座 固定支座,见图9(b)、(c)。 固定支座
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 受力和变形特征,同时又能使计算大大简 受力和变形 化。这种经合理简化,用来代替实际结构的力学模型 力学模型叫 力学模型 做结构的计算简图 计算简图。 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。
5 .荷载 荷载的简化 荷载 荷载的简化是指将实际结构构件上所受到的各种荷 载简化为作用在构件纵轴上的线荷载、集中荷载或力偶。 在简化时应注意力的作用点、方向和大小。 6 .材料性质 材料性质的简化 材料性质 在力学计算中一般都把各构件材料假设为均匀、连续、 各向同性、完全弹性或弹塑性的,但对于混凝土、钢筋 混凝土、砖、石等材料有一定程度的近似性。

3. 刚架 刚架由梁、柱组成,梁、柱结点多为刚结点, 柱下支座常为固定支座,在荷载作用下,各杆件的轴力、 剪力、弯矩往往同时存在,但以弯矩为主。如图10(d)所 示。 4. 桁架 由若干杆件通过铰结点连接起来的结构,各 杆轴线为直线,支座常为固定铰支座或可动铰支座,当 荷载只作用于桁架结点上时,各杆只产生轴力,如图10(e) 所示。 5. 组合结构 即结构中部分是链杆,部分是梁或刚架, 在荷载作用下,链杆中往往只产生轴力,而梁或刚架部 分则同时还存在弯矩与剪力,如图10(f)所示。

第1章 绪论

第1章  绪论

§1.4
荷载的分类
3.按作用性质——荷载可分为静力荷载和动力荷载。 静力荷载——是指大小方向和位置不随时间变化或变化很缓慢的荷 载,它不使结构产生显著的加速度,因而可略去惯性力影响。 动力荷载——是指随时间迅速变化的荷载,它将引起结构的振动, 使结构产生不容忽视的加速度,必须考虑惯性力的影响。 4.按作用位置——荷载可分为固定荷载和移动荷载。 固定荷载——指在结构上的作用位置是不变的,如恒载及某些活载 (风、雪)。 移动荷载——指在结构上可以自由移动的荷载,如行驶的汽车、移 动的人群等。
01 绪论
Contents
目录
1 结构力学的研究对象和任务
2
杆件结构的计算简图
3
杆件结构的分类
4
荷载的分类
5
结构力学的学习方法
§1.1
结构力学的研究对象和任务
研究对象
• 房屋建筑、桥梁、隧道、塔架、挡土墙、水坝等建筑物或 构筑物中,用以担负预定任务、承受和传递荷载而起骨架 作用的部分称为结构。
• 结构是由若干相互联系的构件组成的整体,按其构件的几 何形状可分为三类:
d) 定向支座:这种支座只允许杆端沿一个方向移动,而沿其他方 向不能移动,也不能转动。
§1.2 • 计算简图示例:
杆件结构的计算简图
§1.3
杆件结构的分类
• 结构的分类,实际上是指结构计算简图的分类。
(1)梁:梁是一种受弯构件,其轴线通常为直线。梁有 单跨的和多跨的。其内力一般有弯矩和剪力,以弯矩为主。
§1.4(永久荷载)、活载(可 变荷载)和偶然荷载。
恒载——长期作用于结构上的不变荷载,如结构自重、安装在 结构上的设备重量、土压力等,其荷载的大小、方向和作用位 置是不变的。

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

结构力学第一章
注意: 结构力学与材料力学的联系与区别: 注意 材料力学研究 单根杆件的强度 刚度和稳定性; 的强度、 单根杆件的强度、刚度和稳定性; 结构力学则是研究杆 杆件)结构的内力 位移和稳定性。 的内力、 (杆件)结构的内力、位移和稳定性。
三、结构分析的三个基本条件
无论计算强度、刚度、稳定性均涉及结构的 内力和位移。把杆件结构的内力和位移计算称为 结构分析。 结构分析一般涉及三个基本条件: —— 1、平衡条件——结构整体或局部都应满足。 2、变形连续条件 结构在变形前后应是连续的整体,并应满足支座 约束条件。 3、物理条件 即材料应力与应变之间的关系。
§1-2 杆件结构的计算简图
一、计算简图的定义
把实际结构适当简化,用作力学分析的计算模型 称为结构的计算简图。 由于实际工程结构的复杂性,要完全按照结 构的实际情况进行力学分析几乎是不可能的;而 从工程观点来看也是不必要的。因此,在进行结 构分析之前,一般都要对实际结构加以简化。
二、选取计算简图的一般原则
5.
荷载的简化
在计算简图中, 结构杆件是用其轴线来表示的, 所以作 在计算简图中 , 结构杆件是用其轴线来表示的, 用在结构上的荷载也要简化为作用在杆件轴线上的力。 用在结构上的荷载也要简化为作用在杆件轴线上的力。 根据荷载的分布情况 根据荷载的分布情况 可分为集中荷载 分布荷载。 集中荷载和 可分为集中荷载和分布荷载。 根据荷载作用时间的久暂 可分为恒载 活载。 恒载和 可分为恒载和活载。 根据荷载作用的位置 可分为固定荷载 移动荷载。 固定荷载和 可分为固定荷载和移动荷载。 根据荷载作用的性质 可分为静力荷载 动力荷载。 静力荷载和 可分为静力荷载和动力荷载。
结点的简化: 3. 结点的简化: 杆件与杆件的连接处用它们轴线的交点表示, 杆件与杆件的连接处用它们轴线的交点表示 , 称为结点(或节点)。

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

结构力学第1章绪论

结构力学第1章绪论
① 杆件结构— 由杆件组成的结构(横截面尺寸比 长度小很多)。 如:梁、拱、桁架、刚架。
② 板壳结构— 形状是平面或曲面的结构(厚度比 长度和宽度小得多)。如:楼板、地下连续墙、 壳体屋盖。
杆件结构-桁架 —南京长江大桥
板壳结构
③ 实体结构——长、宽、厚三个方向尺寸相当。 如: 大坝、挡土墙。
三峡工程
度验算。 • 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的响应。
3) 结构力学的研究方法
理论分析、实验研究和数值计算三方面。 要考 虑下列三方面的条件:
(1)力系的平衡条件及运动条件; (2)变形的几何连续条件; (3)应力与变形间的物理条件(本构方程)。
4、课程教学中的能力培养
1. 分析能力
• 选择结构计算简图的能力 • 力系平衡分析和变形几何分析的能力 • 选择计算方法的能力
④ 薄膜结构——将薄膜材料通过一定方式使其内部产 生拉应力,以形成某种空间结构形状作为覆盖结构, 并能承受一定外荷载的空间结构形式。 其可分为张拉式薄膜结构(也称帐篷结构)又称预应 力薄膜结构、充气式薄膜结构。
某移动式医院
3、结构力学的研究对象及任务
1) 结构力学的研究对象
结构力学与理力、材力、弹力的任务基本相 同,但研究对象和侧重点有所区别:
2) 拱: 轴线为曲线,其力学特点是在竖向荷载作用下
能产生水平推力。
3) 桁架:由多根直杆组成,且所有结点都是铰结点;
其受力特点是各杆只受轴力。
4) 刚架:也由直杆组成,但结点中含有刚结点;各
杆均有可能产生弯矩、剪力和轴力,但主要以受 弯为主。
5) 组合结构:由多根杆件组成, 其中含有组合结
点;各杆中有的杆件可产生弯矩、剪力和轴力,有 的则只产生轴力。
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理想结点代替杆件与杆件之间的连接。 1)铰结点:
汇交于一点的杆端是用一个完全无磨擦的光滑铰连结。铰结 点所连各杆端可独自绕铰心自由转动,即各杆端之间的夹角可 任意改变。 2)刚结点:
汇交于一点的杆端是用一个完全不变形的刚性结点连结,形 成一个整体。刚结点所连各杆端相互之间的夹角不能改变。 3)组合结点(半铰):
§1-3 杆件结构的分类
按结构的受力特点分类:
梁:由水平(或斜向)放置 杆件构成。梁构件主要承受 竖向荷载,以弯曲变形为主, 是受弯构件。
刚架:不同方向的杆件用结 点(一般都有刚结点)连接 构成。刚架杆件以受弯为主, 所以又叫梁式构件。
拱:一般由曲杆构成。在竖 向荷载作用下有水平支座反 力。
桁架:由若干直杆在两端用 铰结点连接构成。桁架杆件 主要承受轴向变形,是拉压 构件。
组合结构:由梁式构件和拉 压构件构成。
§1-4 荷载分类
1、按作用时间分类:
恒载:永久作用在结构上。如结构自重、永久设备重量。 活载:暂时作用在结构上。如人群、风、雪(在结构上 可占有任意位置的可动荷载)及车辆、吊车(在结构上平行 移动并保持间距不变的移动荷载)。
2、按作用性质分类:
静力荷载:荷载由零加至最后值,且在加载过程中结构 始终保持静力平衡,即可忽略惯性力的影响。
动力荷载:荷载(大小、方向、作用线)随时间迅速变 化,并使结构发生不容忽视的惯性力。
移动荷载 :荷载位置在变化
3、按荷载的分布特征:
线分布荷载、集中荷载
刚结点与铰结点的组合体。
四、计算简图示例(第7章)
杆件的简化:图中横梁AB及竖杆CD有钢筋混凝土做成,但CD 的截面远小于AB,AD及BD则为16Mn圆钢。 支座简化:将支座简化为一端固定铰支座另一端简化为活动 铰支座。 结点简化:AB杆截面抗弯刚度较大看为连续杆,杆CD、AD及 BD的抗弯刚度小,主要承受轴力,看成两端铰结的二力杆。
FAy
• 2)固定铰支座: 允许饶固定铰铰心的转动。过铰心产生任意方向的约束力(分解成水平和竖直方向的两个力)。
A
A
A
FAx
A
FAy

3)固定支座: 不允许有任何方向的移动和转动,产生水平、竖直及限制转动的约束力。
A
MA
A
FAx
FAy
4)定向滑动支座:
A
MA
FAy
AHale Waihona Puke MAFAyA FAx
MA
三、 杆件之间连接的简化:
要使计算结果安全可靠; 2)便于计算,即计算简图的简化程度要与计算手段以及对
结果的要求相一致。
一、杆件构件的简化
以杆件的轴线代替杆件
二、支座的简化和分类:
以理想支座代替结构与其支承物(一般是大地)之间的连结 。 1)活动铰支座:
允许沿支座链杆的垂直方向的微小移动。沿支座链杆方向 产生约束力。
A
A
A
结构力学
第1章 绪 论
§1-1 结构力学的研究对象和任务
1、结构的概念: 结构是在建筑物和构筑物中,起承受荷载和骨架作用的部分。 2、结构的分类(按构件 的几何特征): 杆件结构(空间或平面)、 板壳结构(薄板、薄壳)、 实体结构。
(d)杆件结构
3、课程研究的对象:平面杆件结构。
4、课程的任务:
主要研究杆件结构在荷载作用下,其内力和变形的 计算问题,任务具体包括以下几个方面:
(1)结构的组成规律、合理形式; (2)结构在荷载作用下的强度、刚度和稳定性的计算原理 和计算方法(即平面杆件结构在各种外因作用下的内力、位 移的计算原理和计算方法)。
§1-2 杆系结构的计算简图
结构计算简图的概念
结构计算简图的简化原则是: 1)计算简图要能反映实际结构的主要受力和变形特点,即
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