结构力学上下
结构力学最全知识点梳理及学习方法
结构力学最全知识点梳理及学习方法结构力学是工程领域的基础学科之一,主要研究物体在受力作用下的变形和破坏行为。
下面将对结构力学的知识点进行梳理,并提供一些学习方法。
1.静力学知识点:(1)力的分解与合成(2)平衡条件及对应的力矩平衡条件(3)杆件内力分析(4)支座反力的计算(5)重力中心和重力矩计算方法学习方法:静力学是结构力学的基础,要通过大量的练习加深对概念和公式的理解,并注重实际问题的应用。
2.应力学知识点:(1)应力的定义和类型(正应力、剪应力、主应力等)(2)应力的均衡方程(3)材料的本构关系(线性弹性、非线性弹性、塑性等)(4)薄壁压力容器的应力分析学习方法:应力学是结构力学的核心内容,要掌握应力的计算方法和不同材料的应力应变关系,需要多阅读教材和参考书籍,理解背后的物理原理,并进行大量的练习。
3.变形学知识点:(1)应变的定义和类型(线性应变、剪应变、工程应变等)(2)应变-位移关系(3)杆件弹性变形分析(4)杆件的刚度计算学习方法:变形学是结构力学的重要组成部分,要掌握应变的计算方法和杆件的变形规律,可以通过编程模拟杆件的变形过程或进行实验验证。
4.强度计算知识点:(1)材料的强度和安全系数(2)拉压杆件的强度计算(3)梁的强度计算(4)刚结构的强度计算5.破坏学知识点:(1)破坏形态(拉伸、压缩、剪切、扭转等)(2)材料的断裂特性和疲劳破坏(3)结构的失效分析(4)杆件和梁的屈曲分析学习方法:破坏学是结构力学的进一步深入,要了解不同破坏形态的特点和计算方法,并进行典型案例分析,以提高预测和识别破坏的能力。
学习方法总结:(1)理论学习:多阅读教材和参考书籍,并注重理解概念和原理。
(2)练习和实践:进行大量的计算练习和模拟分析,提高解决实际结构问题的能力。
(3)案例分析:通过分析实际案例,学习不同结构的设计和分析方法。
(4)交流和讨论:与同学和老师进行交流和讨论,共同学习和解决问题。
李廉锟《结构力学》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
李廉锟《结构力学》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解复习笔记【知识框架】节选自识库学习网,如需转载请注明出处【重点难点归纳】一、结构力学的研究对象和任务(见表1-1-1)★★表1-1-1结构力学的研究对象和任务二、荷载的分类(见表1-1-2)★★★荷载是指作用在结构上的主动力。
表1-1-2荷载的分类三、支座和结点的类型★★★★1支座支座是指把结构与基础联系起来的装置,见表1-1-3。
表1-1-3支座的类型2结点结点是指结构中杆件相互联结的位置,见表1-1-4。
表1-1-4结点的类型四、结构的分类★★★1按几何特征分类(见表1-1-5)表1-1-5结构按几何特征分类2按受力特性分类(见表1-1-6)考研真题汇编第1章绪论本章暂未编选名校考研真题。
【更多考研专业课真题可转识库学习网】第2章平面体系的机动分析一、填空题1在平面体系中,联结______的铰称为单铰,联结______的铰称为复铰。
[哈尔滨工业大学2007研]【答案】两个刚片;两个以上的刚片查看答案【解析】根据定义,单铰是指联结两个刚片的一个铰;复铰是指同时联结两个以上刚片的一个铰。
2如图2-1所示体系为有______个多余约束的______体系。
[国防科技大学2007研]图2-1【答案】0;几何不变查看答案【解析】几何组成分析:将AED和DCF分别看作两个刚片,BE和BF可以分别看作两根链杆,再将大地看作一个刚片,此体系可看作通过两个虚铰和一个实铰(三个铰不共线)联结的;根据三刚片规则,可判断出该体系为无多余约束的几何不变体系。
3如图2-2所示体系为有______个多余约束的______体系。
[国防科技大学2004研]图2-2【答案】5;瞬变查看答案【解析】几何组成分析,分析上部结构:将4个组合节点全部变成铰接点,则减少4个多余约束;分析剩余结构,易知该剩余部分为有1个多余约束的几何不变体系,故上部结构为有5个多余约束的几何不变体系。
结构力学知识点超全总结
结构力学知识点超全总结结构力学是一门研究物体受力和变形的力学学科,它是很多工程学科的基础,如土木工程、机械工程、航空航天工程等。
以下是结构力学的一些重要知识点的总结:1.载荷:结构承受的外力或外界加载的活动载荷,如重力、风荷载、地震载荷等。
2.支座反力:为了平衡结构受力,在支座处产生的力。
3.静力平衡:结构处于静止状态时,受力分析满足力的平衡条件。
这包括平面力系统的平衡、剪力力系统的平衡和力矩力系统的平衡。
4.杆件的拉力和压力:杆件受力状态分为拉力和压力。
拉力是杆件由两端拉伸的状态,压力是杆件由两端压缩的状态。
5.梁的受力和变形:梁是一种长条形结构,在实际工程中经常使用。
梁的受力分析包括剪力和弯矩的计算,梁的变形包括弯曲和剪切变形。
6.悬臂梁和简支梁:悬臂梁是一种只有一端支座的梁结构,另一端自由悬挂。
简支梁是两端都有支座的梁结构。
7.梁的挠度和渐进程度:梁的挠度是指结构在受力后发生的形变。
梁的渐进程度是指梁的挠度随着距离变化的情况。
8.板和平面受力分析:板是一种平面结构,它的受力和变形分析和梁类似。
平面受力分析是一种在平面框架结构上进行受力分析的方法。
9.斜拉索:斜拉索是一种由杆件和拉索组成的结构,它广泛应用于桥梁、摩天大楼等工程中。
斜拉索的受力分析包括张力和弯矩的计算。
10.刚度:刚度是指物体在受力作用下抵抗变形的能力。
刚度越大,物体的变形越小。
刚度可以通过杆件的弹性模量和几何尺寸进行计算。
11.弹性和塑性:结构的受力状态可以分为弹性和塑性两种情况。
弹性是指结构受力后能够恢复到原始形状的性质,塑性是指结构受力后会产生永久变形的性质。
12.稳定性和失稳:结构的稳定性是指结构在受力作用下保持原始形状的能力。
失稳是指结构在受力过程中无法保持原始形状,产生不稳定状态。
13.矩形截面和圆形截面的力学特性:矩形截面和圆形截面是两种常见的结构截面形状。
矩形截面具有较高的抗弯刚度,而圆形截面具有较高的抗剪强度。
结构力学重点大全通用课件
重心坐标的计算
通过物体的质量分布和形状,可以计 算出物体的重心坐标。
结构稳定性的定义
结构在受到外力作用时,能够保持其 平衡状态的能力。
稳定性的判断方法
通过计算结构的柔度矩阵和刚度矩阵, 判断结构是否稳定。
静力分析方法及实例
静力分析的基本步 骤
建立模型、施加约束和载荷、求解平衡方程、分析结果。
静力分析的实例
水利工程
在水利工程中,结构力学可用于大坝、水闸等水工建筑物的设计, 确保其能够承受静载和动载,以及水压力等作用。
机械结构力学实例
机械设备设计
在机械设备设计中,结构力学通过对机械部件的应力分析、振动分 析等,以确保设备的强度和稳定性。
机械零件制造
在制造过程中,结构力学可以指导选择合适的材料、确定合理的制 造公差等,以提高零件的使用寿命和可靠性。
动量
物体的质量乘以速度,是矢量。
动量矩
物体的转动惯量乘以角速度,是矢量。
动量定理
物体动量的变化等于物体所受合外力的冲量。
动量矩定理
物体动量矩的变化等于物体所受合外力矩的 冲量。
弹性力学基本方程
胡克定律 在弹性限度内,物体的应力与应变成正比,比例系数为弹性模量。
弹性力学基本方程 在三维空间中,物体的位移、应变和应力之间的关系,包括平 衡方程、几何方程和物理方程。
可靠性管理
在结构的整个生命周期内,对可靠性进行监控和维护,确保结构 的安全性和性能。
06
结构力学在工程实践中的 应用
建筑结构力学实例
房屋建筑
建筑结构力学在房屋建筑中应用广泛,如框架结构、剪力墙结构、 砖混结构等,用来确保建筑物的安全性和稳定性。
桥梁建筑
在桥梁设计中,结构力学分析可以帮助设计者确定桥梁的合理形状 和大小,确保其承载能力和稳定性。
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。
结构力学讲义ppt课件
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。
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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。
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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;
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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)。
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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
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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》知识点归纳梳理
《结构力学》知识点归纳梳理《结构力学》是土木工程、建筑工程等专业的重要基础课程之一,它主要研究物体受力作用下的力学性质及其运动规律。
结构力学的知识对于设计和分析各种工程结构具有重要意义。
以下是对《结构力学》中的一些重要知识点进行归纳梳理。
1.静力学基本原理:(1)牛顿第一定律与质点的平衡条件;(2)牛顿第二定律与质点运动方程;(3)牛顿第三定律与作用力对;(4)力的合成与分解。
2.力和力矩的概念和计算:(1)力的点表示和力的向量运算;(2)力矩的点表示和力矩的向量运算;(3)力的矢量和点表示的转换。
3.等效静力系统:(1)强心轴的概念和计算;(2)悬臂梁的等效静力;(3)等效力和等效力矩。
4.支持反力分析:(1)节点平衡法计算支持反力;(2)静力平衡方程计算支持反力。
5.算术运算法:(1)类似向量的加法和减法;(2)类似向量的数量积和向量积。
6.静力平衡条件:(1)法向力平衡条件;(2)切向力平衡条件;(3)力矩平衡条件。
7.杆件受力分析:(1)内力的概念和分类;(2)弹性力的性质和计算方法;(3)强度力的性质和计算方法。
8.杆件内力的作图法:(1)内力的几何关系;(2)内力图的作图方法。
9.杆件内力的计算方法:(1)等效系统的概念和计算方法;(2)推力与拉力的分析与计算。
10.刚性梁的受力分析:(1)刚性梁的受力模式;(2)刚性梁的截面受力分析;(3)刚性梁的等效荷载。
11.弯矩与剪力的计算方法:(1)弯矩和剪力的表达式;(2)弯矩和剪力的计算方法。
12.杆件的弯曲:(1)弯曲梁的受力分析;(2)弯曲梁的弯曲方程。
13.弹性曲线:(1)弹性曲线的概念和性质;(2)弹性曲线的计算方法。
14.梁的挠度:(1)梁的挠度方程;(2)梁的挠度计算方法。
15.梁的受力:(1)梁受力分析的应用;(2)梁的横向剪切力。
以上是对《结构力学》中的一些重要知识点的归纳和梳理。
通过学习和掌握这些知识点,可以帮助我们更好地理解结构力学的基本原理,从而能够进行工程结构的设计和分析。
结构力学知识点
结构力学知识点结构力学是研究结构在外力作用下的受力和变形规律的学科,它涉及到力学、材料科学、数学等多个领域的知识。
以下是结构力学的主要知识点总结:1. 基本概念- 外力:作用在结构上的力,包括重力、风力、地震力等。
- 内力:结构内部由于外力作用而产生的力,如拉力、压力、剪力等。
- 变形:结构在外力作用下形状或尺寸的变化。
- 刚度:结构抵抗变形的能力。
- 强度:结构在外力作用下不发生破坏的能力。
2. 基本假设- 材料均质连续:假设结构材料是均匀且连续分布的。
- 线弹性:材料的应力与应变关系遵循胡克定律,即在弹性范围内应力与应变成正比。
- 小变形:结构的变形量远小于原始尺寸,可以忽略变形对结构受力的影响。
3. 基本方法- 静力平衡:通过静力平衡方程求解结构的内力。
- 虚功原理:利用虚功原理求解结构的位移和应力。
- 能量方法:通过能量守恒原理分析结构的受力和变形。
- 有限元分析:利用数值方法将结构离散化,通过计算机求解结构的受力和变形。
4. 基本构件- 杆件:承受轴向力的构件,如梁、柱。
- 梁:承受弯矩和剪力的构件,通常承受垂直于轴线的载荷。
- 板:承受面内力的构件,如楼板、墙板。
- 壳:承受曲面内力的构件,如屋顶、管道。
5. 基本理论- 材料力学:研究材料在外力作用下的应力、应变和破坏规律。
- 弹性力学:研究材料在弹性范围内的应力、应变和变形规律。
- 塑性力学:研究材料在塑性变形范围内的应力、应变和变形规律。
- 断裂力学:研究材料在外力作用下的裂纹扩展和断裂规律。
6. 分析方法- 刚度法:通过建立结构的刚度矩阵求解结构的位移和内力。
- 柔度法:通过建立结构的柔度矩阵求解结构的位移和内力。
- 弯矩分配法:一种简化的梁结构分析方法,通过分配弯矩来求解结构的内力。
- 影响线法:通过绘制结构的弯矩、剪力等影响线来分析结构的受力。
7. 结构稳定性- 屈曲:结构在外力作用下失去稳定性,发生弯曲变形。
- 振动:结构在外力作用下发生的周期性运动。
结构力学1-3章讲稿
第一章绪论(约3学时)§1-1结构力学的研究对象和任务一、结构和结构的分类力:物体之间的相互作用;力学:理论力学,弹性力学,材料力学,结构力学,塑性力学,粘塑性力学,液体力学,断裂力学等结构:用建筑材料组成在建筑物中承担荷载并起骨架作用的部分,称为结构。
如梁、柱、楼板、桥梁、堤坝及码头等。
结构力学:构件:结构中的各个组成部分称为构件。
结构的类型:可从不同方面进行分类从结构型式划分:砖混结构、框架结构、剪力墙结构、框剪结构、框筒结构;从建筑材料划分:砖石结构、木结构、混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢结构、组合结构等;从空间角度划分:平面结构、空间结构等以上结构从几何角度来分,有:(1)杆系结构:由杆件组成,杆件的长度远大于其横截面的宽度和高度,这是本课的研究内容。
建筑结构中的梁、柱、桥梁、框架结构等(2)板壳结构:厚度尺寸远小于长度和宽度,即薄壁结构;板、壳、墙体等。
弹性力学(3)实体结构:长、宽、高三个几何尺寸属于同一数量级;基础、坝体等。
弹性力学二、结构力学研究对象:平面杆系结构材料力学:研究单个杆件的强度、刚度及稳定性问题;结构力学:以杆件结构为研究对象;弹性力学:对杆件作更精确的分析,并以板、壳、块体等实体结构为研究对象。
注:结构力学:常指狭义的方面,即平面杆件结构力学。
三、结构力学的任务(从结构设计的内容引出)1、土木工程项目建设过程1) 业主投资:可行性研究、报建立项、城建规划土地批文、招标投标2) 设计:方案、(工艺)、建筑、结构、设备(水暖电火自控)[初步、技术、施工]3) 施工(承包人、材料供应、运输、保险、质检、定额、银行)、投入运行4) 全过程控制:监理2、设计部分指建筑、结构、设备施工图及相应的设计说明书,供施工需要。
结构设计过程与步骤:(1)选择合理承重体系及构件几何尺寸;(2)引入简化假定,取计算简图,进行结构分析;(3)依据结构分析结果,进行结构设计和构造处理3、强度、刚度和稳定性为了使结构既能安全、正常地工作,又能符合经济的要求,就要对其进行强度、刚度和稳定性的计算。
李廉锟《结构力学》(上册)配套题库【名校考研真题】(影响线及其应用)【圣才出品】
第11章影响线及其应用一、填空题1.在间接荷载作用下,梁截面内力影响线的作法是:应先作______截面内力影响线,然后再对该截面有影响的区段按直线规律变化修正。
[西南交通大学2006研] 【答案】直接荷载下该指定量值的影响线,而后按两横梁间为直线修改【解析】间接荷载下的影响线是以直接荷载作用下的影响线为基础的,具体作法:应先作直接荷载下该指定量值的影响线,而后按两横梁间为直线修改截面内力影响线,然后再对该截面有影响的区段按直线规律变化修正。
2.如图11-1所示多跨静定梁M D及F DQ的影响线分别为______,______(用图表示)。
[湖南大学2007研]图11-1【答案】;【解析】采用静力法。
以A 点为坐标原点,先求M D 的影响线当02x ≤≤时,M D =0;当24x ≤≤时,2D M x =-+;当48x ≤≤时,142D M x =-。
综上可画出M D 的影响线。
求F DQ 的影响线当02x ≤≤时,F DQ =0;当24x ≤≤时,1DQ F =+;当48x ≤≤时,124D M x =-+。
综上可画出F DQ 的影响线。
3.如图11-2所示组合结构,P =1在ABC 段移动,链杆DE 轴力的影响线在C 点处的竖标值为______。
[中南大学2005研]图11-2【答案】1【解析】链杆DE 轴力的影响线在C 点处的竖标值即为当C 点作用竖向单位力时DE 杆的轴力;显然结构为对称的,易知A 、B 支座的竖向反力均为1/2,;在C 点沿竖向截开,取右半部分为隔离体,根据平衡条件:0C M =∑,算得DE 杆的轴力为1。
二、选择题1.如图11-3所示三铰拱的拉杆N AB的影响线为()。
[浙江大学2007研]A.斜直线B.曲线C.平直线D.三角形图11-3【答案】D【解析】根据静力法判断,当P=1在AC段上时,N AB的值为B支座反力乘以一个常数(BC水平投影与拱高的比值),同理当P=1在CB段上时,N AB的值为A支座反力乘以一个常数(AC水平投影与拱高的比值);易知A、B支座反力的影响线为两个直角三角形,所以N AB的影响线为A、B支座反力的影响线乘以常数后的相交区域的三角形。
结构力学知识点总结
结构力学知识点总结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。
以下是对结构力学主要知识点的总结。
一、结构的计算简图结构计算简图是对实际结构进行力学分析时,经过简化抽象得到的力学模型。
它需要忽略一些次要因素,突出结构的主要特征。
在确定计算简图时,要明确结构的支座形式。
常见的支座有固定支座、可动铰支座和固定铰支座。
固定支座限制结构在水平和竖直方向的移动以及转动;可动铰支座限制结构沿支座链杆方向的移动,允许转动;固定铰支座限制结构在水平和竖直方向的移动,但允许转动。
此外,还需要确定结构的荷载类型。
荷载包括集中荷载和分布荷载。
集中荷载是作用在结构上的一个点的荷载,如重物的压力;分布荷载则是作用在结构一段长度或面积上的荷载,如梁的自重。
二、平面体系的几何组成分析这部分内容主要是判断平面体系的几何不变性。
通过计算自由度,以及运用几何不变体系的组成规则,可以确定体系是否几何不变。
自由度是指确定体系位置所需的独立坐标数。
一个刚片在平面内有三个自由度。
计算平面体系自由度的公式为:W = 3m 2h r ,其中 m为刚片数,h 为单铰数,r 为支座链杆数。
几何不变体系的组成规则包括:两刚片规则、三刚片规则和二元体规则。
两刚片通过一个铰和一根不通过该铰的链杆相连组成几何不变体系;三刚片用不在同一直线上的三个铰两两相连组成几何不变体系;在一个体系上增加或拆除一个二元体不改变体系的几何组成性质。
三、静定结构内力计算静定结构是指在任意荷载作用下,其内力和反力都可以由静力平衡条件唯一确定的结构。
静定梁的内力包括弯矩、剪力和轴力。
计算内力的方法通常是先求出支座反力,然后通过截面法计算指定截面的内力。
弯矩使梁的受拉一侧纤维受拉为正;剪力以使隔离体顺时针转动为正。
静定刚架的内力计算方法与静定梁类似,但需要注意刚架中各杆的内力可能有弯矩、剪力和轴力。
在计算时,要正确判断各杆的内力方向。
静定桁架的内力计算通常采用节点法和截面法。
结构力学知识点总结大全
结构力学知识点总结大全结构力学是研究结构的力学性能和变形规律的学科。
它主要涉及静力学、动力学、损伤和断裂力学等方面的知识。
以下是结构力学的一些基本知识点总结:1.力学基础知识力学基础知识主要包括质点静力学、刚体静力学、力的合成与分解、力矩、杠杆原理等内容。
了解这些基础知识是掌握结构力学的基础。
2.静力学静力学研究物体处于静定平衡状态下的力学性质。
常见的内容包括力的平衡、支持反力的计算、摩擦力等。
3.结构受力分析结构受力分析是指对结构中各个零件所受到的力进行分析和计算,以确定结构的受力情况。
常见的方法有力的平衡法、截面法、力法等。
4.杆件受力分析杆件受力分析是指对杆件在外力作用下的受力情况进行分析和计算。
常见的情况有轴向受力、剪力、弯矩等。
5.梁的受力分析梁是指在跨越两个或多个支点的情况下承受外力的杆件,梁的受力分析主要包括计算梁的弯曲力、剪力和挠度。
6.桁架分析桁架是由多个杆件和节点组成的结构体系,桁架分析主要研究桁架受力分析。
常见的分析方法有截面法、节点反力法等。
7.变形分析变形分析是指对结构在受力作用下的变形情况进行分析和计算。
常见的变形形式有轴向变形、剪切变形、弯曲变形和挠度等。
8.动力学动力学是研究结构在受到外力作用下的运动规律和响应情况。
常见的内容有弹性振动、阻尼振动和地震反应等。
9.材料力学性能材料力学性能是指材料在受力下所表现出的力学特性,包括材料的强度、刚度、蠕变性能等。
10.损伤和断裂力学损伤和断裂力学研究结构中的损伤和断裂行为,包括材料的疲劳断裂、断裂韧性等。
总之,结构力学是研究结构的力学性能和变形规律的学科,涵盖了静力学、动力学、损伤和断裂力学等方面的知识。
掌握这些知识对于设计和分析工程结构至关重要。
结构力学知识点总结精编版
结构力学知识点总结精编版结构力学是研究物体受力和变形的科学,它是建筑、土木、机械等工程技术学科的基础。
下面对结构力学的一些重要知识点进行总结。
1.受力分析:-受力分类:受力可以分为内力和外力。
-受力要素:力的作用点、力的作用方向和力的大小。
-平衡条件:静力平衡条件包括力的平衡条件和力矩的平衡条件。
2.结构受力分析:-支座反力计算:利用受力平衡条件来计算支座的反力。
-梁的内力分析:梁的内力包括弯矩、剪力和轴力,可以通过剪力和弯矩图来表示。
3.弹性力学:-应变和应力:应变描述物体的变形程度,应力描述物体受力状态。
-应力-应变关系:弹性体的应力和应变满足线性关系,可以通过杨氏模量来描述。
4.梁的弯曲:-切应力和曲率:梁在弯曲时产生的切应力与曲率有关,切应力最大处位于梁的纵中性轴上。
-弯矩-曲率关系:梁的弯矩和曲率满足弯矩-曲率关系,可以通过弯矩-曲率图来表示。
5.梁的剪力和扭转:-剪力分布:在梁的截面上有剪力分布,剪力最大值出现在梁的支座处。
-扭矩和扭转角:梁在扭曲时产生扭矩和扭转角,扭转角与梁上的扭矩和截面性质有关。
-扭转应力:梁在扭转时产生扭转应力,可以通过扭转应力图表示。
6.梁的挠度和应变能:-挠度计算:挠度表示梁的变形程度,可以通过梁的载荷和横截面性质来计算。
-应变能:梁在弹性变形时会产生应变能,梁的应变能可以通过挠度来计算。
7.柱的压力和稳定性:-柱的稳定性:柱在受压时可能发生屈曲,屈曲的稳定性与柱的材料、截面性质和长度等有关。
-稳定系数:利用稳定系数可以判断柱的屈曲情况。
8.梁的基本方程和边界条件:-梁的基本方程:梁的基本方程是梁的弯曲方程和梁的剪力方程,可以用来描述梁的力学行为。
-边界条件:边界条件包括梁的支座反力和梁的位移条件,可以通过边界条件来解决梁的基本方程。
以上只是结构力学的一些重要知识点的简单总结,结构力学是一个广泛而复杂的学科,需要掌握更多的理论和方法才能解决实际的工程问题。
《结构力学》详细解析
04
地质勘察
对地下空间进行地质勘察,了 解地质构造、岩土性质等信息
,为结构设计提供依据。
结构选型
根据使用功能和地质条件选择 合适的结构类型,如地下室、
地下通道、地铁车站等。
防水设计
考虑地下水的渗透和侵蚀作用 ,进行防水设计,保证结构的
耐久性和使用功能。
施工方法
选择对周围环境影响小的施工 方法,如暗挖法、盾构法等, 确保施工安全和环境保护。
用于飞机、火箭、卫星 等飞行器的结构设计和
性能分析。
土木建筑领域
机械工程领域
海洋工程领域
用于房屋、桥梁、道路、隧 道等建筑结构的设计和施工 过程中的力学问题分析。
用于机械零部件、机床、 汽车等产品的结构设计
和优化。
用于船舶、海洋平台、 水下结构等海洋工程结 构的设计和安全评估。
02 静力学基础
静力学基本概念与原理
弯曲变形
材料在弯曲载荷作用下,会发生弯曲变形,表现为材料的挠度和 转角等参数变化。
应力分布
在弯曲变形过程中,材料内部的应力分布呈现一定的规律,可通 过力学原理进行分析和计算。
强度校核
根据应力分析结果,对材料的强度进行校核,以确定其是否满足 使用要求。
强度理论及其在工程中应用
强度理论
研究材料在复杂应力状态下的破坏规律,提出相应的强度准则,为工程设计和安全评估提供依据。
结构力学发展历史及现状
发展历史
结构力学起源于古代建筑和桥梁建设 ,经历了静力学、材料力学、弹性力 学等阶段,逐渐发展成现代结构力学 。
现状
随着计算机技术的发展,结构力学在 数值计算、仿真模拟、优化设计等方 面取得了显著进展,广泛应用于航空 航天、土木建筑、机械工程等领域。
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《结构力学(ⅠⅡ)》课程教学大纲一、课程简介:该课程的主要内容是讨论杆系结构(静定、超静定)的基本计算方法,包括:几何构造分析、静定结构内力分析、超静定结构内力计算方法、结构的位移计算、结构的影响线等,还介绍了结构矩阵分析、结构的动力计算等专题。
通过学习使学生具有对常用的杆件结构初步选择计算简图、并能根据具体问题选择恰当的计算方法的能力;具有对各种静定、超静定结构进行计算、对计算结果进行校核、对内力分布的合理性作出判断的能力。
二、课程教学目的与基本要求:通过本课程的学习,使学生了解各类杆件结构的受力特点及受力性能,掌握其内力变形的计算原理及其方法,培养学生的结构分析计算的能力,为学生以后的相关课程及进行结构设计及科学研究打好基础。
通过该课程的学习,学生应达到如下基本要求:1. 课程内容的要求:(1)几何构造分析:掌握平面几何不变体系的基本组成规律及其应用。
(2)静定结构的受力分析:灵活运用隔离体平衡法,熟练掌握梁和刚架内力图的作法以及桁架内力的计算方法,掌握静定组合结构与静定拱的内力计算方法,了解静定结构的力学特性。
(3)影响线:理解影响线的概念,掌握作静定梁和桁架内力影响线的静定法,了解机动法,会用影响线求移动荷载下结构的最不利位置。
(4)结构位移的计算:理解变形体虚功原理及其应用,熟练掌握静定结构位移的计算方法,了解互等定理。
(5)力法:掌握力法的基本原理及各种外因作用下超静定结构内力的力法分析,(6)位移法:掌握位移法基本原理及超静定刚架的位移法分析。
(1)力矩分配法:掌握力矩分配法的概念,会用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。
(2)矩阵位移法:掌握矩阵位移法计算杆件结构的原理和方法。
(3)结构动力计算基础:掌握结构动力分析的基本方法,掌握单自由度及多自由度体系自由振动及其在简谐荷载作用下的受迫振动的计算方法。
了解阻尼的作用,了解频率的近似计算方法。
2.能力培养的要求:(1)分析能力的培养:主要是对结构计算简图进行分析的能力的培养,同时也要注意培养针对具体结构选取计算简图的能力的培养。
(2)计算能力的培养:要求大学生通过本课程的学习,具备对各种平面干洗结构进行计算或确定计算步骤的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力。
(3)自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力。
(4)表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁的表达自己解决问题的思路和步骤的能力。
(5)创新能力的培养:培养学生独立思考,深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同的计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力。
三、教学手段及教学方法建议教学手段:本课程采用启发式教学方法,并结合工程实际进行课堂教学,注重培养学生独立分析问题、解决问题的能力和理论实践相结合的解决实际工程问题的能力。
教学建议:1.该课程内容相对枯燥、难度较大,建议科任教师应以传统的教学方式为主。
2.由于该课程相关章节内容计算量较大,涉及的数学知识较多,建议有较好数学功底的教师担任此教学工作。
3.该课程应该以理论力学、材料力学为先修课。
4.该课程应布置较多数量的课外作业供学生进行练习,并及时做好课后辅导工作。
四、考核方式和成绩评定该课程上册采用闭卷考试的方式进行考核,下册采用考查课的方式进行考核。
学生成绩评定:平时成绩30%+期末考试70%平时成绩包括:考勤、课堂表现、平时测试、作业等。
期末考试主要采用笔试形式,题型主要分为:填空题、选择题、判断题、作图题、计算题等。
五、课程教材与主要参考书[1]萧允微,《结构力学》(ⅠⅡ),机械工业出版社,2013年2月。
[2]龙驭球,《结构力学》(ⅠⅡ),高等教育出版社,2012年8月;[3]李廉锟,《结构力学》(ⅠⅡ),高等教学出版社,2000年3月;六、教学环节及学时安排该课程教学环节主要包括课堂讲授、习题课、课外作业、答疑等,要求学生通过本课程各教学环节的学习,掌握各种结构形式的力学特性,能够熟练掌握各种静定,超静定结构的内力和变形的计算原理和计算方法,熟练画出其内力图形,并具备对常用结构形式定性分析的能力。
表1 课程学时分配表七、教学内容结构力学(Ⅰ)第一章绪论(讲课2学时)教学目标了解结构力学研究对象和任务;了解结构计算简图选取的原则、要求及其主要内容;了解平面杆件结构的分类;了解各类结构的受力性能;了解荷载的分类。
本章重点结构力学研究的对象和任务,杆件结构的计算简图。
本章难点如何将实际结构简化为计算简图。
教学内容1.1结构力学研究的对象和任务1.2杆件的计算简图1.3平面杆件结构的分类1.4荷载的分类1.5结构计算简图实例第二章平面体系的几何组成分析(讲课2学时,习题2学时)教学目标掌握几何不变体系、几何可变体系、刚片、自由度、约束、必要约束与多余约束、实铰与虚铰的概念;了解平面体系的计算自由度及其计算方法;掌握平面几何不变体系的基本组成规则及其运用;了解体系的几何组成与静力特性之间的关系。
本章重点几何不变体系的基本组成规则及其应用;静定结构与超静定结构的概念。
本章难点灵活运用三个基本组成规则分析平面体系的几何组成性质。
教学内容2.1几何不变体系和几何可变体系2.2几何组成分析的几个概念2.3平面杆件体系的计算自由度2.4平面几何不变体系的基本组成规则2.5几何可变体系2.6几何组成分析方法及示例2.7静定结构与超静定结构第三章静定梁和静定刚架的受力分析(讲课2学时,习题1学时)教学目标灵活运用隔离体平衡法计算指定截面的内力;熟练掌握静定梁和静定平面刚架内力图绘制的方法。
本章重点绘制静定梁和静定平面刚架的内力图。
本章难点用隔离体平衡法计算任一指定截面的内力;用区段叠加法绘弯矩图;根据弯矩图和所受荷载绘出剪力图和轴力图。
教学内容1.梁的内力计算的回顾2.静定多跨梁3.静定平等钢架4.静定桁架5.组合结构6.三铰供7.刚体系的虚功原理第四章三铰拱的受力分析(讲课4学时)教学目标了解三铰拱的受力特点,掌握三铰拱支反力及指定截面内力的计算方法;了解三铰拱压力线的概念,了解三铰拱在几种常见荷载作用下的合理拱轴方程。
本章重点三铰拱支反力和内力的计算方法。
教学内容4.1拱结构的形式和特性4.2三铰拱的内力计算4.3三铰拱的压力线和合理拱轴第五章静定桁架和组合结构的受力分析(讲课4学时,习题1学时)教学目标理解理想桁架的概念;熟练掌握静定平面桁架杆件轴力的计算方法;能利用结点平衡的特殊情况判定零杆和等力杆;掌握静定组合结构的受力特点及内力计算方法;了解静定空间桁架的几何组成规则几杆件轴力的计算方法;了解静定结构的力学特性。
本章重点运用结点法、截面法计算桁架各杆轴力;静定组合结构内力的计算方法。
本章难点合理地确定计算路径,恰当地选择隔离体和平衡方程。
教学内容5.1桁架的特点和组成5.2静定平面桁架内力计算5.3静定组合结构第六章虚功原理与结构的位移计算(讲课8学时,习题2学时)教学目标理解变形体系虚功原理的内容及其在结构位移计算中的应用;理解广义力和广义位移的概念;熟练掌握计算结构位移的单位荷载法;熟练掌握图乘法在位移计算中的应用;了解线弹性体系的互等定律。
本章重点静定结构由于荷载作用、支座移动和温度变化而产生的位移计算,特别是图乘法计算梁和刚架的位移。
本章难点广义力和广义位移的概念;图形相乘法。
教学内容:6.1变形体系的虚功原理6.2结构位移计算的一般公式6.3静定结构在荷载作用下的位移计算6.4图乘法6.5静定结构由于支座移动引起的位移计算6.6静定结构由于温度变化引起的位移计算第七章力法(讲课8学时,习题4学时)教学目标掌握力法的基本原理,熟练运用力法计算超静定结构在荷载作用下以及支座移动、温度变化时的内力;理解超静定结构的位移的计算。
本章重点判断超静定次数、选取力法基本体系、建立力法典型方程;荷载作用下超静定结构的力法计算及内力图绘制与校核。
本章难点根据已知变形条件建立力法典型方程;利用对称性选取等效半结构;理解计算超静定结构位移时虚拟状态的设置。
教学内容7.1超静定结构概述7.2 力法基本原理7.3力法基本体系选取典型方程7.4力法计算超静定结构在荷载作用下的内力7.5力法计算超静定结构在支座移动和温度变化时的内力7.6.对称结构的简化计算7.7两铰拱与无铰拱7.8超静定结构位移的计算第八章位移法(讲课6学时,习题2学时)教学目标掌握位移法的基本原理和方法;熟练掌握用典型方程法计算超静定结构在荷载作用下的内力;理解典型方程法计算超静定结构在支座移动和温度变化时的内力;掌握用直接平衡法计算超静定刚架的内力。
本章重点位移法基本未知量;杆件的转角位移方程;用典型方程法和直接平衡法建立位移法方程;用典型方程法计算超静定结构在荷载作用下的内力。
本章难点对位移法方程的物理意义及方程中系数和自由项的物理意义的正确理解和确定。
教学内容8.1位移法的基本概念8.2等截面直杆的转角位移方程8.3位移法的基本未知量8.4位移法的基本结构及位移法方程8.5典型方程法计算超静定结构在荷载作用下的内力8.6典型方程法计算超静定结构在支座移动和温度变化时的内力8.7直接平衡法计算超静定结构的内力第九章渐进法和近似法(讲课6学时,习题2学时)教学目标理解力矩分配法的基本概念;会用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架在荷载和支座移动作用下的内力;了解无剪力分配法的概念、应用范围和计算方法;了解多层多跨刚架的近似计算法。
本章重点应用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架在荷载作用下的内力本章难点无剪力力矩分配法的概念。
教学内容9.1力矩分配法的基本概念。
9.2用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架9.3无剪力分配法9.4多层多跨刚架的近似计算法第十章影响线及其应用(讲课6学时,习题2学时)教学目标理解影响线的概念,掌握作静定梁和桁架内力影响线的静力法,会用机动法作静定梁的影响线;会用影响线求固定荷载作用下结构的内力和移动荷载作用下结构的最大内力;了解绘制简支梁的包络图和简支梁绝对最大弯矩的方法;了解利用机动法作连续梁内力的影响线;了解连续梁的弯矩包络图。
本章重点影响线的概念,静力法和机动法绘制影响线,利用影响线求移动荷载作用下的最大内力。
本章难点用静力法作静定桁架的影响线;临界荷载的判断方法;包络图的绘制教学内容10.1移动荷载及影响线的概念10.2静力法作静定梁的影响线10.3静力法作间接荷载作用下梁的影响线10.4静力法作静定桁架的影响线10.5机动法作静定梁的影响线10.6利用影响线确定移动荷载最不利位置10.7简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩10.8机动法作连续梁的影响线结构力学(Ⅱ)第十一章矩阵位移法(讲课7学时,习题1学时)教学目标掌握用矩阵位移法计算平面杆件结构的基本原理和方法、包括单元和结点的划分;单元和结构坐标系中单元刚度矩阵的形成;用单元定位向量形成结构刚度矩阵;形成结构综合结点荷载列阵;结构刚度方程的形成及其及其求解;结构各杆内力的计算。