东南大学结构力学第1章绪论ppt课件

2. 按计算特点分类
1) 静定结构 ：结构在任意荷载作用下，其反力
和内力可由平衡条件唯一确定。
2) 超静定结构: 结构在任意荷载作用下，其反
组合梁（加劲梁）
计算简图
组合结点
4. 结构与基础间连接的简化
(1) 滚轴支座：
可以水平移动和转动，不能竖向移动；具有竖 向反力。
滚轴支座
滚轴支座
Fy
A
C
F xA
D百度文库
B
F yA
F yC
F yD
F yB
计算简图
(2) 铰支座
沥青麻刀
或
Fx Fy
Fx Fy
屋架
焊缝 预埋钢板
柱
铰支座
(3) 定向支座
(4) 固定支座
（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
2. 计算能力
• 对各种结构进行计算或确定计算步骤的能力; • 对计算体系进行定量校核或定性判断的能力; • 初步具有使用结构计算程序的能力。
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际
结
会
构
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心
房 屋 结 构
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特种结构
会展中心—薄膜结构
冷却塔— 薄壳结构
特种结构
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。
(代屋架杆）
EI
EI
F
注意：有些结构具有明显的空
间特征而不宜简化成平
面结构。
2. 杆件的简化
由于杆件的截面尺寸通常比杆件长度小得多，因此 在计算简图中，用轴线代替实际杆件。
注意：当截面尺寸增大时（如超过长度的1／4）, 杆件用其轴线表示的简化，将引起较大的误差。
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：
理论力学研究刚体的运动，不考虑物体本身的变形。
材料力学、结构力学和弹性力学都是讨论结构及其 构件的强度、刚度、稳定性和动力反应等问题;
材料力学只研究单根杆件，结构力学以杆件结构为 研究对象，弹性力学以实体结构和板壳结构为主要 研究对象。
横截面
桁架桥模型
荷载化简
计算简图
结点原型
三、思考题
1. 什么是结构的计算简图? 2. 如何选择结构的计算简图? 3. 将下简化成计算简图。
A BE
A
E B
FC D F
CD
§1-3 杆件结构的分类
1. 按几何形状分类
1) 梁：受弯构件，但在竖向荷载作用下不产生水平力；
其轴线通常为直线（有时也为曲线）。
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。
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？
注：结构力学只研究杆件结构.
2） 结构力学的任务
• 讨论结构的组成规律和合理形式, 确定结构的计算简图。 • 讨论结构内力和变形的计算方法, 以进行结构的强度和刚
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：
薄壳结构-悉尼歌剧院
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
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。
3. 杆件间连接的简化——杆件间的连接区简
化为结点 (1) 铰结点：
杆件间不能相对平动，但可以相对转动；结点具 有x 向和 y 向反力，但无弯矩。
铰结点
(2) 刚结点：
杆件间不能相对平动，也不能相对转动；结点处 既有x和y 向反力，也有弯矩。
(3) 组合结点：
同一结点处，有些杆件为刚结，有些为铰接。
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。
细石混凝土
M Fy
固定支座
M
F x F y
5. 材料性质的简化
• 在结构计算中，对组成各构件的材料一般都 假设为连续的、均匀的、各向同性的、完全 弹性或弹塑性的。
6. 荷载的简化
• 荷载按其分布情况可以简化为集中荷载和分 布荷载。
例：厂房结构的简化
原结构 屋顶计算简图
平面简化 计算简图
例：桁架桥结构的简化
第一章 绪论
§1-1 结构力学研究的对象及任务 §1-2 结构的计算简图及简化要点 §1-3 杆件的结构分类 §1-4 荷载的分类
§1-1 结构力学研究的对象及任务
1. 结构的概念
– 建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作 用的部分称为工程结构，简称为结构。
– 如：房屋结构、 桥梁结构、 水工结构、 特种结构。
东
空
方
间
明
框
珠 电 视
架 结 构
塔
金字塔－砌体结构
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2. 结构的分类
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—刚架大跨厂房
杆件结构－桁架 —南京长江大桥
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？
§1-2 结构的计算简图及简化要点
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。