1绪论 - 副本.ppt

1-1 研究对象与任务 结构力学与其它课程的关系 1-2 结构计算简图 支座分类： 支座位移：θA 支座反力：VA、HA 2.固定铰支座： A VA HA 支座位移：△AH= △ AV=0 支座分类： 3.固定（端）支座： 支座位移：均为零. 支座反力：VA、HA、MA A VA HA MA 支座分类： 4.定向（滑动）支座： 支座位移： △AV ，△AH=0 θA=0 支座反力：HA、 MA A HA MA 5、材料性质的简化： 一般假设为连续、均匀、各向同性、完全弹性 或塑性。 6、荷载的简化： 体积力和面力都简化为作用在杆件轴线上的力。 按照分布情况一般简化为集中荷载或分布荷载。 1.3.3 计算简图示例 一、按构造特征和受力特点分： 1、梁 水平梁在竖向荷载作用下无水平支座反力，内力有弯矩和剪力。 1-3 结构分类 土木学院 Civil Engineering Institute 第一章 绪 论 湖南科技大学 HUNAN UNIVERSITY OF Science and technology 结构力学 STRUCTURAL MECHANICS 授课教师： 丁时宝 石卫华 * 结构：承受并传递荷载的建筑物、构筑物、结构物 （1）办公楼、住宅、商场、厂房等工业民用建筑物； （2）涵洞、隧道、堤坝、挡土墙等构筑物； （3）桥梁、轮船、潜水艇、飞行器等结构物。 构筑物 长江三峡大坝 构筑物 荷兰拦海大坝 构筑物 结构物 上海南浦大桥 结构物 高层建筑 民航客机 结构物 宇宙飞船 结构物 高速列车 结构物 湖南科技大学第三运动场 结构力学以杆件结构为研究对象。 结构分类： 3）实体结构 2）板壳结构 1）杆件结构 长度方向尺寸远大于厚度和宽度方向尺寸。 厚度方向尺寸远小于长度和宽度方向尺寸。 长度、宽度和厚度方向的尺寸大致相当。 数学：提供计算工具（线性代数，微分方程） 理力：提供计算原理（平衡方程，虚功原理） 材力：研究单个杆件的强度、刚度和稳定性，为研究杆件结构的内力及变形打下基础 弹力：研究板壳结构和实体结构的强度、刚度和稳定性 结构力学在钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构、结构抗震、高层结构等后续课程中得到广泛应用，在这些结构工程课中将学到结构力学实用计算方法。 结构力学的任务： 1）研究结构的组成规律、合理形式和计算简图的合理选择； 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，以及如何选择既能反映实际受力和变形性能，又方便计算的计算简图。 2）研究杆件结构的强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方法； 3）研究杆件结构的稳定性以及在动力荷载作用下结构的响应。 强度、稳定性：保证结构的安全，符合经济的要求 刚度：控制结构变形不超过允许值，满足使用要求 三大基本条件： 1）力系平衡条件 2）变形连续条件（几何条件） 杆件变形后仍保持连续；约束条件。 3）物理条件（本构方程） 应力应变关系 1、定义：真实的结构往往不能直接用于计算,必须略去一些次 要的东西,而以简化图形代替它,这个方便以计算的简化图形即为计算简图. 2、选取计算简图的原则 （1）正确反映实际结构的主要受力和变形性能。 （2）略去次要因素，便于分析和计算。 3、选取计算简图时应考虑的因素： （1）结构的重要性； （2）设计阶段； （3）计算问题的性质； （4）计算工具。 1、结构体系的简化： 空间结构一般常简化为平面结构。 2、结构杆件的简化： 杆件可用其轴线代替；杆件之间连接用结点表示，杆长用结点间距离表示。 1.3.2 计算简图的简化要点 3、结点的简化： 杆件和杆件的相互连接处，简化为结点。 结点分类： 1.铰结点: 各杆可以绕结点转动;不能相对移动。 各杆之间的夹角可以相互改变。 可承受和传递力 不能承受和传递力矩 结点分类： 2.刚结点: 各杆在结点处不能相对移动，也不能相对转动； 可绕结点转动， 各杆之间的夹角不变。 φ φ 既可承受和传递力 也能承受和传递力矩 结点分类： ※：不要将铰画成全铰。 3.半铰结点: 一部分是刚结点;一部分是 铰结点 4、支座的简化： 结构与基础的连接装置，简化为支座。 支座分类： 1.活动铰支座（支链杆）： 支座位移：△AH、θA 支座反力：VA A VA