结构的定性剖析.ppt

漫谈结构的定性分析 武际可 内容 1.序言—几则引言 2.什么是设计？ 3.凭经验设计的例子 4.结构强度的估算 5.结构模型 6. 80－20％规律 不战而屈人之兵,善之善者也。 ——《孙子兵法》 力学家要学会计算，不仅不能卖弄计算，而且要躲避计算。 ——周培源 计算机现在不是，也永远不会是解决工程问题的源泉。 ——L.Z.Emkin 《结构工程师对计算机的滥用》 《力学与实践》1999年第5期 2.什么是设计？ 设计规范 所谓规范实际上就是对设计变量的一系列约束。 好的设计难就难在这些约束有时是模糊的。确定的约束好办，而模糊的约束还是要靠经验来解决。 3.凭经验设计的例子雅典女神庙 应县佛宫寺释迦塔 河北赵县赵州桥 古罗马的拱桥 北京天坛祈年殿 4.结构强度的估算 许多结构问题是不一定要求作精确分析的。一般在以下的情形，可以把问题作简化 1.载荷很难确定时，用一个较大的载荷作分析。通常在一个给定载荷上乘以安全系数或超载系数的办法就属于这种情形。 2.截面复杂很难分析时，用一个小的易于分析的截面取代原来的截面。例如在一定条件下，可以用等截面杆，取代变截面杆。 3.在应力不均匀处，以平均应力来代替不均匀的应力，适当增加一个应力集中因子。 4.动力学问题难于分析就用静力学的结果打一个动力系数。 结构强度的估算 5.结构模型 有许多结构模型，不同的结构模型适用于不同的结构对象。如梁，板，壳，桁架，刚架，网架，拱，平面问题，大变形，塑性变形等等。 正确地掌握不同模型及其适用条件，乃是结构定性分析最基本的问题。这犹如在数值求解一个微分方程时必须要对它的解有一个定性的了解，解存在否，唯一否，稳定否。 遇到一个实际结构问题，采用什么模型还是需要建立新的模型是正确分析这个结构的起手第一步。 结构模型 结构模型依赖于结构的几何形状，受力特点与大小，所用的材料和所需要求解的问题（强度，稳定性，变形。） 有比较好的近似。 求解比较简单。（随计算机的发展简单的含义也在变化） 6.80－20％规律 日常事物的粗略统计大都符合80－20％规律，举例如下： 80％的财富集中在20％的人手中，而20％的财富是80％拥有。 较高深的80%的知识是20％的人懂得，而较普及的20％的知识是80％的人知道。 图书馆借阅次数的80％是20％的书，而其余80％的书出纳次数只有20％。 占汉字使用次数80％的只是20％的字，而其余80％的字使用的次数只有20％。 盈利80％的产品占产品的20％，而其余80％的产品只盈利20％。 任何一件事情，较容易的80％部分常常只需要投入20％工作量，而较难的20％，则需要80％的工作量。 你的知识，常用次数的80％是你的知识的20％，而使用次数的20％，要占你的知识80％。 道理 一般事物大都是符合正态分布的统计规律的即： Shreve, Lamb Harmon:? Empire State Building New York, 1931, 1250 ht Height: 1,472 feet (448 meters) to top of antennae. 1,250 feet (391 meters) to 102nd floor observatory. 1,050 feet (320 meters) to 86th floor observatory. Rockefeller Center New York, 1930-40 1940 Height: RCA Building, 850feet (259 meters) 70 stores 结论： 你应当对有关结构力学的基本定理比较熟悉。例如，应当熟悉有关结构稳定性和极限设计的上下限定理。叠加原理，互易定理等等。 你应当比较多地了解结构的各种量的依从关系。即大小变化的定性趋势。 你应当尽可能地记忆各种常数和一些典型简单结构解的应力，失稳临界压力和位移等。 结构简化和分解是一种非常重要的能力，需要经常练习，以提高这种能力。即使有了计算机，计算时还是要简化，针对实际结构提出计算模型。 例子 柔索 柔韧杆 梁 杆剪切 三维弹性 弹性 弹塑性 塑性 粘性 静力 动力 线性 非线性 1.28 P(x)=0.80 -1.28 X=6.5 P(x)=1 误差 x P(x) * * 结构工程是人类文明的脊梁 1.序言—几则引言 虽然在结构工程实践中计算机是非常有价值的工具，但是结构