结构力学龙驭球_第1章绪论课件.ppt

　　结构力学 教材:　 龙驭球等编的《结构力学I－基本教程》 《结构力学Ⅱ－专题教程》 　　第1章　绪论 §1-1　结构力学的研究对象 §1-2　结构计算简图及简化要点 §1-3　杆件结构的分类 §1-4　荷载分类 ?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。 ?典型的结构实例? 房屋建筑中的梁、板、柱体系；交通土建 中的公路、铁路上的桥梁和隧洞；水工建 筑物中的闸门和水坝。 ?结构的分类? 从几何外形角度： ①杆件结构（杆系结构） 由若干杆件组成，杆件的横截面尺寸要比 长度小得多。梁、拱、刚架、桁架属于杆 件结构。  ②板壳结构（薄壁结构）：它的 厚度要比长度和宽度小得多。 如：楼板、壳体屋盖。 ③实体结构：它的长、宽、厚三个几何尺寸属于同一个数量级。 ?结构力学的研究对象? 　狭义上的结构指的是杆件结构， 　它是结构力学的主要研究对象。 ?结构力学的任务? a.分析结构的组成规律和合理形式； b.讨论在外界因素影响下（荷载、支座移动、温度变化），结构的内力和变形以及进行结构的强度和刚度的验算； c.讨论结构在动力荷载作用下的结构反应。 ?结构的计算简图? 　因为实际结构很复杂，所以 对实际结构进行力学计算之前，必须 加以抽象和简化，采用简化了图形代替 实际结构，使其成为既能反映真实结构的 主要特征有便于力学计算的模型，这样的 图形称为结构的计算简图。 ?选择计算简图的原则? 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。 ?杆件结构计算简图的 简化要点? ①结构体系的简化：将工程上的 空间结构简化为平面结构。 ②杆件的简化：以杆件的轴线 代替杆件。杆件间的连接区用 结点表示，杆长用结点间的距离 表示，而荷载的作用点也转移到轴线上。 ③杆件间连接的简化： 理想结点代替杆件与杆件 之间的连接。 a.铰结点 被连接的杆件在连接处 不能相对移动，但可以 相对转动。可以传递力， 但不能传递力矩。  b.刚结点：被连接的杆件 在连接处不能相对移动， 又不能相对转动。 可以传递力， 也可以传递力矩。 c.组合结点：特征是汇交于结点 的各杆均不能移动，但其中一部分 杆件为刚性联结，各杆端不允许 相对转动，其余杆件为铰接，允许 绕结点转动。 ④支座的简化 结构与基础间的连接区为支座。 常见的平面支座有以下四种： a.可动铰支座（滚轴支座）： 被支承的部分既可以转动，也可以水平移 动，不能竖向移动，故所提供的支座反力 只有竖向反力Fy。 b.固定铰支座（铰支座）： 被支承的部分，可以转动， 不能移动，能提供的反力Fx、Fy c.固定支座 ：被支承的部分， 不能转动和移动。能提供 三个方面的力。 d.定向支座（滑动支座）： 被支承的部分，不能转动， 但可沿一个方向平行滑动， 能提供弯矩和一个反力。 ⑤材料性质的简化 将结构材料视为连续、均匀、 各向同性、理想弹性或理想弹塑性。 ⑥荷载的简化 把作用在结构上的体积力和表面力都简化 为作用于结构杆件轴线上的力。 体积力：重力、惯性力 表面力：车轮压力、设备重力、风压力、 水压力、土压力。 把作用面积很小的分布荷载简化为集中荷 载；荷载集度变化不大的分布荷载简化为 均布荷载。 ①按计算简图分类 梁 拱 桁架 刚架 组合结构 ②按空间的观点，结构分为 空间结构和平面结构两类。 空间结构：组成结构的各类杆件的 轴线不在同一平面上。 平面结构：各杆的轴线和外力的作用线在 同一平面上。 ③按计算特性又分为： 静定结构和超静定结构。 静定结构：杆件的内力可由 平衡条件唯一确定。 超静定结构：杆件的内力由平衡 条件不能唯一确定，还要考虑变形条件。 返回 ?荷载的概念? ①广义上的荷载概念：使结构产生 内力和变形的原因（如：温度变化、 基础沉降）。 ②狭义上的荷载概念：主动作用在结构上 的力。 ?荷载的分类? ①根据荷载作用时间的长短分类 恒载：永久作用在结构上的荷载。如结构的自重。 活载：作用于结构上的可变荷载。如楼面、屋面、吊车荷载、风荷载、雪荷载。 ②按荷载的作用性质分类： 静力荷载和动力荷载。 静力荷载：荷载的大小、方向和 位置不随时间变化或变化极为缓慢， 不使结构产生明显的加速度，即惯性力可 以忽略的荷载（风荷载、雪荷载视为静荷 载）。 动力荷载：随时间迅速变化或在短暂的 时段内突然作用或消失的荷载。使结构产 生明显的加速度，即惯性力不可以忽略 （机械振动荷载、地震荷载）。 ③按荷载作用位置可分为： 固定荷载——作用位置不变的荷载， 如自重等。 移动荷载——荷载作用在结构上的位置是 移动的，如吊车荷载、桥梁上