土木工程力学教学课件作者少学时王长连课件【第1章】课件.ppt

模板来自于 * 模板来自于 * 模板来自于 * 模板来自于 * 第1章 绪论 土木工程力学（少学时） 01 02 03 04 土木工程力学的研究对象和任务 结构的计算简图 杆件结构的分类 土木工程力学的常见分析方法 目录 01 土木工程力学的研究对象和任务 第1章 绪论 第 1 节 在人类社会发展的进程中，人们大都有这样的理念：无论是生活工具、生产工具，或是住房、办公室、工业厂房，都一律要求经久耐用，而又造价低廉。而土木工程力学是实现这种要求的最重要的基础知识之一。 第一节 土木工程力学的研究对象 第1节 土木工程力学的研究对象和任务 一、土木工程力学的研究对象 1. 土木工程力学研究的对象为构件与结构。 （1）结构：指建筑物或构筑物及其他物体中， 能承受荷载、 维持平衡， 并起骨架作用的整体或部分； 若以建筑物为研究对象，通称为建筑建构。 （2）构件：指构成结构的零部件。 若构件的长方形尺寸远大于横截面的高、 宽尺寸， 称为杆件。 本力学的具体研究对象为杆件和由杆件组成的杆件结构。 第1节 力的概念与力的基本性质 图1 预制结构与杆件 图２　现浇结构与杆件 房屋建造中， 土木工程力学所承担的具体任务是： 建筑结构设计中的荷载计算，内力与变形算， 截面尺寸选择， 以及构件的强度、 刚度和稳定性等问题。 强度：构件在外荷等因素作用下， 不会产生破坏、 破碎的能力； 刚度：构件在外荷等因素作用下， 不能发生超过工程允许的弹性变形的能力； 稳定：构件在外压力作用下， 保持原有的直线平衡状态， 不能发生突然变弯的能力。 02 结构的计算简图 第1章 绪论 第 2 节 第 2 节 结构的计算简图 一、 空间结构的简化 1. 计算简图：指物体在力的作用下发生运动和变形。 （1）概念：力作用在物体上可产生两种运动效应。 实际结构是很复杂的， 完全按照结构的实际情况进行力学分析是不可能的，也是不必要的。因此，在对实际结构进行力学分析之前，必须加以简化，用一个简化了的图形来代替，这个简化图形称为结构的计算简图，简称计算简图。 土木工程力学研究的真正对象也就是杆件和杆系结构的计算简图。 （2）选择结构计算简图的原则：　① 从实际出发———计算简图要反映实际结构的主要受力性能。　 ② 分清主次， 略去细节———计算简图要便于计算。 2. 空间结构的简化 实际结构都是空间结构，各部分相互连接成为一个空间整体，以承受各个方向可能出现的荷载。但在多数情况下，常可以忽略一些次要的空间约束，而将实际结构分解为平面结构，使计算得以简化。  第 2 节 结构的计算简图 二、 平面杆件结构的简化 （一）杆件本身的简化： 杆件的几何特征是它的长度 l 远大于其横截面的宽度 b 和高度 h 。 如果杆件的轴线为直线， 则称为直杆； 若杆件的轴线为曲线， 则称为曲杆； 根据杆的各横截面相等或不相等， 分为等直杆和变截面杆。 在计算简图中，杆件用其轴线表示，杆件之间的连接处用结点表示，杆长用结点间的距离表示，而荷载的作用点也都转移到轴线上。 第 2 节 结构的计算简图 二、 平面杆件结构的简化 （二）平面结构内部杆件间连接的简化： 平面杆件结构中， 杆件间的连接处简化为结点。结点通常简化为以下两种理想情形： （1）铰结点：被连接的杆件在连接处不能相对移动，但可相对转动，只可传递力，但不能传递力矩。这种理想情况， 实际上很难遇到， 而木屋架的结点比较接近于铰结点。 （2）刚结点：被连接的杆件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动；既可以传递力，也可以传递力矩。现浇钢筋混凝土结点通常属于这类情形。 第 2 节 结构的计算简图 二、 平面杆件结构的简化 （三）平面结构外部约束的简化 1. 约束：指限制或阻止其他物体运动的装置（或物体）。 （1）柔性约束 由绳索、皮带、链条等柔性物体形成的约束，称为柔性约束。这种约束只能拉物体，不能压物体，所以柔性约束只能限制物体沿着柔性约束中心线离开的运动，而不能限制物体沿其他方向的运动，所以柔性约束的约束力只能通过接触点，其方向总是沿着柔性约束的中心线背离物体（即拉力）。 　  （2）光滑面约束　光滑面，是指物体表面刚性光滑，或者说两物体接触处的摩擦力很小，与其他力相比可以忽略不计。由光滑面所形成的约束，称为光滑面约束。 第 2 节 结构的计算简图 二、 平面杆件结构的简化 （3）光滑铰链约束 在两个物体上，分别钻上直径相同的圆孔，再将一直径略小于孔径的圆柱体销钉插入两物体的孔中，略去摩擦，便形成了光滑铰链约束，如图ａ所示。此连接体简称为铰链或铰，图ｃ所示为其计算简图。这类约束的特点