哈工大2013结构力学课件 (绪论).ppt

结构力学 计算简图要它能反映工程结构物的如下特征： 3 、结构计算简图 1、将杆件用其轴线取代 2、将杆件与杆件的连接点用结点符号取代 3、将结构与地基之间的联系用支座取代 4、荷载简化 荷载(Loads)简化: ? 荷载简化为作用在杆件轴线上。 作用面积不大：按集中荷载考虑； 作用面积较大：按分布荷载考虑； 相联作用给予的反作用力：力偶荷载； 最后化成三大作用：线荷载、集中荷载及力偶荷载 材料(Materials)简化: 将结构材料视为连续、均匀、各向同性、线弹性或理想弹塑性、小变形。 1.梁(beam) 实际是对计算简图进行分类，按结构的受力特性和连接特征划分。 受弯构件。承受横向荷载 §0-4 杆系结构的类型 ? q FP 2.拱(arch) 轴线为曲线，力学特征是在竖向荷载作用下支座产生水平推力 ? 由若干两端为理想铰的直杆连接而成体系。 3.桁架(truss) ? 4.刚架(rigid frame) 由梁柱组成，具有刚结点，主要受弯 ? 5.组合结构(composite structure) 兼有刚架和桁架的组合体 ? 能使结构产生内力或变形的因素，统称荷载(loads) 进行结构计算前，确定荷载大小很关键：若估计过大，消耗材料，增加造价；若估计过小，无法保证结构的安全。要做到既经济又安全，同时满足刚度、强度和稳定性的要求。 §0-4 荷载分类 ? 狭义荷载：主动作用在结构上的外力。自重、风、地震 广义荷载：外力、温度改变、支座沉降、制造误差、材料的收缩及松驰等 恒载（Dead loading）：长期作用于结构的不变荷载，包括:结构的自重和土压力； 按作用时间久暂分为 活载（Living loading）：建筑物施工和使用期间可能存在的荷载，包括：风载、雪载、吊车荷载、屋面荷载 ? 按空间位置的变异分为 固定荷载（Fixed load） 位置上固定分布，或作用位置不变的荷载,包括:结构自重、固定设备等 可动荷载（Moving load） 位置上一定范围内可以任意分布，或作用位置可以移动的荷载，包括：人群荷载、吊车荷载等 按作用性质分为 静力荷载（Static loading） 略去惯性力的影响，大小方向作用点不随时间变化或变化极为缓慢，无加速度。 动力荷载（Dynamic loading） 使结构产生不容忽视的加速度，冲击、振动。 按荷载规范分为 荷载规范 总结了设计经验和科研成果，供设计时用。 End 主要荷载：指结构在正常使用条件下经常作用着的荷载，如结构自重、车辆荷载； 附加荷载：指不经常作用的荷载，如风压力、温度变化等 桥梁在列车荷载作用下不至于破坏和产生过大的变形。 水坝在水压力的作用不能崩溃。 挡土墙在侧面土的压力下要保证不滑动、不倾覆,地基土应有足够的承载力 *哈工大 土木工程学院 绪 论 土木工程学院 结构力学学科组 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 什么是结构力学 ? The meaning of Structural Mechanics ? 顾名思义，结构力学是研究“结构”的“力学”。 力学 研究结构合理形式及在外界条件作用下反应的规律性的学科。 结构 用某种材料按一定方式组成旨在承受和传递荷载载荷的体系。 Introduction 由古 至今 ? 远古人的穴居陋室 现代太空站 人类为了生存和发展建造了大量各式各样的构筑物 人类活动的各个领域都有形形色色的结构 ? 商业大厦内景 公路大桥雄姿 静止的结构 直升机 洲际客机 天上飞的结构 ? 军车集锦 机车集锦 陆地跑的结构 ? 航空母舰 巡洋舰 水上游的结构 ? 娱乐设施的结构 旋转车 过山车 ? 结构无所不在 ? 物体的存在并不是为了受力，而是为了发挥某种“功能”（Function）。 飞机要在蓝天翱翔 汽车要在大地奔驰 轮船要在海洋游弋 为了发挥它的功能，它们必须经受外力和内力，因此它们又必须是“结构”。 结构由于受力过大而无法继续发挥功能时，就称为“失效”(Faliure)，如果结构在预期的工作条件下，正常使用，它就是具备“安全性”(Safety)的结构。 为了防止结构失效，保证其安全性就要研究结构力学！ ? 结构的受力特性和承载能力与结构的几何特征密切相关 ? §0-1 结构的分类 杆系结构(structure of bar system) ： 构件的横截面尺寸长度尺寸； 板壳结构(plate and shell structure) ： 构件的厚度表面尺寸