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结构力学教程 北京万庭建筑培训学校 第十章 结构力学绪论 本章学习目标： 1、了解什么叫结构及结构的类型 2、了解结构力学研究的对象和内容。 3、掌握结构的计算简图。 4、了解我国钢结构的发展与应用。 一、结构 建筑物或构筑物中承受、传递荷载而 起骨架作用的部分称为结构。 如：房屋中的框架结构、桥梁、大坝等。 二、结构分类 1. 杆系结构---杆件长度远大于横截面尺寸b、h。 2. 板壳结构---厚度远小于其长度与宽度的结构。 钢结构梁、柱 悉尼歌剧院 3. 实体结构——长、宽、高三个尺寸相近的结构。 三、结构力学研究的对象和内容 1. 研究对象 由细长杆件构成的体系—平面杆系结构。 如：梁、桁架、刚架、拱及组合结构等。 1）梁 2）刚架 2. 研究内容 平面杆件体系的几何构造分析；讨论结构的强度、刚度、稳 定性、动力反应以及结构极限荷载的计算原理和计算方法等。 1）几何构造分析 主要是讨论几何不变体系的组成规律，因为只有几何 不变体系才能作为结构来使用。 2）强度计算 在于保证结构使用中的安全性，并符合经济要求。 3）刚度计算 在于保证结构不会产生过大的变形从而影响使用。 4）稳定性验算 在于保证结构不会产生失稳破坏。 5) 动力分析 是研究结构的动力特性以及在动荷载作用下的动力反应结构 受到的地震力、位移、速度、加速度及动内力等。 6)极限荷载的求解 是为了充分发挥结构的承载能力，由讨论结构的弹性 计算转变为塑性计算。 四、结构的计算简图 1、选取结构的计算简图必要性、重要性 将实际结构作适当地简化，忽略次要因素，显示其基本的特点。这种代 替实际结构的简化图形，称为结构的计算简图。合理地选取结构的计算简 图是结构计算中的一项极其重要而又必须首先解决的问题。 2、选取结构的计算简图的原则 1）能反映结构的实际受力特点，使计算结果接近实际情况。 2）忽略次要因素，便于分析计算。 3、结构简化的几个主要方面 1）结构体系的简化 一般结构实际上都是空间结构，各部相连成为一空间整体，以承受各 方向可能出现的荷载。在多数情况下，常忽略一些次要的空间约束，而 将实际结构分解为平面结构。 2）杆件的简化 杆件用其轴线表示，杆件之间的连接区用结点表示，杆长用结点间距 表示，荷载作用于轴线上。 3）结点的简化 杆件间的连接区通常简化成为三种理想情况： （1）铰结点：约束各杆端不能相对移动，但可相对转动；可以传递力，不 能传递力矩。 （2）刚结点：连接各杆端既不能相对移动，又不能相对转动；既可以传递 力，又可传递力矩。 （3）组合结点：是一些杆端为刚结，另一些杆端为铰结。 4）支座的简化 （1）滚轴支座：约束杆端不能竖向移动，但可水平移动和转动。只有竖向 反力。 （2）定向支座：允许杆端沿一定方向自由移动，而沿其它方向不能移动， 也不能转动。 （3）固定端：约束杆端不能移动也不能转动，有三个反力分量。 （4）铰支座：约束杆端不能移动，但可以转动。有两个互相垂直的反力， 或合成为一个合力。 5）材料的性质的简化 对组成结构的建筑材料，一般都假定为均匀连续、各向同性、完全弹性 (或弹塑性)。 6）荷载的简化 体力和面力均简化为作用在轴线上的分布荷载和