结构力学课件.doc

1.1 结构力学的学科内容和任务 ??????????结构力学（英文名称： Structural mechanics ）是土木工程类各专业重要的专业基础课。 ??????????其主要研究任务是：讨论结构的组成规律和合理形式，以及结构计算简图的合理选择；讨论结构内力和变形的计算方法，进行结构的强度和刚度的验算；讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应。 ??????????其目标是使学生掌握系统的结构力学知识；提高结构计算能力，能熟练地分析计算土木工程结构的力学性能；培养学生的分析能力和科学作风；为学习有关专业课程（钢筋混凝土结构、钢结构、地基基础等）、为毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好扎实的理论基础。 1.1.1 结构 ??????????工程结构：建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作用的部分，简称结构。 ??????????实例： ??????????建筑结构 a 实景图 b 骨架图 受荷图 图 1-1 某建筑结构 ??????????［注释］ 上图 1 为一栋高层建筑，如果我们除去它的装饰、围护墙、门窗、防水隔热设施、水电设施等部分，就剩下一个如图 1b 所示的钢筋混泥土的骨架。就是这个骨架，承受着包括自重、雨雪、风、地震以及建筑物内所有人员、设备造成的荷载，而对整个建筑物起到支撑作用。这个骨架就是我们所说的结构。由于它是用于房屋建筑的，所以它属于建筑结构，或称房屋结构。图 1c 即为结构简化的受荷图。其传递荷载的模式一般为板→梁→柱（或剪力墙）→基础→地基 ??????????桥梁结构 图 1-2 武汉长江二桥 ?????????? ［注释］ 武汉长江二桥位厂武汉长江大桥下游 6.8 公里 处，全桥长 4678 米 ，其中正桥 1877 米 ，设六车道；双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，主跨 400 米 ，桥梁宽 29.4 米 。 ??????????隧道结构 图 1-3 武汉长江隧道 ??????????［注释］ 长江隧道工程自汉口黄石路越江至武昌三层楼附近。全长 3609 米 ，其中，越江沉管段 1380 米 ，江北岸坡隧道 880 米 ，江北引道段 183 米 ，江南岸坡隧道 1010 米 ，江南引道段 156 米 。横断面总宽 34.9 米 ，总高 9.2 米 ，净高 4.5 米 。横断面为三孔一管廊，包括 2 个汽车孔道（双向四车道）、 1 个地铁孔道（为规划拟建的地铁二号线预留）和 1 个附属管廊。 ??????????地下结构 图 1-4 地下结构 水工结构 图 1 -5a 三峡大坝鸟瞰图 图 1-5b 三峡大坝的闸门 ［注释］ 三峡工程枢纽主要建筑物由大坝、水电站、通航建筑物等三大部分组成长虹卧波的三峡大坝，为混凝土重力坝，坝轴线全长 2309.47 米 ，坝顶海拔高度 185 米 。坝址区河谷开阔，两岸岸坡平缓，大坝建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体。 ??????????其他 图 1 -6a 板壳 图 1-6b 塔架 图 1 -6c 刚架 图 1-6d 桁架 ??????????结构分类： ??????????按几何的角度分 表 1-1 结构的分类 分类名称 特点 实例 杆件结构 由杆件组成的结构，是结构力学的研究对象 梁、拱、刚架、桁架 板壳结构 又称薄壁结构，几何特征是其厚度要比长度和宽度小得多 房屋中的楼板和壳体屋盖 实体结构 长、宽、厚三个尺度大小相仿 水工结构中的重力坝 ??????????其它分类： ???????????? 按建筑材料分： ??????????混凝土结构（素混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土）、钢结构、钢－混凝土组合结构（钢－混凝土梁板结构、钢骨混凝土结构和钢管混凝土结构）、砌体结构、木结构。 ?????????? 按结构层数分 ??????????单层、多层、高层（大于等于 10 层或高度超过 30m ） ?????#149;? 按空间作用分 ??????????壳体结构、网架结构、悬索结构 ??????????课外作业： 收集身边的结构（图片），并加以分析。 1.1.2 结构力学的研究内容和任务 ??????????结构力学与相关力学课程的关系 ??????????理论力学： 研究物体机械运动的基本规律。 ??????????例如我们已经熟知的物体静力平衡条件等。 ??????????材料力学： 研究杆件的强度、刚度和稳定性。 ??????????例如杆件受拉（压）、弯曲、扭转时的应力计算；材料强度条件；梁的变形计算；压杆稳定等 ??????????结构力学：以杆件结构为主要研究对象，根据力学原理研究在外力因素作用下结构的内力和变形，结构的