结构力学课件.pptx

结构力学

第1章绪论

1）研究对象

结构力学——就是研究结构在荷载作用下，其内力

和变形的计算问题。

结构——就是构造物中起着承重作用的骨架，它由

承重构件组成。

土木工程及水利工程中常见的结构有：刚架、

桁架、拱、水坝、墩式码头等，根据几何形状可以

把它们分成三大类：

杆系结构板壳结构实体结构

▲杆系结构——由若杆根杆件组成，杆件的几何特

征是：其长度远远大于杆件截面的宽度和高度。

▲板壳结构——其厚度远远小于长度和宽度两各尺

寸的结构。

▲实体结构——是指三个尺寸大约为同量级的结构

结构力学的研究对象是：杆系结构

2）主要研究内容

▲结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差

引起的内力计算——称为强度计算；

▲结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差

引起的变形及位移计算——称为刚度计算；

▲结构的稳定计算；

▲结构的组成规律及计算简图的选择。

3）结构力学与其它课程的关系

理论力学和材料力学是结构力学的先修课程，

专业课程（钢筋混凝土、钢结构、桥梁结构等）是

结构力学的后续课程。

在工程设计中对结构进行力学分析时，需要一

个图形，这个图形与实际结构完全一样，实际上是

做不到的，因此必须对实际结构进行抽象和简化，

得到一个计算时所用的计算简图。抽象和简化必须

遵循以下原则：

1）正确反映结构的实际受力情况，使计算结果与

实际情况比较吻合；

2）略去次要因数，便于分析和计算。

1）杆件的简化

杆件可以用轴线来表示：

杆件轴线

原因是：细长杆件可以近似采用平面假定，因此截

面上的应力可以由截面上的内力来确定，而内力只

与杆件的长度有关，与截面的宽度和高度无关。

2）结点的简化

杆件与杆件的连接点称为：结点

结点的简化分两类：铰结点和刚结点

▲铰结点

几何特征：各杆可以绕结点自由转动。

受力状况：不会引起杆端弯矩。

表示方法：

例如：图示木屋架的结点

▲刚结点

几何特征：各杆不能绕结点作相对转动。

受力状况：由于结点能阻止杆件之间发生相对转

角，因此杆端有弯矩、剪力和轴力。

表示方法：

例如：图示现浇钢筋混凝土框架的结点

例如：把梁放在柱顶上，不作任何处理，其支座就

可简化成可动铰支座。

▲固定铰支座

能约束竖向和水平运动的支座称为：固定铰支座

表示方法：

例如：把屋架放在柱顶上，并与柱顶的预埋件连

接，这样的支座可简化成固定铰支座。

▲固定支座

能约束竖向、水平和转动的支座称为：固定支座

表示方法：

例如：柱子与基础完全现浇在一起，而且柱子的

钢筋插入基础一定距离，那么柱子的支座

就可简化成固定支座。

4）结构简化

1）按分布分

▲面荷载如：风荷载、雪荷载、雨荷载、人群

荷载、水压力等

▲体荷载如：结构自重，温度荷载等

▲集中荷载如：集中力、集中力矩等

2）按作用在结构上的时间分

▲恒荷载如：结构自重和设备重量等

▲活荷载如：人群荷载、雪荷载、雨荷载等

▲移动荷载如：吊车荷载、汽车荷载、火车荷载

3）按作用在结构上的效果分

▲静荷载如：结构自重和设备重量等

▲动荷载如：风荷载、地震荷载、冲击荷载等

1）梁

有简支梁、悬臂梁、曲梁、多跨静定梁和

超静定梁等。

2）拱

有三铰拱、两铰拱、无铰拱等。

三铰拱两铰拱

无铰拱

3）桁架

4）刚架

5）组合结构

结构的几何构造分析

主要内容

§2-1几何构造分析的几个概念

§2-2几何不变体系的组成规律

§2-3几何构造分析方法

§2-4瞬变体系

§2-5分析几何构造举例

结构是由若干根杆件通过结点间的联接及与支座

联接组成的。结构是用来承受荷载的，因此必须保证

结构的几何构造是不可变的。例如：