《结构基本计算原理》课件.pptVIP

*********1.2结构分析的基本任务确定结构的受力状态包括确定结构的荷载类型、荷载大小和作用位置，以及结构内部的应力和应变。计算结构的变形结构在荷载作用下会发生变形，包括位移、转角和应变，计算这些变形对于评估结构的安全性至关重要。评估结构的强度和稳定性通过计算结构的应力和应变，并与材料的强度极限进行比较，可以评估结构的承载能力和稳定性。1.3结构分析方法简介11.力法力法以未知力为基本未知量，建立平衡方程和几何方程，求解结构内力。22.位移法位移法以未知位移为基本未知量，建立平衡方程和变形协调方程，求解结构内力。33.矩阵法矩阵法是一种统一的结构分析方法，将结构分析问题转化为矩阵形式，便于计算机求解。44.有限元法有限元法将结构离散为有限个单元，利用数值方法求解结构的内力和位移。第二章荷载分析荷载是作用于结构上的外部力量，例如重力、风力、地震等。荷载分析是结构设计中的重要环节，它决定了结构的承载能力和稳定性。2.1荷载种类恒荷载恒荷载是指在结构使用期间始终作用于结构的荷载，例如结构自重、屋面、楼面、墙体、管道等构件的重量。活荷载活荷载是指在结构使用期间可能变化的荷载，例如人员、家具、设备等重量，以及风荷载、雪荷载、地震荷载等。2.2荷载计算1自重结构自身重量2活荷载可移动物体重量3风荷载风力对结构的影响4地震荷载地震对结构的冲击5雪荷载积雪重量荷载计算是结构设计中的重要环节，它决定了结构的安全性。不同的荷载类型具有不同的作用方式和计算方法。2.3荷载组合基本荷载组合基本荷载组合是指由各种荷载按其作用情况组合而成的荷载。偶然荷载组合偶然荷载组合是指由各种荷载按其最不利情况组合而成的荷载。准永久荷载组合准永久荷载组合是指由各种荷载按其长期作用情况组合而成的荷载。第三章静定结构分析静定结构是指结构中各杆件的内力能够仅由平衡方程直接求解，无需考虑变形条件。静定结构分析是结构力学中最基础的内容，是理解复杂结构分析方法的基础。3.1静定结构的基本概念定义静定结构是指在荷载作用下，其结构内力可以直接由静力平衡方程求解，无需考虑结构的变形。简单地说，静定结构的结构内力只与外力有关，与结构的刚度无关。特点结构内力仅由平衡方程确定，与结构的刚度无关。结构的内力、变形、位移可以独立计算，互不影响。3.2静定结构轴力、剪力和弯矩的计算1轴力计算轴力是杆件截面上的内力，由外力引起。可通过截面法和平衡方程计算。2剪力计算剪力是杆件横截面上内力，由外力引起。可通过截面法和平衡方程计算。3弯矩计算弯矩是杆件横截面上内力，由外力引起。可通过截面法和平衡方程计算。3.3静定结构位移的计算位移的概念位移是指结构在荷载作用下发生的形变，例如梁的挠度和转角。位移计算方法常见的位移计算方法包括虚功原理法、叠加法和影响线法等。位移计算步骤确定结构的支座类型和约束条件选择合适的计算方法根据荷载和结构参数进行计算位移的影响位移会影响结构的稳定性和功能，因此需要进行计算并控制在允许范围内。第四章静不定结构分析静不定结构是指结构中约束条件多于刚体自由度，无法用平衡方程直接求解结构内力。静不定结构分析是结构力学中的重要内容，其方法可以用于各种复杂的结构，如桥梁、建筑物、飞机等。4.1静不定结构的基本概念自由度静不定结构的自由度大于约束条件数，无法通过平衡方程直接求解。超静定结构中存在多余约束，导致约束力无法直接由平衡方程确定。内力静不定结构的内力分布与荷载和约束条件密切相关，需要通过更复杂的分析方法求解。位移法利用结构的变形协调条件和材料力学关系，建立方程组求解结构内力与位移。4.2整体刚度法1建立刚度矩阵包含所有节点的刚度系数2组装整体刚度矩阵将所有单元刚度矩阵合并3求解节点位移解线性方程组，得到节点位移4计算内力利用位移结果，计算各单元内力整体刚度法是一种常用的结构分析方法，适用于各种类型的静不定结构。4.3单元刚度法1单元刚度矩阵每个单元的刚度矩阵2整体刚度矩阵将所有单元刚度矩阵组装起来3求解位移解整体刚度矩阵方程4计算内力根据位移求解每个单元的内力单元刚度法是一种常用的结构分析方法，它将结构分解成若干个单元，并对每个单元进行独立的分析，最终将所有单元的分析结果组合起来得到整个结构的解。4.4力法1基本原理力法以结构的力为基本未知量，建立平衡方程2解题步骤选取多余约束，建立基本体系，求解力法方程3应用范围力法适用于各种静不定结构，尤其适合超静定结构4优点