中南大学结构力学课件绪论.ppt

本章重点 一、与相关课的关系 1、“理力”、“材力”是“结构力学”的先修课。 （1）“理力”为“结力”提供基本的力学原理。 （2）“材力”以研究单根杆件为主，“弹力”以研究实体结构与薄壁结构为主，“结构力学”研究的是杆系结构。 2、“钢结构”、“钢筋混凝土结构”、“砖石结构”、“结构抗震”等是“结力”的后继课。 3、“结力”的特点 （1）系统性：一环套一环，连锁反应。 （2）灵活性：一题多解，殊途同归。 * 结构力学 中南大学 * §1-1 结构力学研究的对象及任务 §1-2 荷载的分类 §1-3 结构的计算简图 §1-5 结构的分类 §1-4 支座和结点的类型 第一章 绪论 钢结构 88层高420m （曾名列亚洲第一、世界第三） 上海金贸大厦 §1-1 结构力学的研究对象及任务 如：房屋结构、 桥梁结构、 特种结构等。 大坝结构、 建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为工程结构，简称为结构。 1. 结构 世界第一拱 (钢结构跨径550m) 斜拉桥 长江三峡工程 水利工程的拱坝 中国民航飞机 高速列车 宇宙飞船 2. 结构力学的研究对象 结构力学: 结构+力学 几门力学课程研究对象比较: 材料力学: 研究单个杆件; 弹性力学: 研究杆件（更精确）、板、壳、及块体等非杆状结构。 结构力学: 研究由杆件系统（Framed Structure）组成的工程结构, 即 杆系结构 ; 理论力学: 研究质点，质点系，刚体; §1-1 结构力学的研究对象及任务 3. 结构力学的研究任务 (2) 研究结构在荷载等因素作用下的内力（强度）及位移（刚度）计算。 ☆ 强度——结构在外力作用下是否会破坏的问题。 （如：桥在火车作用下的内力计算问题）。 ☆ 刚度——结构在外力作用下变形是否满足规定值。 （如：桥在火车作用下的位移、挠度、转角计算）。 (3) 研究结构的稳定性及动力荷载作用下的反应。 ☆稳定性——受压构件在轴向压力作下，能否保持其直线平衡状态。杆件如受压后变弯——失稳 (1) 研究结构的组成规则和合理形式。 §1-1 结构力学的研究对象及任务 理论分析、实验研究和数值计算三方面。 结构力学的计算方法众多，但所有方法都要考虑下列三方面的条件： （1）力系的平衡条件及运动条件; （2）变形的几何连续条件; （3）应力与变形间的物理条件（或称为本构方程）。 4. 结构力学的研究方法 §1-1 结构力学的研究对象及任务 荷载： 作用在结构上的主动力。 例如，结构的自重、水压力、土压力、风载等， 在建筑物施工和使用期间，大小、位置会发生变化的荷载。 1、按作用时间的长短分类 长期作用在结构上的不变荷载（如：结构构件的自重、土压力等）。 思考：恒载和活载对结构的影响有何不同？ 活载： 恒载： 广义荷载: 还包括使结构产生内力的其他因素。 例如，温度变化、基础沉陷、材料胀缩等。 §1-2 荷载的分类 在结构上的作用位置是移动的（如：汽车荷载，吊车荷载）。 2 、按作用位置是否固定分类 在结构上的作用位置是固定的（如：恒载、 风载、雪载）。 固定荷载： 移动荷载： §1-2 荷载的分类 3、按荷载作用的性质分类 数量、位置、大小等不随时间变化或变化极为缓慢，不使结构产生显著的振动，因而惯性力的影响可以忽略（如：恒载、雪载）。 静力荷载： 随时间迅速变化，使结构产生显著振动，因而惯性力的影响不能忽略（如：冲击荷载、地震荷载等。车辆荷载、风荷载在通常的设计中视为静载, 但在特殊情况下按动载考虑）。 动力荷载： §1-2 荷载的分类 4、按结构与荷载接触的情况分类 ? 荷载不是直接作用而是通过纵横梁系间接地作用于结构（主梁上的荷载）。 直接作用于结构上的荷载（纵梁上的荷载）。 直接荷载： 间接荷载（结点荷载）： 1、计算简图： 将一个具体的工程结构物用一个简化的受力图形来表示。 选择计算简图时，要它能反映工程结构物的如下特征： 1．受力特性（荷载的大小、方向、作用位置）； 2．几何特性（构件的轴线、形状、长度）； 3．支承特性（支座的约束反力性质、杆件连接形式）。 选取计算简图的原则： （1）正确反映实际结构的受力情况和主要性能。 （2）略去