结构力学第1章绪论(f)资料.ppt

第一章 绪论 §1-1 结构力学的研究对象和任务 §1-2荷载的分类 §1-3 结构的计算简图 §1-3 结构的计算简图 §1-3 结构的计算简图 §1-3 结构的计算简图 §2-1 几何构造分析的几个概念 §2-2 平面几何不变体系的组成规律 §2-3 平面杆件不变体系的计算自由度 §2-6 小结 §1-1 结构力学的研究对象和任务 §1-2 荷载的分类 §1-3 结构的计算简图 §1-4 支座和结点的类型 §1-5 结构的分类 结构：工程中担负预定任务、支承荷载的建筑物。 如：房屋、塔架、桥梁、隧道、挡土墙、水坝等。 结构力学：是一门技术基础课，主要以高等数学、理论力学、材料力学为基础，又为弹性力学、建筑结构、水工结构等课程提供基础。 研究对象：材料力学——单个杆件 结构力学——杆件结构 弹性力学——精确分析杆件、板、壳、块体 §1-1 结构力学的研究对象和任务 结构力学与几门力学课程的关系: 理论力学-一研究质点和刚体体系的机械运动规律; 材料力学-一单个杆件的强度、刚度、稳定性问题; 结构力学-一杆件结构的强度、刚度、稳定性问题; 弹性力学-一实体结构如板壳结构的强度、刚度、稳定性问题。 任务： 计算结构在荷载等因素作用下的内力和位移； 结构的稳定性计算，及动力荷载作用下的反应； 结构的组成规则等。 §1-1 结构力学的研究对象和任务 或: (1)组成规律与合理形式,计算简图的合理选择； (2)内力与变形的计算方法，强度和刚度； (3)稳定与动力反应。 （强度、刚度、稳定性） §1-1 结构力学的研究对象和任务 荷载：作用在结构上的主动力 按作用时间久暂分 恒载：长期作用在结构上的不变荷载，如自重、土压力等； 活载：暂时作用在结构上的可变荷载，如列车、人群、风、雪等。 按作用位置是否变化分 固定荷载：恒载及某些活载的作用位置不变，如风、雪等； 移动荷载：在结构上移动的，如列车、汽车、吊车等。 §1-2荷载的分类 按动力效应分 静力荷载：大小、方向和位置不随时间变化或变化很 缓慢的荷载，不使结构产生显著的加速度，可以略去惯性力的影响，如：结构的自重及其他恒载； 动力荷载：随时间迅速变化的荷载，使结构产生不容 忽视的加速度，必须考虑惯性力的影响，如：动力机械产生的振动荷载。 其他因素：温度变化、支座沉陷、制造误差、材料收 缩等也可以使结构产生内力和位移。 一、结构计算简图 在计算之前，对实际结构加以简化，表现其主要特点，略去次要因素，用一个简化图形代替实际结构。 即在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)。 二、确定计算简图的原则： （a)能反映实际结构的主要力学特性; （b)分析计算尽可能简便。 三、简化内容: （1）荷载的简化:集中力、集中力偶、分布荷载 （2）杆件的简化:杆件 杆件的轴线 （3）支座的简化:固定铰支座 可动较支座 固定端支座 滑动支座(定向支座) （4）结点的简化:刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点) （5）体系的简化:空间结构 平面结构 具体工作包括：（教材） 1.杆件的简化： 以轴线代替； 2.支座和结点的简化(见§1-4)； 3.荷载的简化： 集中荷载和线分布荷载； 4.体系的简化： 空间结构简化为平面结构。 5.材料性质的简化 将结构材料视为连续、均匀、各向同性、理想弹性或理想弹塑性。 固定铰支座 梁：轴线；均布荷载q 集中荷载F 可动铰支座 结构体系的简化 §1-3 结构的计算简图 §1-4 支座和结点的类型 支座：连接结构与基础的装置。 （1）活动铰支座（辊轴支座a、b，摇轴支座c，链杆AB） 允许结构在支承处绕铰A转动和沿m-n的方向移动，但A点不能沿垂直于支承面的方向移动。 FA §1-4 支座和结点的类型 （2）固定铰支座 允许结构在支承处绕铰A转动，A不能作水平和竖向移动。 §1-4 支座和结点的类型 （3）固定支座 不允许结构在支承处发生任何移动和转动。 §1-4 支座和结点的类型 （4）滑动支座（定向支座） 结构在支承处不能转动，不能沿垂直于支承面的方向移动，但可沿支承面方向滑动。 计算简图用垂直于支承面的两根平行链杆表示，其反力为一个垂直于支承面的力和一个力偶。 图1 图2 §1-4 支座和结点的类型 结点：结构中杆件相互连接处。有：铰结点、刚结点、组合结点。 （1）铰结点 各