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* 编制 主讲 结构力学是研究杆件结构的 强度、刚度和稳定性的一门学科 结构力学研究的三个依据： 静力平衡；几何连续；物理关系 结构力学研究的三种单元： 结点；杆件；杆件体系 结构力学的研究对象 杆件结构 结构力学研究一个主题 杆件结构的强度、刚度和稳定性 结构力学基本假定： 均匀，连续，各向同性，小变形 结构与结构分类 结构力学的研究对象和任务 结构的计算简图 杆件结构和荷载的分类 一、结构：由建筑材料筑成，能承受荷载而起骨架作用的构筑物称为工程结构。 如：梁柱结构、桥梁、涵洞、水坝、挡土墙……。 §1.1 结构和结构的分类 计算简图 原位置 二、结构的分类：按几何形状结构可分为： 杆系结构：构件的横截面尺寸长度尺寸； 板壳结构：构件的厚度表面尺寸； 实体结构：结构的长、宽、厚三个尺寸相仿。 学 科 研究对象 研究任务 理论力学 质点、刚体 物体机械运动的一般规律 材料力学 单根杆件 变形体的强度、刚度 和稳定性 结构力学 杆件结构 弹性力学 板壳、实体结构 变形体的强度、刚度 和稳定性 变形体的强度、刚度 和稳定性 变形体的强度、刚度 和稳定性 变形体的强度、刚度 和稳定性 变形体的强度、刚度 和稳定性 变形体的强度、刚度 和稳定性 ? §1.2 结构力学的研究对象、任务和方法 各力学课程的比较： 一、结构力学的研究对象是杆系结构 由此可见：结构力学是研究杆件结构的强 度、刚度和稳定性的一门学科 二、结构力学的任务 1、研究荷载等因素在结构中所产生的内力（强度计算）； 2、计算荷载等因素所产生的变形（刚度计算）； 3、分析结构的稳定性（稳定性计算）； 4、探讨结构的组成规律及合理形式。 进行强度、稳定性计算的目的，在于保证结构满足安全和 经济的要求。 计算刚度的目的，在于保证结构不至于发生过大的变形， 以至于影响正常使用。 研究组成规律目的，在于保证结构各部分，不至于发生相 对的刚体运动，而能承受荷载维持平衡。 探讨结构合理的形式，是为了有效地利用材料，使其性能 得到充分发挥。 三、研究方法：在小变形、材料满足虎克定律的假设下综合 考虑以下三方面的条件，建立各种计算方法。 1、静力平衡；2、几何连续；3、物理关系！！ ? 四、结构力学的发展 我国的木架建筑在新石器时代晚期就初具规模。 隋代建造的赵州桥，它那造型艺术与结构功能的巧妙统一， 结构形式与材料性能的巧妙结合，堪称一绝。 秦代时期的都江堰，设计精巧，规模宏伟，至今仍发挥着 灌溉作用。 十九世纪前半期，形成了结构力学理论的初步基础，并从 古典力学中划分出来，成为一门独立的学科。 十九世纪后半期，建立了关于结构变形和超静定结构的一 般理论。 二十世纪初期，产生了位移法及其派生的各种渐进法和近 似法。 随着生产力的不断发展，塑性理论、结构稳定和结构动力学的计算理论也有了迅速的发展。 二十世纪中期，计算机用于结构力学，使结构力学为生产 建设服务的能力有了量级上的变化。这种强有力的计算手段，使空间结构、 特殊结构、 结构抗震、 结构的弹塑性分析以及结构优化设计的理论与方法得到了迅速的发展和应用。！！ ? 一、选取结构的计算简图必要性、重要性： 将实际结构作适当地简化，忽略次要因素，显示其基本的 特点。这种代替实际结构的简化图形，称为结构的计算简图。 合理地选取结构的计算简图是结构计算中的一项极其重要 而又必须首先解决的问题。 二、选取结构的计算简图的原则： 1、能反映结构的实际受力特点，使计算结果接近实际情况。 2、忽略次要因素，便于分析计算。 三、影响计算简图选取的主要因素： 1、结构的重要性 ：重要结构——精；次要结构——粗； 2、设计阶段：初步设计——粗；技术设计——精； 3、计算问题的性质：静力计算——精； 动力计算——粗； 4、计算工具：先进——精； 简陋——粗。 ? §1.3 结构的计算简图 四、结构简化的几个主要方面 1、结构体系的简化 一般结构实际上都是空间结构，各部相连成为一空间整体， 以承受各方向可能出现的荷载。 在多数情况下，常忽略一些次要的空间约束，而将实际结 构分解为平面结构。 2、杆件的简化 杆件用其轴线表示，杆件之间的连接区用结点表示，杆长 用结点间距表示，荷载作用于轴线上。 3、结点的简化 杆件间的连接区通常简化成为三种理想情况： （1）铰结点：约束各杆端不能相对移动，但可相对转动； 可以传递力，不能传递力矩。 （2）刚结点：连接各杆端既不能相对移动，又不能相对 转动；既可以传递力，又可传递力矩。 （3）组合结点：是