模塊1 緒論《結構力學》教學課件

《結構力學》?精品課件合集第X章XXXX模塊1緒論1.結構力學學什么？2.結構力學與前學課程及后續(xù)課程是什么關系？3.如何學好結構力學？第1章

緒論1.1結構力學的研究對象和基本任務建筑物或構筑物中承受、傳遞荷載而起骨架作用的部分稱為結構。如：房屋中的框架結構、橋梁、大壩等。結構建筑結構結構工程結構舉例國家體育館北盤江大橋全長1341.4米，橋面到谷底垂直高度565米，成為目前世界第一高橋。結構工程結構舉例趙州橋趙州橋始建于隋代，由匠師李春設計建造，已有1400余年歷史。結構工程結構舉例結構構件結構分類桿件長度

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遠大于橫截面尺寸b、h。鋼結構梁、柱結構構件結構分類厚度遠小于其長度與寬度的結構國家大劇院板殼結構結構分類長、寬、高三個尺寸相近的結構三峽大壩實體結構結構分類1.研究對象：桿件結構。由細長桿件組成，如：梁、桁架、剛架、拱及組合結構等。結構力學研究的對象和基本任務2.

基本任務（研究內容）：（1）研究桿件結構的組成規(guī)律，使結構具有可靠的幾何組成和合理的組成方式；（2）研究桿件結構在荷載等因素作用下的內力和位移的計算方法。（3）研究桿件結構的穩(wěn)定性、極限承載力及動力荷載作用下的結構響應。材料力學主要研究單個桿件的計算；結構力學則在此基礎上著重研究由桿件所組成的結構；彈性力學將對桿件做更精確的分析，并將研究板、殼、塊體等非桿狀結構。后續(xù)學習的鋼結構、鋼筋混凝土結構等課程，則在此基礎上，對構件進行截面設計。結構力學與前學課程及后續(xù)課程是什么關系桿件結構的組成1.2桿件結構的組成桿件結構通常由以下幾部分組成：1.2桿件結構的組成1.桿件：通常用其軸線表示。2.結點：桿件和桿件相互聯(lián)接的部分。3.支座：結構與大地（基礎）相互聯(lián)結的裝置稱為支座支座或結點等限制結構運動的裝置稱為約束?；A通過支座對結構的作用，通常叫支座反力或約束反力，屬于被動產(chǎn)生的力。簡稱之為反力。（1）鉸結點1.結點：桿件和桿件相互聯(lián)接的部分。（2）剛結點（a）（b）（3）組合結點結點結構的組成支座：結構與不動體相互聯(lián)結的裝置稱為支座。（1）固定支座工程實例AFAxM

AFAy簡圖特點：1）結構在支座截面不產(chǎn)生線位移和轉角；2）支座截面有反力矩以及x、y方向的反力。實際形狀BA支座與支座反力結構的組成特點：1)結構在支座截面可以繞圓柱鉸A轉動；2)x、y方向的反力通過鉸A的中心。AFAxFAyFAxFAyA（2）固定鉸支座實際形狀支座與支座反力結構的組成特點：1)桿端A產(chǎn)生垂直于鏈桿方向的線位移；

2)反力沿鏈桿方向作用，大小未知。（3）輥軸支座（活動鉸支座）FAyAAFAy支座與支座反力結構的組成特點：1）桿端A無轉角，不能產(chǎn)生沿鏈桿方向的線位移，可以產(chǎn)生垂直于鏈桿方向的線位移；2）桿端存在反力矩以及沿鏈桿方向的反力。實際構造AFyAMAAFyAMAA（4）滑動支座（定向支座）支座與支座反力結構的組成結構計算簡圖確定計算簡圖的原則是：（1）計算簡圖應盡可能反映實際結構的主要受力、變形等特性；（2）保留主要因素，忽略次要因素，使計算簡圖便于分析計算。計算簡圖

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工程實例

屋架簡化（a）（c）（b）

右圖所示的是由屋架、柱、吊車梁、基礎等構件組成的平面排架結構，若沿垂直于紙面方向將若干個平面排架結構相隔一定的距離布置，通過連接構件就可構成空間體系的單層廠房，由于每一榀排架結構的受力基本相同，因此設計時可以取出單榀排架按平面結構計算。排架簡化（a）（b）結構計算簡圖桿件結構的形式和分類1.3桿件結構的形式和分類（1）單跨梁（2）多跨梁靜定梁超靜定梁

梁的特點：梁的軸線通常為直線，水平梁在豎向荷載作用下，截面存在彎矩和剪力。靜定多跨梁連續(xù)梁梁桿件結構的分類剛架靜定剛架超靜定剛架剛架的特點：

1）剛架通常由梁和柱等直桿組成，桿件間的結點多為剛結點；2）荷載作用下桿件截面存在彎矩、剪力和軸力。桿件結構的分類拉桿拱拉桿無鉸拱三鉸拱FHFHFVFFV拱的特點：1)

拱的軸線為曲線，在豎向荷載作用下支座有水平推力FH；2) 水平推力大大改變了拱的受力特性。拱桿件結構的分類靜定桁架超靜定桁架桁架由直桿組成，所有結點都是鉸結點，當荷載作用于結點時，各桿只受軸力；特點：桁架桿件結構的分類組合結構則是由梁式桿和鏈桿組成，其中梁式桿以受彎為主，內力不僅有軸力，還有彎矩、剪力。桁架和組合結構桿件結構的分類學習方法和要求1、總結分析問題的一般方法：如，由已知領域向未知領域轉化；由整體向局部轉化，在由局部向整體轉化。2、勤學多練：必須做一定量的習題，否則很難掌握結構力學的基本概念、基本原理和基本的分析方法及解題的技巧。3、學習要求：（1）、預習；（2）、課堂記筆記，注意習題和課堂討論課；（3）、獨立、認真完成作業(yè)；（4）、主動答疑，多提問題。本課程中，新的、純粹的理論推導并不多，主要是將前面所學的理論力學、材料力學等課程的知識，綜合應用在結構的分析和計算上。學習時要注意對問題的分析的方法和計算思路及技巧掌握。強調能力培養(yǎng)（分析、計算、自學、表達）。結構的荷載1.按荷載作用時間長短可分為：恒載：永久作用在結構上的荷載。如自重等?；钶d：荷載有時作用在結構上，有時又不作用在結構上。如：樓面活荷載，雪荷載。2.按荷載作用位置可分為：固定荷載：作用位置不變的荷載，如自重等。移動荷載：荷載作用在結構上的位置是移動的，如吊車荷載、橋梁上的汽車和火車荷載。3.按荷載作用的性質可分為：靜荷載：荷載的大小、方向、位置不隨時間變化或變化很緩慢的荷載。恒載都是靜荷載。動荷載：荷載的大小、方向隨時間迅速變化，使結構產(chǎn)生顯著振動，結構的質量承受的加速度及慣性力不能忽略?；秃吮ǖ臎_擊波荷載、地震荷載等都是動力荷載。線性變形體系若體系產(chǎn)生符合約束條件的微小連續(xù)變形，材料服從虎克定理，則該體系稱為線性變形體系，