結(jié)構(gòu)力學課件_第1章

1、結(jié)構(gòu)力學第一章第一章研究對象研究對象由建筑材料按合理方式組由建筑材料按合理方式組成的建筑物和工程建設(shè)中成的建筑物和工程建設(shè)中承受、傳遞荷載起骨架作承受、傳遞荷載起骨架作用的工程體系。用的工程體系。(structure)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)力學現(xiàn)代結(jié)構(gòu)力學將工程項目從論證到設(shè)計將工程項目從論證到設(shè)計從施工到使用期內(nèi)維護的從施工到使用期內(nèi)維護的整個過程作為大系統(tǒng)，研整個過程作為大系統(tǒng)，研究大系統(tǒng)中的各種力學問究大系統(tǒng)中的各種力學問題題狹義結(jié)構(gòu)力學狹義結(jié)構(gòu)力學由桿系組成的體系（由桿系組成的體系（*）廣義結(jié)構(gòu)力學廣義結(jié)構(gòu)力學可變形的物體系可變形的物體系桿桿板板塊塊結(jié)構(gòu)力學研究的內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)力學研究的內(nèi)容包括控制控

2、制通過控制理論和控制技術(shù)，智能化通過控制理論和控制技術(shù)，智能化地抵御外界作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。地抵御外界作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。分析分析結(jié)構(gòu)在外因作用下的反應(yīng)。通過分結(jié)構(gòu)在外因作用下的反應(yīng)。通過分析使設(shè)計的結(jié)構(gòu)既經(jīng)濟合理，又安析使設(shè)計的結(jié)構(gòu)既經(jīng)濟合理，又安全可靠。全可靠。識別識別通過系統(tǒng)的反饋信息，確定體系內(nèi)通過系統(tǒng)的反饋信息，確定體系內(nèi)在實質(zhì)（系統(tǒng)識別）或外界作用在實質(zhì)（系統(tǒng)識別）或外界作用（荷載識別）。（荷載識別）。結(jié)構(gòu)動力分析結(jié)構(gòu)動力分析主要研究結(jié)構(gòu)動特性及在動主要研究結(jié)構(gòu)動特性及在動荷載作用下的動反應(yīng)分析。荷載作用下的動反應(yīng)分析。結(jié)構(gòu)靜力分析結(jié)構(gòu)靜力分析研究結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律、外界研究結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律

3、、外界因素作用下結(jié)構(gòu)受力變形及穩(wěn)定的因素作用下結(jié)構(gòu)受力變形及穩(wěn)定的計算原理和計算方法，移動荷載作計算原理和計算方法，移動荷載作用下結(jié)構(gòu)設(shè)計特點和方法。用下結(jié)構(gòu)設(shè)計特點和方法。結(jié)構(gòu)計算機分析結(jié)構(gòu)計算機分析簡單介紹應(yīng)用計算機進行結(jié)簡單介紹應(yīng)用計算機進行結(jié)構(gòu)分析的基本原理和方法。構(gòu)分析的基本原理和方法。本課以分析為主要工作本課以分析為主要工作本課與其它課程的關(guān)系本課與其它課程的關(guān)系高等數(shù)學高等數(shù)學 作為分析工具作為分析工具理論力學理論力學 著重討論物體的機械運動著重討論物體的機械運動材料力學材料力學 以單桿作為對象，討論應(yīng)力以單桿作為對象，討論應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系彈性力學彈性力學 以實體和板殼結(jié)構(gòu)

4、為研究對象以實體和板殼結(jié)構(gòu)為研究對象結(jié)構(gòu)力學結(jié)構(gòu)力學 重點研究桿系結(jié)構(gòu)，它為鋼混結(jié)構(gòu)、重點研究桿系結(jié)構(gòu)，它為鋼混結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)，水工結(jié)構(gòu)等專業(yè)課提供力鋼木結(jié)構(gòu)，水工結(jié)構(gòu)等專業(yè)課提供力學基礎(chǔ)和設(shè)計依據(jù)。學基礎(chǔ)和設(shè)計依據(jù)。高層建筑高層建筑水利工程水利工程橋梁工程橋梁工程大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)高聳結(jié)構(gòu)高聳結(jié)構(gòu)核電建筑核電建筑體育建筑體育建筑力學建模力學建模 分析實際結(jié)構(gòu)，需要利用力學分析實際結(jié)構(gòu)，需要利用力學知識、結(jié)構(gòu)知識和工程實踐經(jīng)知識、結(jié)構(gòu)知識和工程實踐經(jīng)驗，經(jīng)科學的抽象，并根據(jù)實驗，經(jīng)科學的抽象，并根據(jù)實際受力、變形規(guī)律等主要因素，際受力、變形規(guī)律等主要因素，對結(jié)構(gòu)進行合理簡化。對結(jié)構(gòu)進行合理簡化。

5、簡化原則簡化原則 ：盡可能符合實際；盡可能簡單：盡可能符合實際；盡可能簡單簡化內(nèi)容簡化內(nèi)容 ：體系、構(gòu)件、連接及荷載：體系、構(gòu)件、連接及荷載計算簡圖計算簡圖1.1.結(jié)構(gòu)體系的簡化結(jié)構(gòu)體系的簡化2.2.桿件的簡化桿件的簡化桿件簡化： 由桿的特征，截面應(yīng)力可根據(jù)截面內(nèi)力確由桿的特征，截面應(yīng)力可根據(jù)截面內(nèi)力確定，而內(nèi)力只沿桿長方向變化，因此桿的簡圖定，而內(nèi)力只沿桿長方向變化，因此桿的簡圖可用軸線代替。桿件連接點用結(jié)點表示；桿長可用軸線代替。桿件連接點用結(jié)點表示；桿長用結(jié)點間的距離表示；荷載作用點移到軸線上用結(jié)點間的距離表示；荷載作用點移到軸線上FP2FP1(1) (1) 鉸結(jié)點鉸結(jié)點(2) (2)

6、剛結(jié)點剛結(jié)點3.3.桿件間連接的簡化桿件間連接的簡化(3) (3) 定向結(jié)點定向結(jié)點連接簡化：l鉸鉸 結(jié)結(jié) 點點 被連接的桿件在連接處不能被連接的桿件在連接處不能移動但可轉(zhuǎn)動移動但可轉(zhuǎn)動鉸結(jié)點鉸結(jié)點l組合結(jié)點組合結(jié)點 被連接的桿件在連接處不能移動被連接的桿件在連接處不能移動但部分桿可轉(zhuǎn)動但部分桿可轉(zhuǎn)動l剛剛 結(jié)結(jié) 點點 被連接的桿件在連接處不能移動被連接的桿件在連接處不能移動亦不可相對轉(zhuǎn)動亦不可相對轉(zhuǎn)動剛結(jié)點剛結(jié)點單鉸結(jié)點單鉸結(jié)點復(fù)鉸結(jié)點復(fù)鉸結(jié)點單剛結(jié)點單剛結(jié)點復(fù)剛結(jié)點復(fù)剛結(jié)點組合結(jié)點組合結(jié)點4.4.結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡化結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡化: : 支座支座支承結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的各種裝置支承結(jié)構(gòu)或

7、構(gòu)件的各種裝置(Fy()FyFx()()FyMFyMFx材料簡化連續(xù)、均勻、各向同性、彈性連續(xù)、均勻、各向同性、彈性荷載簡化面力、體力均作用于軸線；集中荷面力、體力均作用于軸線；集中荷載、分布荷載載、分布荷載固定鉸支座固定鉸支座固定鉸支座反力固定鉸支座反力限制限制X、Y向位移向位移各種支座的受力情況各種支座的受力情況固定鉸支座反力固定鉸支座反力固定鉸支座固定鉸支座限制限制X、Y、Z向位移向位移可動鉸支座可動鉸支座可動鉸支座反力可動鉸支座反力限制限制X向位移向位移限制限制Y向位移向位移固定支座固定支座固定支座反力固定支座反力限制限制X、Y向向位移及轉(zhuǎn)動位移及轉(zhuǎn)動固定支座反力固定支座反力固定支座固

8、定支座限制三方向限制三方向位移及轉(zhuǎn)動位移及轉(zhuǎn)動定向支座定向支座定向支座反力定向支座反力限限制制X位位移移及及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動限限制制Y位位移移及及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動按結(jié)構(gòu)的按結(jié)構(gòu)的受力特性受力特性和和連接特征連接特征劃分劃分受彎構(gòu)件。承受彎構(gòu)件。承受橫向荷載受橫向荷載qFPM軸線為曲線，力學軸線為曲線，力學特征是在豎向荷載特征是在豎向荷載作用下支座產(chǎn)生水作用下支座產(chǎn)生水平推力平推力由若干兩端為理想由若干兩端為理想鉸的直桿連接而成鉸的直桿連接而成體系體系由梁柱組成，具有由梁柱組成，具有剛結(jié)點，主要受彎剛結(jié)點，主要受彎兼有剛架和桁架的兼有剛架和桁架的組合體組合體超靜定結(jié)構(gòu)超靜定結(jié)構(gòu)(statically indeterminated structure) : 由平衡和變形條件共同確定由平衡和變形條件共同確定靜靜 定定 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)(statically determinated structure) : 由平衡條件唯一確定由平衡條件唯一確定按按計算特性計算特性劃分劃分比較：桿件結(jié)構(gòu)的分類比較：桿件結(jié)構(gòu)的分類1.梁梁2.桁架桁架3.拱拱4