結(jié)構(gòu)力學(xué)第一章課件

《結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ》（第二版）四川大學(xué)水利水電學(xué)院本科教學(xué)主編：龍馭球包世華授課教師：周宏偉授課對(duì)象：農(nóng)水、熱動(dòng)本科

第一章緒論1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化3桿件結(jié)構(gòu)的分類

4荷載的分類

5學(xué)習(xí)方法6結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器第一章緒論1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化3桿件結(jié)構(gòu)的分類

4荷載的分類

5學(xué)習(xí)方法6結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器力：物體之間的相互作用。1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)（1）什么是結(jié)構(gòu)力學(xué)結(jié)構(gòu)：土木工程中，承受和傳遞載荷并起骨架作用的部分稱為結(jié)構(gòu)。構(gòu)件：結(jié)構(gòu)的組成部分統(tǒng)稱為構(gòu)件。如圖中的柱子、基礎(chǔ)、屋架等。結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：1.幾何不變2.有足夠的承載力。1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)理論力學(xué)

研究剛體，研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。材料力學(xué)

研究變形體，研究力與變形的關(guān)系。主要研究對(duì)象---桿件。結(jié)構(gòu)力學(xué)：研究變形體，研究力與變形的關(guān)系。主要研究對(duì)象---桿系——桿狀結(jié)構(gòu)體系。材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的變形體是彈性變形體。（2）結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)最大的斜拉橋-楊浦大橋1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)桿件：長(zhǎng)度比其他兩個(gè)方向的尺寸大得多的構(gòu)件。桿系結(jié)構(gòu)：由細(xì)長(zhǎng)桿組成的系統(tǒng)。薄壁桿：它的幾何特征是長(zhǎng)、寬、厚三個(gè)尺寸都相差很懸殊，即l>>b>>t。（3）結(jié)構(gòu)的分類1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)薄壁結(jié)構(gòu)：由薄板或薄殼組成的系統(tǒng)。其幾何特征是寬而薄，即a>>t，b>>t。平面形狀的稱為板，曲面形狀稱為殼。實(shí)體結(jié)構(gòu)：三個(gè)方向的尺寸大約為同量級(jí)的結(jié)構(gòu)。板殼實(shí)體1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)

（5）研究方法

理論分析:

經(jīng)典的解析方法;

數(shù)值計(jì)算:

以有限單元法為代表的數(shù)值方法;

實(shí)驗(yàn)研究:

本課程不涉及.結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本任務(wù)是研究在外力和其它因素作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形、動(dòng)力反應(yīng)和穩(wěn)定性，以及結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律和合理形式。（4）結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)第一章緒論1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化3桿件結(jié)構(gòu)的分類

4荷載的分類

5學(xué)習(xí)方法6結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器1）

分清主次，略去次要因素;2）能反映結(jié)構(gòu)的主要受力和變形的特點(diǎn)。(1)結(jié)構(gòu)的重要性：對(duì)重要的結(jié)構(gòu)采用較精確的計(jì)算簡(jiǎn)圖，以提高計(jì)算的可靠性。反之，可用較粗略的計(jì)算簡(jiǎn)圖。(2)設(shè)計(jì)階段：在初步設(shè)計(jì)階段可使用較粗略的計(jì)算簡(jiǎn)圖；在技術(shù)設(shè)計(jì)階段再使用比較精確的計(jì)算簡(jiǎn)圖。(3)計(jì)算問題的性質(zhì)：對(duì)結(jié)構(gòu)的靜力計(jì)算，可使用比較復(fù)雜的計(jì)算簡(jiǎn)圖；對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力和穩(wěn)定計(jì)算，采用比較簡(jiǎn)單的計(jì)算簡(jiǎn)圖。(4)計(jì)算工具：使用的計(jì)算工具越先進(jìn)，采用的計(jì)算簡(jiǎn)圖就可以更精確些。2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖1）桿件的簡(jiǎn)化桿件可以用軸線來(lái)表示：

原因是：細(xì)長(zhǎng)桿件可以近似采用平面假定，因此截面上的應(yīng)力可以由截面上的內(nèi)力來(lái)確定，而內(nèi)力只與桿件的長(zhǎng)度有關(guān)，與截面的寬度和高度無(wú)關(guān)。

桿件軸線2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

2）結(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化桿件與桿件的連接點(diǎn)稱為：結(jié)點(diǎn)

結(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化分兩類：鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)

▲鉸結(jié)點(diǎn)幾何特征：各桿可以繞結(jié)點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。受力狀況：不會(huì)引起桿端彎矩。表示方法：2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

例如：圖示木屋架的結(jié)點(diǎn)

▲剛結(jié)點(diǎn)幾何特征：各桿不能繞結(jié)點(diǎn)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。受力狀況：由于結(jié)點(diǎn)能阻止桿件之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)角，因此桿端有彎矩、剪力和軸力。

2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖表示方法：

例如：圖示現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架的結(jié)點(diǎn)

2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

3）支座的簡(jiǎn)化

對(duì)平面結(jié)構(gòu)一般可以簡(jiǎn)化成以下三種形式：

▲可動(dòng)鉸支座

只能約束豎向運(yùn)動(dòng)的支座稱為：可動(dòng)鉸支座表示方法：

例如：把梁放在柱頂上，不作任何處理，其支座就可簡(jiǎn)化成可動(dòng)鉸支座。

2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖▲固定鉸支座能約束豎向和水平運(yùn)動(dòng)的支座稱為：固定鉸支座表示方法：例如：把屋架放在柱頂上，并與柱頂?shù)念A(yù)埋件連接，這樣的支座可簡(jiǎn)化成固定鉸支座。2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖▲

固定支座能約束豎向、水平和轉(zhuǎn)動(dòng)的支座稱為：固定支座表示方法：例如：柱子與基礎(chǔ)完全現(xiàn)澆在一起，而且柱子的鋼筋插入基礎(chǔ)一定距離，那么柱子的支座就可簡(jiǎn)化成固定支座。2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖例1.單層廠房結(jié)構(gòu)2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖例2.重力壩水壩G1G21m2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖例3拱壩的簡(jiǎn)化計(jì)算2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖(a)ABBA(b)AB(a)(b)AB2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖第一章緒論1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化3桿件結(jié)構(gòu)的分類

4荷載的分類

5學(xué)習(xí)方法6結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器(1)梁有簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、曲梁、多跨靜定梁和超靜定梁等。3桿件結(jié)構(gòu)的分類

(2)拱

有三鉸拱、兩鉸拱、無(wú)鉸拱等。

(3)桁架

兩鉸拱三鉸拱無(wú)鉸拱3桿件結(jié)構(gòu)的分類

(4)剛架

(5)組合結(jié)構(gòu)

3桿件結(jié)構(gòu)的分類

平板網(wǎng)架第一章緒論1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化3桿件結(jié)構(gòu)的分類

4荷載的分類

5學(xué)習(xí)方法6結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器（1）按分布分類▲面荷載如：風(fēng)荷載、雪荷載、雨荷載、人群荷載、水壓力等▲體荷載如：結(jié)構(gòu)自重，溫度荷載等▲集中荷載如：集中力、集中力矩等（2）按作用在結(jié)構(gòu)上的時(shí)間分類▲恒荷載如：結(jié)構(gòu)自重和設(shè)備重量等▲活荷載如：人群荷載、雪荷載、雨荷載等▲移動(dòng)荷載如：吊車荷載、汽車荷載、火車荷載

4荷載的分類

（3）按作用在結(jié)構(gòu)上的效果分類▲靜荷載如：結(jié)構(gòu)自重和設(shè)備重量等▲動(dòng)荷載如：風(fēng)荷載、地震荷載、沖擊荷載等活載4荷載的分類

第一章緒論1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化3桿件結(jié)構(gòu)的分類

4荷載的分類

5學(xué)習(xí)方法（自學(xué)）6結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器（自學(xué)）