結(jié)構(gòu)力學(xué) 01 緒論

01緒論Contents目錄結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)1

桿件結(jié)構(gòu)的分類3結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)方法5

桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖2

荷載的分類4房屋建筑、橋梁、隧道、塔架、擋土墻、水壩等建筑物或構(gòu)筑物中，用以擔(dān)負(fù)預(yù)定任務(wù)、承受和傳遞荷載而起骨架作用的部分稱為結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)是由若干相互聯(lián)系的構(gòu)件組成的整體，按其構(gòu)件的幾何形狀可分為三類：桿件結(jié)構(gòu)薄壁結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)工程力學(xué)的材料力學(xué)部分是以單個(gè)桿件為主要研究對(duì)象，結(jié)構(gòu)力學(xué)則在此基礎(chǔ)上著重研究桿件結(jié)構(gòu)，彈性力學(xué)則以實(shí)體結(jié)構(gòu)和板殼結(jié)構(gòu)為主要研究對(duì)象。研究對(duì)象結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)§1.1桿件結(jié)構(gòu)

由桿件組成的結(jié)構(gòu)稱為桿件結(jié)構(gòu)。桿件的幾何特征是其橫截面高、寬兩個(gè)方向的尺寸比桿長(zhǎng)小得多。梁、剛、桁架等，都是桿件結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)§1.1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)§1.1薄壁板殼結(jié)構(gòu)由薄板或薄殼組成的結(jié)構(gòu)稱為薄壁板殼結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)的幾何特征是其厚度比長(zhǎng)度和寬度小得多，也稱為薄壁結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)§1.1實(shí)體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)、寬、厚三個(gè)方向的尺寸相近的結(jié)構(gòu)稱為實(shí)體結(jié)構(gòu)。它的幾何特征是呈塊狀，且內(nèi)部為實(shí)體。如橋墩、橋臺(tái)、擋土墻等結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)§1.1結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)（1）研究結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律和合理形式等問(wèn)題。（2）研究結(jié)構(gòu)在荷載等各種外因作用下的內(nèi)力和位移的計(jì)算，以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的驗(yàn)算。（3）研究結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，它一方面要用到高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)等知識(shí)，另一方面又為學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)、橋梁和隧道工程等專業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)理論和計(jì)算方法。結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)§1.1結(jié)構(gòu)力學(xué)的內(nèi)容和計(jì)算方法主要內(nèi)容：（1）結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的合理選擇；（2）桿件結(jié)構(gòu)的組成規(guī)則；（3）靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算；（4）超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算和位移計(jì)算；（5）結(jié)構(gòu)的受力和合理形式；（6）移動(dòng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的支反力和內(nèi)力變化：影響線及應(yīng)用。計(jì)算方法：（1）力系的平衡條件。（2）變形的連續(xù)條件，即幾何條件；（3）物理?xiàng)l件。桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖§1.2實(shí)際結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)圖須注意下列原則：1．反映結(jié)構(gòu)實(shí)際情況——計(jì)算簡(jiǎn)圖能正確反映結(jié)構(gòu)的主要受力情況，使計(jì)算結(jié)果盡可能精確。2．分清主次因素——計(jì)算簡(jiǎn)圖可以略去次要因素，以便于計(jì)算分析。必須指出，恰當(dāng)?shù)剡x取實(shí)際結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分重要的問(wèn)題。正確選擇一個(gè)結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖是一項(xiàng)不容易的工作，它需要有結(jié)構(gòu)計(jì)算的豐富經(jīng)驗(yàn)和對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、受力情況等正確的了解和判斷。桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖§1.2工程結(jié)構(gòu)一般由桿件、結(jié)點(diǎn)、支座三部分組成的。1．結(jié)構(gòu)、桿件的簡(jiǎn)化一般的實(shí)際結(jié)構(gòu)均為空間結(jié)構(gòu)，而空間結(jié)構(gòu)常?？煞纸鉃閹讉€(gè)平面結(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算；結(jié)構(gòu)的桿件均可用其桿軸線來(lái)表示。2．結(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化桿件相互聯(lián)結(jié)處稱為結(jié)點(diǎn)。桿系結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)，通常可分為鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)。桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖§1.2鉸結(jié)點(diǎn)鉸結(jié)點(diǎn)的特征是各桿端可以繞結(jié)點(diǎn)中心自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能有任何方向的相對(duì)移動(dòng)。因而鉸結(jié)點(diǎn)只產(chǎn)生桿端軸力和剪力，不引起桿端彎矩。桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖§1.2剛結(jié)點(diǎn)剛結(jié)點(diǎn)的特征是匯交于結(jié)點(diǎn)的各桿可以繞結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，剛結(jié)端的各桿轉(zhuǎn)動(dòng)的夾角相同。因而各桿的剛結(jié)點(diǎn)既能承受彎矩，又能承受軸力和剪力。桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖§1.2支座的簡(jiǎn)化：把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)聯(lián)系起來(lái)的裝置稱為支座，常用的有以下四種：可動(dòng)鉸支座：桿端A沿水平方向可以移動(dòng)，繞A點(diǎn)可以轉(zhuǎn)動(dòng)，但沿支座桿軸方向不能移動(dòng)。固定鉸支座:桿端A繞A點(diǎn)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但沿任何方向均不能移動(dòng)。固定端支座:A端支座為固定端支座，使A端既不能移動(dòng)，也不能轉(zhuǎn)動(dòng)。定向支座:這種支座只允許桿端沿一個(gè)方向移動(dòng)，而沿其他方向不能移動(dòng)，也不能轉(zhuǎn)動(dòng)。桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖§1.2計(jì)算簡(jiǎn)圖示例:桿件結(jié)構(gòu)的分類§1.3結(jié)構(gòu)的分類，實(shí)際上是指結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的分類。

（1）梁：梁是一種受彎構(gòu)件，其軸線通常為直線。梁有單跨的和多跨的。其內(nèi)力一般有彎矩和剪力，以彎矩為主。（2）剛架剛架由梁和柱組成，結(jié)點(diǎn)多為剛結(jié)點(diǎn)。其內(nèi)力一般有彎矩、剪力和軸力，以彎矩為主。桿件結(jié)構(gòu)的分類§1.3（3）拱拱的軸線為曲線，且在豎向荷載作用下會(huì)產(chǎn)生水平反力（推力）。這使得拱內(nèi)彎矩和剪力比同跨度、同荷載的梁的為小。其內(nèi)力以壓力為主。桿件結(jié)構(gòu)的分類§1.3（4）桁架桁架由直桿組成，所有結(jié)點(diǎn)都為理想鉸結(jié)點(diǎn)。當(dāng)僅受結(jié)點(diǎn)集中荷載作用時(shí)，其內(nèi)力只有軸力（拉力和壓力）。桿件結(jié)構(gòu)的分類§1.3（5）組合結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)是由只承受軸力的桁桿和主要承受彎矩的梁桿（梁或剛架桿件）組成的結(jié)構(gòu)，其中含有組合結(jié)點(diǎn)。桿件結(jié)構(gòu)的分類§1.3荷載的分類§1.4(1)按照荷載的分布情況分①集中荷載：當(dāng)荷載的分布面積遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)的尺寸時(shí)，則可認(rèn)為此荷載是作用在結(jié)構(gòu)的一個(gè)點(diǎn)上，稱為集中荷載。集中荷載有集中力和集中力偶兩種。②分布荷載:當(dāng)荷載的分布面積較大時(shí)，即是分布荷載。分布荷載又可分為均勻分布荷載、線性分布（如三角形或梯形分布）荷載等。荷載的分類§1.42．按作用時(shí)間——荷載可分為恒載（永久荷載）、活載（可變荷載）和偶然荷載。恒載——長(zhǎng)期作用于結(jié)構(gòu)上的不變荷載，如結(jié)構(gòu)自重、安裝在結(jié)構(gòu)上的設(shè)備重量、土壓力等，其荷載的大小、方向和作用位置是不變的?；钶d——暫時(shí)作用于結(jié)構(gòu)上的可變荷載，如人群、風(fēng)、雪的荷載等。偶然荷載——使用時(shí)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)其值很大，持續(xù)時(shí)間短的荷載。如爆炸、地震、臺(tái)風(fēng)的荷載等。荷載的分類§1.43．按作用性質(zhì)——荷載可分為靜力荷載和動(dòng)力荷載。靜力荷載——是指大小方向和位置不隨時(shí)間變化或變化很緩慢的荷載，它不使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的加速度，因而可略去慣性力影響。動(dòng)力荷載——是指隨時(shí)間迅速變化的荷載，它將引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不容忽視的加速度，必須考慮慣性力的影響。4．按作用位置——荷載可分為固定荷載和移動(dòng)荷載。固定荷載——指在結(jié)構(gòu)上的作用位置是不變的，如恒載及某些活載（風(fēng)、雪）。移動(dòng)荷載——指在結(jié)構(gòu)上可以自由移動(dòng)的荷載，如行駛的汽車、移動(dòng)的人群等。結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)習(xí)方法§1.5結(jié)構(gòu)力學(xué)的特點(diǎn)是：不但理論概念性比較強(qiáng)，而且方法技巧性要求高。理論概念需要通過(guò)練習(xí)來(lái)加深理解，方法技巧則需要通過(guò)多做練習(xí)來(lái)熟練掌握。因此，在學(xué)習(xí)本門課程的過(guò)程中，不但要搞清基本概念，而且要做好和多做練習(xí)題，這是學(xué)好結(jié)構(gòu)力學(xué)的重要環(huán)節(jié)。但要注意以下兩點(diǎn)：

（1）做題前一定要看書復(fù)習(xí)，搞清概念及解題思路，抓住方法的本質(zhì)、要點(diǎn)。按照例題照搬照套，不經(jīng)過(guò)自己思考而急于應(yīng)付完成作業(yè)，不會(huì)有好效果。

（2）作業(yè)要條理清晰、整潔、嚴(yán)謹(jǐn)。要培養(yǎng)對(duì)所得計(jì)算結(jié)果進(jìn)行合理校核的能力。發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，要及時(shí)總結(jié)，找出原因，這樣才能吸取教訓(xùn)，逐步提高。只有通過(guò)足夠數(shù)量的習(xí)題訓(xùn)練，才能體會(huì)