結(jié)構(gòu)力學(xué)緒論

河北理工大學(xué)輕工學(xué)院

結(jié)構(gòu)力學(xué)StructuralMechanics統(tǒng)稱(chēng)為工程結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)為結(jié)構(gòu)。第一章結(jié)構(gòu)力學(xué)總論§1.1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)一、結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象—結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)—建筑物或構(gòu)筑物中支承荷載而起骨架作用的部分。

房屋建筑—建筑結(jié)構(gòu)橋梁—橋梁結(jié)構(gòu)水利工程—水工結(jié)構(gòu)

……

結(jié)構(gòu)舉例：教學(xué)大樓、長(zhǎng)江大橋、水壩、水塔……2、結(jié)構(gòu)的分類(lèi)（1）按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何特征：桿件結(jié)構(gòu)、薄壁結(jié)構(gòu)、實(shí)體結(jié)構(gòu)。（2）按建造結(jié)構(gòu)的材料：鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等。（3）按結(jié)構(gòu)和荷載的空間特征：空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)。研究結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能的學(xué)科稱(chēng)為結(jié)構(gòu)力學(xué)，但通常所說(shuō)的結(jié)構(gòu)力學(xué)以桿件結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，也稱(chēng)桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)。三峽大壩南京長(zhǎng)江大橋

世界上最早的石拱橋，建于公元605年前后，全長(zhǎng)50.82米，凈跨37.02米，拱高7.23米，距今已有1400多年，仍完好無(wú)損！世界建筑TOP10+1No.1臺(tái)北101大廈508米高101層中國(guó)臺(tái)北世界建筑TOP10+1No.2雙子塔452米高88層吉隆坡世界建筑TOP10+1

No.3西爾斯大廈442米高110層芝加哥世界建筑TOP10+1

No.4金貿(mào)大廈

421米高88層上海世界建筑TOP10+1

No.5

國(guó)際金融中心（二期）

420米高

90層香港世界建筑TOP10+1

No.6中信廣場(chǎng)

391米高

80層廣州世界建筑TOP10+1

No.7地王大廈384米高

69層深圳世界建筑TOP10+1

No.8帝國(guó)大廈

381米高102層紐約世界建筑TOP10+1

No.9

中環(huán)廣場(chǎng)374米高

78層香港世界建筑TOP10+1

No.10中銀大廈367米高72層香港世界建筑TOP10+1

“玻璃人行天橋”從大峽谷南端的飛鷹峰延伸出來(lái)約21米距離谷底1219米二、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的任務(wù)

——研究桿件結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律，以及結(jié)構(gòu)在外因作用下的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的計(jì)算原理和計(jì)算方法。一般包括4個(gè)方面：1、研究組成規(guī)律與合理形式,保證結(jié)構(gòu)組成合理，能夠承擔(dān)荷載并保持平衡；2、研究結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的計(jì)算原理和計(jì)算方法—強(qiáng)度和剛度,本課重要內(nèi)容；3、研究結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定和動(dòng)力荷載作用下的計(jì)算原理和計(jì)算方法；4、了解各類(lèi)結(jié)構(gòu)的受力性能和特點(diǎn)，選取合理的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，以利結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從解決工程實(shí)際問(wèn)題的角度看結(jié)構(gòu)力學(xué)的內(nèi)容1、將實(shí)際結(jié)構(gòu)抽象為計(jì)算簡(jiǎn)圖；2、各種計(jì)算簡(jiǎn)圖的計(jì)算方法；3、將計(jì)算結(jié)果運(yùn)用于設(shè)計(jì)和施工。§1-1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)三、結(jié)構(gòu)力學(xué)與其它課程的關(guān)系

理論力學(xué)—研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律，即力學(xué)中最普遍、最基本的規(guī)律。

材料力學(xué)—以單個(gè)桿件為主要對(duì)象

結(jié)構(gòu)力學(xué)—以桿件結(jié)構(gòu)為主要對(duì)象

彈塑性力學(xué)—以板、殼和實(shí)體結(jié)構(gòu)為主要對(duì)象任務(wù)：強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的計(jì)算原理和計(jì)算方法?！?-1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)四、結(jié)構(gòu)力學(xué)在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)中的作用

—土木工程專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。先行課：數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)；后續(xù)課：彈性力學(xué)、塑性力學(xué)以及專(zhuān)業(yè)課。能力培養(yǎng)：分析能力、計(jì)算能力、自學(xué)能力、表達(dá)能力、解決工程實(shí)際 問(wèn)題的能力本課特點(diǎn)：實(shí)踐性強(qiáng)、靈活性大、理論與實(shí)踐并重§1-2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖一、計(jì)算簡(jiǎn)圖概念1、計(jì)算簡(jiǎn)圖：分析計(jì)算結(jié)構(gòu)時(shí)用于代替實(shí)際結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型。2、選取計(jì)算簡(jiǎn)圖的必要性和可能性（舉例說(shuō)明）

必要性：不簡(jiǎn)化常使分析計(jì)算不可能；

可能性：使分析計(jì)算簡(jiǎn)單而結(jié)果又能反映實(shí)際。3、選取計(jì)算簡(jiǎn)圖的原則

計(jì)算簡(jiǎn)單—略去次要因素；

反映實(shí)際—保留主要因素，能反映結(jié)構(gòu)的主要力學(xué)性能。須要考慮的其他因素（舉例說(shuō)明） （1）結(jié)構(gòu)的重要性—重要、一般、臨時(shí)建筑 （2）不同設(shè)計(jì)階段的要求—初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì) （3）問(wèn)題的性質(zhì)和難易程度—靜力、動(dòng)力，復(fù)雜結(jié)構(gòu) （4）計(jì)算手段和工具—手算：計(jì)算尺、計(jì)算器；電算：計(jì)算機(jī)（…）※——計(jì)算簡(jiǎn)圖的選取不僅需要力學(xué)知識(shí),還需要有豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和工程結(jié)構(gòu)知識(shí)?！?-2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖二、平面桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖1、結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化空間平面？2、桿件的簡(jiǎn)化以桿件的軸線(xiàn)代表?xiàng)U件：直桿和曲桿(1)鉸結(jié)點(diǎn)(2)剛結(jié)點(diǎn)3.結(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化(3)組合結(jié)點(diǎn)4.支座的簡(jiǎn)化(1)鉸支座(2)滾軸支座(3)固定支座YXYYXM（4）定向支座MY（5）彈性支座緒論支座定義：把結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)起來(lái)的裝置。（1）鉸支座（固定鉸支座）：力作用點(diǎn)在鉸中心，方向大小均未知。（2）可動(dòng)鉸支座（輥軸支座）：力作用點(diǎn)在鉸中心，方向向上，大小未知。（3）固定支座（固定端支座）：力作用點(diǎn)、方向、大小均未知。AVAAMAVAHAAVAHA緒論4、荷載的簡(jiǎn)化（1）體荷載：折算為作用于桿軸、沿桿軸線(xiàn)分布的線(xiàn)荷載。例如自重。（2）面荷載：折算為作用于桿軸的集中荷載或線(xiàn)荷載。例如風(fēng)壓、雪壓、設(shè)備重等。5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化舉例單層工業(yè)廠房：（4）定向支座（滑動(dòng)支座）：力作用點(diǎn)、方向、大小均未知。AMAVAMAHAA緒論廠房排架桁架吊車(chē)梁緒論1、靜定結(jié)構(gòu)3、幾何可變體系2、超靜定結(jié)構(gòu)4、畢業(yè)答辯中提出的問(wèn)題o2o3o15.材料性質(zhì)的簡(jiǎn)化

將結(jié)構(gòu)材料視為連續(xù)、均勻、各向同性，理想的線(xiàn)形彈性體。6.荷載的簡(jiǎn)化

荷載—作用在結(jié)構(gòu)上的主動(dòng)外力。自重、水壓力、風(fēng)力等。

廣義荷載—溫度變化、支座移動(dòng)、材料收縮、制造誤差等。分類(lèi)：（1）按荷載分布特征：集中荷載與分布