天大結(jié)構(gòu)力學(xué)

天大結(jié)構(gòu)力學(xué)課件第一頁，共四十頁，2022年，8月28日第一章緒論1-1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象和任務(wù)第二頁，共四十頁，2022年，8月28日一、結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象1、結(jié)構(gòu)：在建筑物中支承荷載并起骨架作用的部分。結(jié)構(gòu)通常由多個構(gòu)件聯(lián)結(jié)而成。最簡單的結(jié)構(gòu)是單個構(gòu)件，如：單根梁或柱。第三頁，共四十頁，2022年，8月28日2、按幾何分類，結(jié)構(gòu)可分為三類：1)桿件結(jié)構(gòu)：由桿件組成。幾何特征：橫截面尺寸比長度小得多。(梁、柱)2)薄壁結(jié)構(gòu)：厚度遠(yuǎn)小于其長度和寬度。(板、游泳池)第四頁，共四十頁，2022年，8月28日3)實(shí)體結(jié)構(gòu)：長、寬、厚三個尺度大小相仿。(重力壩、擋土墻)結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象是桿件結(jié)構(gòu)。第五頁，共四十頁，2022年，8月28日3．結(jié)構(gòu)力學(xué)與理論力學(xué)、材料力學(xué)和彈性力學(xué)的關(guān)系理力：著重討論物體機(jī)械運(yùn)動的基本規(guī)律。其余三門著重討論結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定問題。第六頁，共四十頁，2022年，8月28日材力：以單個桿件為主要研究對象。結(jié)力：以桿件結(jié)構(gòu)為主要研究對象。彈力：以薄壁結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)為主要研究對象。第七頁，共四十頁，2022年，8月28日二、結(jié)構(gòu)力學(xué)任務(wù)1、討論結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律和合理形式，以保證在荷載作用下結(jié)構(gòu)各部分不致發(fā)生相對運(yùn)動，并能有效利用材料。第八頁，共四十頁，2022年，8月28日2、討論結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的計算方法，以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算。3、討論結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及在動力荷載作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。第九頁，共四十頁，2022年，8月28日1-2結(jié)構(gòu)的計算簡圖一、計算簡圖在計算時用來代替實(shí)際結(jié)構(gòu)的力學(xué)圖示。第十頁，共四十頁，2022年，8月28日二、選擇計算簡圖的原則1、從實(shí)際出發(fā)使計算簡圖能夠反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的主要性能。2、分清主次，略去細(xì)節(jié)使計算簡圖便于計算。第十一頁，共四十頁，2022年，8月28日三、影響計算簡圖選擇的因素：1、結(jié)構(gòu)的重要性2、設(shè)計階段3、計算問題的性質(zhì)4、計算工具第十二頁，共四十頁，2022年，8月28日四、計算簡圖的簡化要點(diǎn)

在一定條件下空間結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)體系的簡化第十三頁，共四十頁，2022年，8月28日2、結(jié)構(gòu)內(nèi)部的簡化1)桿件用其縱軸線表示

2)結(jié)點(diǎn)分類結(jié)構(gòu)中桿件間的連接區(qū)簡化為結(jié)點(diǎn)。第十四頁，共四十頁，2022年，8月28日由不同材料制作的平面桿件結(jié)構(gòu)，桿件間的聯(lián)結(jié)方式多樣，做法不同，根據(jù)它們的受力變形特點(diǎn)，在計算簡圖中結(jié)點(diǎn)常歸納為以下三種形式：第十五頁，共四十頁，2022年，8月28日(1)剛結(jié)點(diǎn)簡圖：特點(diǎn)：被連接的桿件在連接處既不能相對移動，又不能相對轉(zhuǎn)動。(結(jié)構(gòu)在變形時，結(jié)點(diǎn)處各桿之間的夾角保持不變)。第十六頁，共四十頁，2022年，8月28日(2)鉸結(jié)點(diǎn)簡圖：特點(diǎn)：被連接的桿件在連接處不能相對移動，但可以相對轉(zhuǎn)動(各桿可以繞結(jié)點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動)第十七頁，共四十頁，2022年，8月28日(3)組合結(jié)點(diǎn)簡圖：特點(diǎn)：若干桿件匯交于同一結(jié)點(diǎn)，當(dāng)其中某些桿件的聯(lián)結(jié)為剛結(jié),而另一些桿件的聯(lián)結(jié)為鉸結(jié),便形成了組合結(jié)點(diǎn)。第十八頁，共四十頁，2022年，8月28日3、結(jié)構(gòu)支座的簡化結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的連接區(qū)簡化為支座。結(jié)構(gòu)支座的計算簡圖，常有以下四種形式：第十九頁，共四十頁，2022年，8月28日1)鉸支座

簡圖：

HV兩根支桿(支桿是專門用來表示支座的鏈桿)第二十頁，共四十頁，2022年，8月28日特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)可以繞鉸支座轉(zhuǎn)動，但不能有豎向和水平向的移動，當(dāng)結(jié)構(gòu)受荷載作用時，支座處有水平和豎向的反力。第二十一頁，共四十頁，2022年，8月28日2)可動鉸支座

簡圖：R一根支桿第二十二頁，共四十頁，2022年，8月28日特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)既可以繞支座轉(zhuǎn)動，又可在水平方向滑動。當(dāng)結(jié)構(gòu)受荷載作用時，支座處有豎向反力。第二十三頁，共四十頁，2022年，8月28日3)固定支座

簡圖：HVM三根支桿第二十四頁，共四十頁，2022年，8月28日特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)在支座處既無水平移動、垂直移動又無轉(zhuǎn)動。當(dāng)結(jié)構(gòu)受荷載作用時，支座處有水平、豎向反力和反力偶。第二十五頁，共四十頁，2022年，8月28日4)定向支座

簡圖：VM

兩根平行支桿第二十六頁，共四十頁，2022年，8月28日特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)可沿一個方向平行滑動，但不能轉(zhuǎn)動。當(dāng)結(jié)構(gòu)受荷載作用時，支座處有豎向反力和反力偶。第二十七頁，共四十頁，2022年，8月28日4、荷載的簡化實(shí)際結(jié)構(gòu)荷載

體荷載(自重):分布于桿件內(nèi)部。面荷載(雪載、設(shè)備重量等):分布于桿件表面某一范圍第二十八頁，共四十頁，2022年，8月28日計算簡圖線荷載(作用于桿軸、沿桿軸方向分布)線荷載或集中荷載(視作用范圍大小)第二十九頁，共四十頁，2022年，8月28日例1房屋建筑中梁板結(jié)構(gòu)的計算簡圖取法例2

單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的計算簡圖取法第三十頁，共四十頁，2022年，8月28日1-3平面桿件結(jié)構(gòu)的分類按結(jié)構(gòu)計算簡圖分類：一、按構(gòu)造、受力特點(diǎn)分類1、梁：受彎構(gòu)件，以彎曲變形為主，軸線通常為直線。第三十一頁，共四十頁，2022年，8月28日2、拱：拱的軸線為曲線，其力學(xué)特征是在豎向荷載作用下有水平支座反力。PP拱曲梁第三十二頁，共四十頁，2022年，8月28日3、桁架：由直桿組成，所有結(jié)點(diǎn)均為鉸結(jié)點(diǎn)。在各桿軸線為直線的前提下，當(dāng)受到作用于結(jié)點(diǎn)的荷載時，各桿將只產(chǎn)生軸力。第三十三頁，共四十頁，2022年，8月28日4、剛架：由直桿組成，結(jié)點(diǎn)為剛結(jié)點(diǎn)。各桿同時承受M、Q、N，但多以彎矩為主要內(nèi)力。第三十四頁，共四十頁，2022年，8月28日5、組合結(jié)構(gòu)：是桁架和梁或剛架組合在一起形成的結(jié)構(gòu)。其中含有組合結(jié)點(diǎn)。(有些桿件只承受軸力，而另一些桿件還同時承受彎矩和剪力。)桁架+梁桁架+剛架第三十五頁，共四十頁，2022年，8月28日二、根據(jù)計算方法分類

1、靜定結(jié)構(gòu)：靜力平衡條件→支座反力、內(nèi)力的確定解第三十六頁，共四十頁，2022年，8月28日2、超靜定結(jié)構(gòu)：靜力平衡條件+其它條件→支座反力、內(nèi)力的確定解三、結(jié)構(gòu)可分為平面結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)第三十七頁，共四十頁，2022年，8月28日1-4荷載及其分類一、按分布的具體情況，荷載可以分為集中荷載和分布荷載二、按作用時間的長短，荷載分為恒