模塊1 緒論《結(jié)構(gòu)力學(xué)》教學(xué)課件

《結(jié)構(gòu)力學(xué)》?精品課件合集第X章XXXX模塊1緒論1.結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)什么？2.結(jié)構(gòu)力學(xué)與前學(xué)課程及后續(xù)課程是什么關(guān)系？3.如何學(xué)好結(jié)構(gòu)力學(xué)？第1章

緒論1.1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和基本任務(wù)建筑物或構(gòu)筑物中承受、傳遞荷載而起骨架作用的部分稱為結(jié)構(gòu)。如：房屋中的框架結(jié)構(gòu)、橋梁、大壩等。結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)舉例國家體育館北盤江大橋全長1341.4米，橋面到谷底垂直高度565米，成為目前世界第一高橋。結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)舉例趙州橋趙州橋始建于隋代，由匠師李春設(shè)計(jì)建造，已有1400余年歷史。結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)舉例結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)分類桿件長度

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遠(yuǎn)大于橫截面尺寸b、h。鋼結(jié)構(gòu)梁、柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)分類厚度遠(yuǎn)小于其長度與寬度的結(jié)構(gòu)國家大劇院板殼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分類長、寬、高三個(gè)尺寸相近的結(jié)構(gòu)三峽大壩實(shí)體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分類1.研究對(duì)象：桿件結(jié)構(gòu)。由細(xì)長桿件組成，如：梁、桁架、剛架、拱及組合結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的對(duì)象和基本任務(wù)2.

基本任務(wù)（研究內(nèi)容）：（1）研究桿件結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律，使結(jié)構(gòu)具有可靠的幾何組成和合理的組成方式；（2）研究桿件結(jié)構(gòu)在荷載等因素作用下的內(nèi)力和位移的計(jì)算方法。（3）研究桿件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、極限承載力及動(dòng)力荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。材料力學(xué)主要研究單個(gè)桿件的計(jì)算；結(jié)構(gòu)力學(xué)則在此基礎(chǔ)上著重研究由桿件所組成的結(jié)構(gòu)；彈性力學(xué)將對(duì)桿件做更精確的分析，并將研究板、殼、塊體等非桿狀結(jié)構(gòu)。后續(xù)學(xué)習(xí)的鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等課程，則在此基礎(chǔ)上，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)力學(xué)與前學(xué)課程及后續(xù)課程是什么關(guān)系桿件結(jié)構(gòu)的組成1.2桿件結(jié)構(gòu)的組成桿件結(jié)構(gòu)通常由以下幾部分組成：1.2桿件結(jié)構(gòu)的組成1.桿件：通常用其軸線表示。2.結(jié)點(diǎn)：桿件和桿件相互聯(lián)接的部分。3.支座：結(jié)構(gòu)與大地（基礎(chǔ)）相互聯(lián)結(jié)的裝置稱為支座支座或結(jié)點(diǎn)等限制結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的裝置稱為約束?；A(chǔ)通過支座對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，通常叫支座反力或約束反力，屬于被動(dòng)產(chǎn)生的力。簡稱之為反力。（1）鉸結(jié)點(diǎn)1.結(jié)點(diǎn)：桿件和桿件相互聯(lián)接的部分。（2）剛結(jié)點(diǎn)（a）（b）（3）組合結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的組成支座：結(jié)構(gòu)與不動(dòng)體相互聯(lián)結(jié)的裝置稱為支座。（1）固定支座工程實(shí)例AFAxM

AFAy簡圖特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)在支座截面不產(chǎn)生線位移和轉(zhuǎn)角；2）支座截面有反力矩以及x、y方向的反力。實(shí)際形狀BA支座與支座反力結(jié)構(gòu)的組成特點(diǎn)：1)結(jié)構(gòu)在支座截面可以繞圓柱鉸A轉(zhuǎn)動(dòng)；2)x、y方向的反力通過鉸A的中心。AFAxFAyFAxFAyA（2）固定鉸支座實(shí)際形狀支座與支座反力結(jié)構(gòu)的組成特點(diǎn)：1)桿端A產(chǎn)生垂直于鏈桿方向的線位移；

2)反力沿鏈桿方向作用，大小未知。（3）輥軸支座（活動(dòng)鉸支座）FAyAAFAy支座與支座反力結(jié)構(gòu)的組成特點(diǎn)：1）桿端A無轉(zhuǎn)角，不能產(chǎn)生沿鏈桿方向的線位移，可以產(chǎn)生垂直于鏈桿方向的線位移；2）桿端存在反力矩以及沿鏈桿方向的反力。實(shí)際構(gòu)造AFyAMAAFyAMAA（4）滑動(dòng)支座（定向支座）支座與支座反力結(jié)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖確定計(jì)算簡圖的原則是：（1）計(jì)算簡圖應(yīng)盡可能反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的主要受力、變形等特性；（2）保留主要因素，忽略次要因素，使計(jì)算簡圖便于分析計(jì)算。計(jì)算簡圖

F

工程實(shí)例

屋架簡化（a）（c）（b）

右圖所示的是由屋架、柱、吊車梁、基礎(chǔ)等構(gòu)件組成的平面排架結(jié)構(gòu)，若沿垂直于紙面方向?qū)⑷舾蓚€(gè)平面排架結(jié)構(gòu)相隔一定的距離布置，通過連接構(gòu)件就可構(gòu)成空間體系的單層廠房，由于每一榀排架結(jié)構(gòu)的受力基本相同，因此設(shè)計(jì)時(shí)可以取出單榀排架按平面結(jié)構(gòu)計(jì)算。排架簡化（a）（b）結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖桿件結(jié)構(gòu)的形式和分類1.3桿件結(jié)構(gòu)的形式和分類（1）單跨梁（2）多跨梁靜定梁超靜定梁

梁的特點(diǎn)：梁的軸線通常為直線，水平梁在豎向荷載作用下，截面存在彎矩和剪力。靜定多跨梁連續(xù)梁梁桿件結(jié)構(gòu)的分類剛架靜定剛架超靜定剛架剛架的特點(diǎn)：

1）剛架通常由梁和柱等直桿組成，桿件間的結(jié)點(diǎn)多為剛結(jié)點(diǎn)；2）荷載作用下桿件截面存在彎矩、剪力和軸力。桿件結(jié)構(gòu)的分類拉桿拱拉桿無鉸拱三鉸拱FHFHFVFFV拱的特點(diǎn)：1)

拱的軸線為曲線，在豎向荷載作用下支座有水平推力FH；2) 水平推力大大改變了拱的受力特性。拱桿件結(jié)構(gòu)的分類靜定桁架超靜定桁架桁架由直桿組成，所有結(jié)點(diǎn)都是鉸結(jié)點(diǎn)，當(dāng)荷載作用于結(jié)點(diǎn)時(shí)，各桿只受軸力；特點(diǎn)：桁架桿件結(jié)構(gòu)的分類組合結(jié)構(gòu)則是由梁式桿和鏈桿組成，其中梁式桿以受彎為主，內(nèi)力不僅有軸力，還有彎矩、剪力。桁架和組合結(jié)構(gòu)桿件結(jié)構(gòu)的分類學(xué)習(xí)方法和要求1、總結(jié)分析問題的一般方法：如，由已知領(lǐng)域向未知領(lǐng)域轉(zhuǎn)化；由整體向局部轉(zhuǎn)化，在由局部向整體轉(zhuǎn)化。2、勤學(xué)多練：必須做一定量的習(xí)題，否則很難掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本概念、基本原理和基本的分析方法及解題的技巧。3、學(xué)習(xí)要求：（1）、預(yù)習(xí)；（2）、課堂記筆記，注意習(xí)題和課堂討論課；（3）、獨(dú)立、認(rèn)真完成作業(yè)；（4）、主動(dòng)答疑，多提問題。本課程中，新的、純粹的理論推導(dǎo)并不多，主要是將前面所學(xué)的理論力學(xué)、材料力學(xué)等課程的知識(shí)，綜合應(yīng)用在結(jié)構(gòu)的分析和計(jì)算上。學(xué)習(xí)時(shí)要注意對(duì)問題的分析的方法和計(jì)算思路及技巧掌握。強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)（分析、計(jì)算、自學(xué)、表達(dá)）。結(jié)構(gòu)的荷載1.按荷載作用時(shí)間長短可分為：恒載：永久作用在結(jié)構(gòu)上的荷載。如自重等?；钶d：荷載有時(shí)作用在結(jié)構(gòu)上，有時(shí)又不作用在結(jié)構(gòu)上。如：樓面活荷載，雪荷載。2.按荷載作用位置可分為：固定荷載：作用位置不變的荷載，如自重等。移動(dòng)荷載：荷載作用在結(jié)構(gòu)上的位置是移動(dòng)的，如吊車荷載、橋梁上的汽車和火車荷載。3.按荷載作用的性質(zhì)可分為：靜荷載：荷載的大小、方向、位置不隨時(shí)間變化或變化很緩慢的荷載。恒載都是靜荷載。動(dòng)荷載：荷載的大小、方向隨時(shí)間迅速變化，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著振動(dòng)，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量承受的加速度及慣性力不能忽略?；秃吮ǖ臎_擊波荷載、地震荷載等都是動(dòng)力荷載。線性變形體系若體系產(chǎn)生符合約束條件的微小連續(xù)變形，材料服從虎克定理，則該體系稱為線性變形體系，