结构力学绪论Word文件下载.docx

1、图1.1 杆系结构 、板壳（薄壁：薄板、薄壳）结构厚度、实体结构任何一个方向的尺寸都不能被忽略掉 图1.3 实体结构2、按结构型式划分为：砖混结构、框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构等；3、从建筑材料划分：砖石结构、混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢结构、木结构、组合结构等；4、从空间角度划分：平面结构、空间结构等；三、结构力学研究的对象理论力学：刚体材料力学：变形体（单个杆件：简支梁、悬臂梁、伸臂梁）结构力学：变形体（平面杆系结构：多跨梁、桁架、刚架、组合结构、拱）四、结构力学研究的内容1 研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产生的内力（强度计算）；研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产

2、生的变形（刚度计算）；分析平面杆系结构的稳定性；4探讨平面杆系结构的组成规律及合理形式（几何构造分析）；结构力学应用举例说明：设计思路钢筋混凝土悬臂梁，只考虑自重，钢筋应该配在上部，还是下部？为什么？脚手架（超静定桁架）的设计1.2结构的计算简图1、结构计算简图在结构计算中，用以代替实际结构，并反应实际结构主要受力和变形特点的计算模型。二、结构计算简图的简化原则选取的原则是： 1、要从实际出发2、要分清主次既要尽可能正确反映结构的实际工作状态，又要尽可能使计算简化。计算简图不是唯一的：根据不同的要求和具体情况，对于同一实际结构也可选取不同的计算简图。例如：初步设计阶段，可选取比较粗略的计算简图

3、，施工图设计阶段，则可选取较为精确的计算简图；用手算时，可选取较为简单的计算简图，用电算时，则可选取较为复杂的计算简图。三、实际杆件结构的简化1、杆件体系的简化实际工程结构都是空间结构，在大多数情况下，常可忽略一些次要的空间约束而将其分解为平面结构，使计算得到简化。本书主要讨论平面杆件结构的计算问题。2、杆件（几何形式）的简化无论是直杆或曲杆，均可以其轴线（截面形心的连线）代替杆件，而将杆轴线形成的几何轮廓来代替原结构。3、约束的简化体系运动时可以独立改变的座标的数目，称为该体系的自由度。平面内一个点的自由度为2，如图1.15（a）所示；平面内一个刚片的自由度为3。刚片：体系的几何组成分析不考

4、虑材料的应变，任一杆件（或体系中一几何不变部分）均可看为一个刚体，一个平面刚体称为一个刚片。减少自由度的装置称为约束（或联系）。可以减少1个自由度的装置是1个约束。约束分内部约束和外部约束。支座为外部约束，节（结）点为内部约束。支座的简化：（1） 活（滑）动铰支座（轴支座、辊轴支座）（2） 固定铰支座（不动铰支座）（3） 固定支座（4） 定向支座（滑动支座，双链杆支座）（5） 弹性支座其约束力的个数和方向如下图所示：连接结点的简化结构中的结点也称之为内部约束，可简化为链杆、铰结点、刚结点、组合结点。（链杆）一个链杆可以提供一个约束。（2） 铰结点：其变形特征和受力特点是，汇交于结点的各杆端可以

5、绕结点自由转动；在铰结点处，只能承受和传递力，而不能传递力偶，如下图所示。（c） （d）图1.11 铰结点连接两个杆的铰结点叫做单铰（提供2个约束），连接两个及以上杆件的铰结点叫做复铰（连接n个刚片的复铰可折算成（n-1）个单铰，提供2（n-1）个约束）。（2） 刚结点：其变形特征和受力特点是：汇交于结点的各杆端之间不能发生相对转动；刚结点处不但能承受和传递力，而且能承受和传递力偶。连接两个杆的刚结点叫做单刚结点（提供3个约束），连接两个及以上杆件的刚结点叫做复刚节点，连接n个刚片的复刚结可折算成（n-1）个单刚结，提供3（n-1）个约束）。 （3） 组合结点（又称不完全铰结点或半铰结点）：在

6、同一结点上，部分刚结，部分铰结。图1.13 组合结点5、材料性质的简化一般均假设为连续、均匀, 各向同性、弹性。6、荷载的简化集中荷载：次梁主梁（kN）；柱自重线荷载：梁的自重（kN/m）面荷载：板的自重（kN/m2）1.3平面杆系结构的分类不同的分类方法：一、按结构坐标维度分类平面杆系结构、空间杆系结构二、按计算特性分类1、静定结构：其杆件内力（包括反力）可由平衡条件惟一确定。2、超静定结构：其杆件内力（包括反力）仅由平衡条件还不能惟一确定，而必须同时考虑变形条件才能惟一确定。三、按结构的受力和变形特性分类 （1） 梁-梁是一种受弯构件，一般水平（或斜向）放置，其轴线通常为直线。可能单跨、多

7、跨。内力一般有弯矩和剪力，以弯矩为主。（2） 刚架-不同方向的杆件用结点（至少有一刚结点）连接构成，结点多为刚结点。刚架杆件内力一般有弯矩、剪力和轴力，以弯矩为主。所以又叫梁式构件。（3） 桁架-由若干直杆在两端用铰结点连接构成。桁架杆件在结点荷载作用下，承受轴向变形，是轴向拉、压构件，只受轴力，均为二力杆。（4） 拱-拱的轴线为曲线，且在竖向荷载作用下会产生水平反力（推力）。这使得拱内弯矩和剪力比同跨度、同荷载的梁的为小。其内力以压力为主。（5） 组合结构-由梁式杆和桁架杆构成。常见的组合结构：排架。（6） 悬索结构-悬索结构通常以仅能承受拉力的柔性缆索作为主要受力构件。1.4荷载分类一、按

8、作用时间长短分类恒载：永久作用在结构上。如结构自重、永久设备重量。活载：暂时作用在结构上。如人群、风、雪（在结构上可占有任意位置的可动荷载）及车辆、吊车（在结构上平行移动并保持间距不变的移动荷载）。二、按作用位置是否变化固定荷载移动荷载三、按作用性质（是否考虑惯性力影响）静力荷载：荷载由零加至最后值的加载过程中，结构始终保持静力平衡，即可忽略惯性力的影响。动力荷载：要考虑惯性力影响，如地震作用。四、按与结构的接触情况：直接荷载、间接荷载注：1、荷载（直接作用）：作用在结构上的主动力。2、某些非荷载因素（间接作用），如：制造（加工）误差、温度变化（材料变形）、基础沉降等也会在结构中产生内力、变形。小结：1、结构的定义2、从实际结构到计算简图的简化：材料、结构体系、杆件、结点、支座、荷载3、杆系结构分类及分类依据：按受力特征分为：梁、刚架、桁架、拱、组合结构。