结构力学第一章课件

《结构力学Ⅰ》（第二版）四川大学水利水电学院本科教学主编：龙驭球包世华授课教师：周宏伟授课对象：农水、热动本科

第一章绪论1结构力学的任务2结构的计算简图简化3杆件结构的分类

4荷载的分类

5学习方法6结构力学求解器第一章绪论1结构力学的任务2结构的计算简图简化3杆件结构的分类

4荷载的分类

5学习方法6结构力学求解器力：物体之间的相互作用。1结构力学的任务（1）什么是结构力学结构：土木工程中，承受和传递载荷并起骨架作用的部分称为结构。构件：结构的组成部分统称为构件。如图中的柱子、基础、屋架等。结构的特点：1.几何不变2.有足够的承载力。1结构力学的任务理论力学

研究刚体，研究力与运动的关系。材料力学

研究变形体，研究力与变形的关系。主要研究对象---杆件。结构力学：研究变形体，研究力与变形的关系。主要研究对象---杆系——杆状结构体系。材料力学和结构力学研究的变形体是弹性变形体。（2）结构力学的研究对象1结构力学的任务最大的斜拉桥-杨浦大桥1结构力学的任务杆件：长度比其他两个方向的尺寸大得多的构件。杆系结构：由细长杆组成的系统。薄壁杆：它的几何特征是长、宽、厚三个尺寸都相差很悬殊，即l>>b>>t。（3）结构的分类1结构力学的任务薄壁结构：由薄板或薄壳组成的系统。其几何特征是宽而薄，即a>>t，b>>t。平面形状的称为板，曲面形状称为壳。实体结构：三个方向的尺寸大约为同量级的结构。板壳实体1结构力学的任务

（5）研究方法

理论分析:

经典的解析方法;

数值计算:

以有限单元法为代表的数值方法;

实验研究:

本课程不涉及.结构力学的基本任务是研究在外力和其它因素作用下结构的内力、变形、动力反应和稳定性，以及结构的组成规律和合理形式。（4）结构力学的任务1结构力学的任务第一章绪论1结构力学的任务2结构的计算简图简化3杆件结构的分类

4荷载的分类

5学习方法6结构力学求解器1）

分清主次，略去次要因素;2）能反映结构的主要受力和变形的特点。(1)结构的重要性：对重要的结构采用较精确的计算简图，以提高计算的可靠性。反之，可用较粗略的计算简图。(2)设计阶段：在初步设计阶段可使用较粗略的计算简图；在技术设计阶段再使用比较精确的计算简图。(3)计算问题的性质：对结构的静力计算，可使用比较复杂的计算简图；对结构的动力和稳定计算，采用比较简单的计算简图。(4)计算工具：使用的计算工具越先进，采用的计算简图就可以更精确些。2结构的计算简图1）杆件的简化杆件可以用轴线来表示：

原因是：细长杆件可以近似采用平面假定，因此截面上的应力可以由截面上的内力来确定，而内力只与杆件的长度有关，与截面的宽度和高度无关。

杆件轴线2结构的计算简图

2）结点的简化杆件与杆件的连接点称为：结点

结点的简化分两类：铰结点和刚结点

▲铰结点几何特征：各杆可以绕结点自由转动。受力状况：不会引起杆端弯矩。表示方法：2结构的计算简图

例如：图示木屋架的结点

▲刚结点几何特征：各杆不能绕结点作相对转动。受力状况：由于结点能阻止杆件之间发生相对转角，因此杆端有弯矩、剪力和轴力。

2结构的计算简图表示方法：

例如：图示现浇钢筋混凝土框架的结点

2结构的计算简图

3）支座的简化

对平面结构一般可以简化成以下三种形式：

▲可动铰支座

只能约束竖向运动的支座称为：可动铰支座表示方法：

例如：把梁放在柱顶上，不作任何处理，其支座就可简化成可动铰支座。

2结构的计算简图▲固定铰支座能约束竖向和水平运动的支座称为：固定铰支座表示方法：例如：把屋架放在柱顶上，并与柱顶的预埋件连接，这样的支座可简化成固定铰支座。2结构的计算简图▲

固定支座能约束竖向、水平和转动的支座称为：固定支座表示方法：例如：柱子与基础完全现浇在一起，而且柱子的钢筋插入基础一定距离，那么柱子的支座就可简化成固定支座。2结构的计算简图例1.单层厂房结构2结构的计算简图例2.重力坝水坝G1G21m2结构的计算简图例3拱坝的简化计算2结构的计算简图(a)ABBA(b)AB(a)(b)AB2结构的计算简图第一章绪论1结构力学的任务2结构的计算简图简化3杆件结构的分类

4荷载的分类

5学习方法6结构力学求解器(1)梁有简支梁、悬臂梁、曲梁、多跨静定梁和超静定梁等。3杆件结构的分类

(2)拱

有三铰拱、两铰拱、无铰拱等。

(3)桁架

两铰拱三铰拱无铰拱3杆件结构的分类

(4)刚架

(5)组合结构

3杆件结构的分类

平板网架第一章绪论1结构力学的任务2结构的计算简图简化3杆件结构的分类

4荷载的分类

5学习方法6结构力学求解器（1）按分布分类▲面荷载如：风荷载、雪荷载、雨荷载、人群荷载、水压力等▲体荷载如：结构自重，温度荷载等▲集中荷载如：集中力、集中力矩等（2）按作用在结构上的时间分类▲恒荷载如：结构自重和设备重量等▲活荷载如：人群荷载、雪荷载、雨荷载等▲移动荷载如：吊车荷载、汽车荷载、火车荷载

4荷载的分类

（3）按作用在结构上的效果分类▲静荷载如：结构自重和设备重量等▲动荷载如：风荷载、地震荷载、冲击荷载等活载4荷载的分类

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4荷载的分类

5学习方法（自学）6结构力学求解器（自学）