结构力学第1章绪论(f)

第一章绪论§1-1结构力学的研究对象和任务§1-2荷载的分类§1-3结构的计算简图§1-4支座和结点的类型§1-5结构的分类§1-1结构力学的研究对象和任务结构：工程中担负预定任务、支承荷载的建筑物。如：房屋、塔架、桥梁、隧道、挡土墙、水坝等。结构力学：是一门技术基础课，主要以高等数学、理论力学、材料力学为基础，又为弹性力学、建筑结构、水工结构等课程提供基础。研究对象：材料力学——单个杆件

结构力学——杆件结构弹性力学——精确分析杆件、板、壳、块体§1-1结构力学的研究对象和任务结构力学与几门力学课程的关系:理论力学-一研究质点和刚体体系的机械运动规律;材料力学-一单个杆件的强度、刚度、稳定性问题;结构力学-一杆件结构的强度、刚度、稳定性问题;弹性力学-一实体结构如板壳结构的强度、刚度、稳定性问题。任务：计算结构在荷载等因素作用下的内力和位移；

结构的稳定性计算，及动力荷载作用下的反应；

结构的组成规则等。§1-1结构力学的研究对象和任务或:(1)组成规律与合理形式,计算简图的合理选择；(2)内力与变形的计算方法，强度和刚度；(3)稳定与动力反应。（强度、刚度、稳定性）§1-1结构力学的研究对象和任务荷载：作用在结构上的主动力§1-2荷载的分类按作用时间久暂分恒载：长期作用在结构上的不变荷载，如自重、土压力等；活载：暂时作用在结构上的可变荷载，如列车、人群、风、雪等。按作用位置是否变化分固定荷载：恒载及某些活载的作用位置不变，如风、雪等；移动荷载：在结构上移动的，如列车、汽车、吊车等。§1-2荷载的分类按动力效应分静力荷载：大小、方向和位置不随时间变化或变化很缓慢的荷载，不使结构产生显著的加速度，可以略去惯性力的影响，如：结构的自重及其他恒载；动力荷载：随时间迅速变化的荷载，使结构产生不容忽视的加速度，必须考虑惯性力的影响，如：动力机械产生的振动荷载。其他因素：温度变化、支座沉陷、制造误差、材料收缩等也可以使结构产生内力和位移。一、结构计算简图在计算之前，对实际结构加以简化，表现其主要特点，略去次要因素，用一个简化图形代替实际结构。即在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)。§1-3结构的计算简图二、确定计算简图的原则：（a)能反映实际结构的主要力学特性;

（b)分析计算尽可能简便。三、简化内容:

（1）荷载的简化:集中力、集中力偶、分布荷载（2）杆件的简化:杆件杆件的轴线（3）支座的简化:固定铰支座可动较支座固定端支座滑动支座(定向支座)

（4）结点的简化:刚结点铰结点半铰结点(组合结点)

（5）体系的简化:空间结构平面结构§1-3结构的计算简图具体工作包括：（教材）

1.杆件的简化：以轴线代替；2.支座和结点的简化(见§1-4)；3.荷载的简化：集中荷载和线分布荷载；4.体系的简化：空间结构简化为平面结构。§1-3结构的计算简图5.材料性质的简化

将结构材料视为连续、均匀、各向同性、理想弹性或理想弹塑性。§1-3结构的计算简图固定铰支座梁：轴线；均布荷载q集中荷载F可动铰支座结构体系的简化§1-3结构的计算简图§1-4支座和结点的类型支座：连接结构与基础的装置。（1）活动铰支座（辊轴支座a、b，摇轴支座c，链杆AB）允许结构在支承处绕铰A转动和沿m-n的方向移动，但A点不能沿垂直于支承面的方向移动。FA§1-4支座和结点的类型（2）固定铰支座允许结构在支承处绕铰A转动，A不能作水平和竖向移动。§1-4支座和结点的类型（3）固定支座不允许结构在支承处发生任何移动和转动。§1-4支座和结点的类型（4）滑动支座（定向支座）结构在支承处不能转动，不能沿垂直于支承面的方向移动，但可沿支承面方向滑动。

计算简图用垂直于支承面的两根平行链杆表示，其反力为一个垂直于支承面的力和一个力偶。图1图2§1-4支座和结点的类型结点：结构中杆件相互连接处。有：铰结点、刚结点、组合结点。（1）铰结点

各杆端不能相对移动但可相对转动，可以传递力但不能传递力矩。钢桁架结点（各杆主要承受轴力，简化为铰结点）§1-4支座和结点的类型（2）刚结点各杆端不能相对移动也不能相对转动，可以传递力也能传递力矩。结构变形时，刚结点处各杆端的切线之间的夹角保持不变。§1-4支座和结点的类型（3）组合结点：部分刚结部分铰结的结点。§1-5结构的分类按几何特征分

杆件结构长度远大于其他两个尺度的杆件组成。薄壁结构其厚度远小于其他两个尺度的结构。如：板、壳。实体结构三个方向尺度相近的结构。如：水坝、地基等。§1-5结构的分类杆件结构按其受力特性分（1）梁：受弯杆件，轴线一般为直线。有单跨的和多跨的。当荷载垂直于梁轴线时，横截面上的内力只有弯矩和剪力，没有轴力。§1-5结构的分类（2）拱：拱的轴线为曲线，在竖向荷载作用下会产生水平反力。（比跨度、荷载相同的梁的弯矩和剪力都要小，有较大的轴向压力）（3）刚架：受弯直杆组成并有刚结点。（各杆均为受弯杆，内力有弯矩、剪力和轴力）（4）桁架：有直杆组成，结点均为铰结点，作用结点荷载，杆件只产生轴力。§1-5结构的分类（5）组合结构：由桁架和梁（或刚架）组合的结构。其中有些杆件只承受轴力，另一些杆件同时还承受弯矩和剪力。§1-5结构的分类（6）悬索结构：主要承重构件为悬挂于塔、柱上的缆索，索只受轴向拉力。§1-5结构的分类按杆轴线和外力的空间位置分平面结构：各杆轴线及外力均在同一平面内的结构