龙驭球结构力学课件第一章绪论

龙驭球结构力学课件第一章绪论第一页，共43页。结构力学课程简介结构力学课程是土木工程专业的一门主要技术基础课程。其主要任务是掌握杆件结构的计算原理和计算方法，了解各类结构的受力性能，为学习后继专业课程以及进行结构设计和科学研究打好基础，培养结构分析与计算等方面的能力。2第二页，共43页。结构力学成绩评定方法1、“结构力学”为考试课程。期末考试成绩占70﹪，平时成绩占30﹪。

2、平时成绩由以下四部分组成：（1）作业及平时测验占15﹪；（2）课堂笔记占5﹪；（3）回答问题占5﹪；（4）出勤、着装及遵守课堂记律等占5﹪。3第三页，共43页。第一章绪论§1-1

结构力学的内容和学习方法§1-2结构计算简图4第四页，共43页。§1-1结构力学的内容和学习方法一、结构

建筑物或构筑物中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。如：房屋中的梁柱体系、桥梁、水坝等等都是工程结构的例子。

5第五页，共43页。万里长城6第六页，共43页。天安门城楼7第七页，共43页。国家大剧院

8第八页，共43页。三峡大坝9第九页，共43页。印度泰姬陵10第十页，共43页。意大利比萨斜塔11第十一页，共43页。凯旋门12第十二页，共43页。埃菲尔铁塔13第十三页，共43页。吉隆坡石油双塔14第十四页，共43页。

桥梁15第十五页，共43页。赵州桥16第十六页，共43页。青马大桥17第十七页，共43页。旧金山大桥18第十八页，共43页。二、结构分类1.杆系结构钢结构梁、柱——由杆件长度l远大于横截面尺寸b、h的细长杆组成的结构。19第十九页，共43页。埃菲尔铁塔20第二十页，共43页。2.

板壳结构悉尼歌剧院——厚度远小于其长度和宽度的结构。21第二十一页，共43页。清华大礼堂22第二十二页，共43页。3.实体结构——长、宽、高三个尺寸相近的结构。三、结构力学研究的对象和内容1.研究对象2.研究内容

结构力学研究由细长杆件组成的平面杆系结构，如：梁、桁架、刚架、拱及组合结构等。平面杆件体系的几何构造分析；

讨论结构的强度、刚度、稳定性、动力反应以及结构极限荷载的计算原理和计算方法等。23第二十三页，共43页。

强度计算在于保证结构物使用中的安全性，并符合经济要求。

刚度计算在于保证结构物不会产生过大的变形从而影响使用。

稳定性验算在于保证结构不会产生失稳破坏。

几何构造分析主要是讨论几何不变体系的组成规律，因为只有几何不变体系才能作为结构来使用。24第二十四页，共43页。

动力分析是研究结构的动力特性以及在动荷载作用下的动力反应结构受到的地震力、结构的位移、速度、加速度及动内力等。

极限荷载的求解是为了充分发挥结构的承载能力，由讨论结构的弹性计算转变为塑性计算。25第二十五页，共43页。四、结构力学的发展

我国的木架建筑在新石器时代晚期就初具规模。隋代建造的赵州桥，它那造型艺术与结构功能的巧妙统一，结构形式与材料性能的巧妙结合，堪称一绝。秦代时期的都江堰，设计精巧，规模宏伟，至今仍发挥着灌溉作用。十九世纪前半期，形成了结构力学理论的初步基础，并从古典力学中划分出来，成为一门独立的学科。十九世纪后半期，建立了关于结构变形和超静定结构的一般理论。二十世纪初期，产生了位移法及其派生的各种渐进法和近似法。随着生产力的不断发展，塑性理论、结构稳定和结构动力学的计算理论也有了迅速的发展。二十世纪中期，计算机用于结构力学，使结构力学为生产建设服务的能力有了量级上的变化。这种强有力的计算手段，使空间结构、特殊结构、结构抗震、结构的弹塑性分析以及结构优化设计的理论与方法得到了迅速的发展和应用。！！26第二十六页，共43页。理论力学27第二十七页，共43页。材料力学赵州桥悉尼钢铁拱桥小麦倒伏问题吊车测力平台28第二十八页，共43页。§1-2结构计算简图一、选取结构的计算简图必要性、重要性：

将实际结构作适当地简化，忽略次要因素，显示其基本的特点。这种代替实际结构的简化图形，称为结构的计算简图。合理地选取结构的计算简图是结构计算中的一项极其重要而又必须首先解决的问题。二、选取结构的计算简图的原则：1、能反映结构的实际受力特点，使计算结果接近实际情况。2、忽略次要因素，便于分析计算。三、影响计算简图选取的主要因素：1、结构的重要性：重要结构——精；次要结构——粗；2、设计阶段：初步设计——粗；技术设计——精；3、计算问题的性质：静力计算——精；动力计算——粗；4、计算工具：先进——精；简陋——粗。29第二十九页，共43页。四、结构简化的几个主要方面1、结构体系的简化一般结构实际上都是空间结构，各部相连成为一空间整体，以承受各方向可能出现的荷载。在多数情况下，常忽略一些次要的空间约束，而将实际结构分解为平面结构。2、杆件的简化杆件用其轴线表示，杆件之间的连接区用结点表示，杆长用结点间距表示，荷载作用于轴线上。3、结点的简化杆件间的连接区通常简化成为三种理想情况：（1）铰结点：约束各杆端不能相对移动，但可相对转动；可以传递力，不能传递力矩。（2）刚结点：连接各杆端既不能相对移动，又不能相对转动；既可以传递力，又可传递力矩。（3）组合结点：是一些杆端为刚结，另一些杆端为铰结。！！30第三十页，共43页。31第三十一页，共43页。§1-2结构计算简图一、支座和支座反力1.固定支座AB模型工程实例把结构与基础联结起来的装置称为支座。

32第三十二页，共43页。简图：特点：1)

杆端截面A不产生线位移和角位移；2)

杆端截面A有反力矩以及沿x、y方向的反力。AA33第三十三页，共43页。2.固定铰支座特点：1)

杆端截面A无线位移，可以自由转动；2)

杆端截面A产生沿x、y方向的反力。模型AA34第三十四页，共43页。3.辊轴支座特点：1)

杆端A产生垂直于链杆方向的线位移；2)杆端A产生的支座反力沿链杆方向作用。AA35第三十五页，共43页。4.滑动支座（定向支座）特点：1）杆端A无转角，不能产生沿链杆方向的线位移，可以产生垂直于链杆方向的线位移；2）杆端A存在反力矩以及沿链杆方向的反力。模型AAA36第三十六页，共43页。二、几种杆系结构1.梁1）单跨梁超静定梁静定梁2）多跨梁静定多跨梁连续梁梁的特点：

梁的轴线通常为直线，在竖向荷载作用下，截面存在弯矩、剪力和轴力。37第三十七页，共43页。2.刚架静定刚架超静定刚架刚架的特点：1）刚架通常由梁和柱等直杆组成，杆件与杆件连结的结点多为刚结点；2）荷载作用下杆件截面存在弯矩、剪力和轴力。38第三十八页，共43页。3.拱拉杆拱拉杆无铰拱三铰拱拱的特点：2)拱轴截面的轴力较大，弯距和剪力较小。1)

拱的轴线为曲线，在竖向荷载作用下支座有水平推力（见图)；39第三十九页，共43页。4.桁架和组合结构静定桁架超静定桁架组合结构40第四十页，共43页。特点：1)

桁架由直杆组成，所有结点都是铰结点，荷载作用于结点上，各杆只受轴力；2)

组合结构则是由梁式杆和链杆组成，其中梁式杆以受弯为主，内力不仅有轴力，还有弯矩和剪力。三、荷载

按荷载作用时间长短可分为：恒载——永久作用在结构上的荷载。如自重等。活载——荷载有时作用在结构上，有时又不作用在结构上。如：楼面活荷载，雪荷载。41第四十一页，共43页。2.按荷载作用位置可分为：固定荷载——作用位置不变的荷载，如自重等。移动荷载——荷载作用在结构上的位置是移动的，如吊车荷载、桥梁上的汽车和火车荷