结构力学绪论课件

结构力学绪论教学目标：了解结构力学的任务以及与其它课程的关系；荷载的分类。正确理解结构计算简图的概念、简化要点和条件。教学内容：1.1结构力学的研究对象和任务1.2杆件结构的计算简图1.3平面杆件结构的分类绪论1.1结构力学的研究对象和任务了解结构力学的内容和任务。理解结构的概念和分类。教学目标：教学内容：结构力学的内容和任务。结构的概念和分类。1.1结构力学的研究对象和任务理论力学：材料力学：主要研究杆件结构的几何组成规律，

强度、刚度、稳定性和动力反应。研究物体机械运动一般规律。研究杆件的强度、刚度、稳定性。1.1.1结构的定义与分类

结构的定义建筑物实景图建筑物结构图去掉建筑围护及装饰部分等在土木工程中，如房屋、桥梁、隧道、水坝等，用以支承荷载而起骨架作用的部分。

结构的定义板、梁柱结构由构件组成。建筑工程中的构件：一般有板、梁、柱、墙和基础等。

结构的定义杆件结构：结构由杆件组成，杆件的几何特征是

横截面尺寸要比长度小得多。按几何角度分：薄壁结构：也称板壳结构

厚度比长度和宽度小得多。实体结构：结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。

结构的分类杆件结构：结构由杆件组成，杆件的几何特征是横截面尺寸要比长度小得多。

结构的分类板壳结构：也称薄壁结构，厚度比长度和宽度小得多。

结构的分类实体结构：结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。

结构的分类刚度问题，即研究结构抵抗变形的能力。强度问题，即研究结构抵抗破坏的能力。结构的稳定问题。研究体系的几何组成规律。

结构的动力反应。1.1.2结构力学的研究对象和任务几何不变几何可变几何组成yx强度问题上海莲花13层倒楼刚度问题塔科马大桥风振破坏稳定问题输线塔整体失稳动力反应地震作用下铁路破坏1.1.3三个基本条件和一个基本原理力系的平衡条件变形的几何条件力与变形的物理条件，也称本构关系三个基本条件一个基本原理叠加原理：多个荷载共同作用等于各个荷载单独作用下产生的内力和变形的代数和

应用条件：小变形、线弹性调研：建筑物的结构形式4.小结结构力学的学科内容结构的概念与分类三个基本条件和一个基本原理5.作业1.2杆件结构的计算简图教学目标：教学内容：结构体系的简化杆件的简化

杆件间连接的简化结构与基础间连接的简化荷载的简化材料性质的简化了解简化原则。理解杆件、结点、支座、荷载等的简化方法。1.2杆件结构的计算简图正确反映实际结构的受力和变形状态，计算结果满足工程精度的要求忽略次要因素，使计算简图便于工程计算选取计算简图的原则：结构计算简图的定义：用一个简化的图形来代替实际结构1.2.1简化原则杆件的简化结点的简化计算简图2.简化步骤支座的简化荷载的简化材料性质的简化杆件的简化杆件——用轴线表示；杆件连接区——用结点表示；杆长——用结点间的距离表示；荷载——作用点移到轴线上。计算简图结点的简化杆件间连接区简化为结点。刚结点(Rigidjoint)被连接的杆件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动。计算简图刚结点工程实例：焊缝连接高强螺栓连接铰结点(Hingejoint)：

被连接的杆件在连接处不能相对移动，但可相对转动。铰结点工程实例：榫头连接普通螺栓连接组合结点(Combinationjoint)：同一结点上的某些杆件之间的连接为刚结点，另外一些杆件之间的结点为铰结点。课堂讨论：结点的形式计算简图支座的简化结构与基础的连接区简化为支座。活动铰支座（支杆）固定铰支座（铰）固定支座（固端）定向支座（滑动支座）刚性支座：伸缩弹性支座旋转弹性支座弹性支座：活动铰支座（支杆,Livinghingesupport）梁砖墙被支承的部分可以转动和水平移动，但不能竖向移动。计算简图：用一根支杆表示。刚性支座砖墙固定铰支座（铰，Fixedhingesupport）梁被支承的部分可以转动，但不能移动。计算简图：用两根相交的支杆表示。刚性支座固定支座（固端，Fixedsupport）被支承的部分完全被固定。计算简图：按图表示。刚性支座定向支座（滑动支座，Directionalsupport）被支承的部分不能转动,但可以沿一个方向平行滑动。计算简图：用两根平行支杆表示。刚性支座刚性支座课堂讨论：支座的形式细石混凝土沥青麻丝伸缩弹性支座限制沿弹簧方向的移动计算简图：垂直于支撑面的链杆弹性支座旋转弹性支座限制沿弹簧方向的转动计算简图：垂直于支撑面的两根平行链杆

荷载的简化计算简图结构上的力主动力：约束反力(支座反力)约束力：荷载《建筑结构荷载规范》（GB50009-2019）

按作用时间的久暂永久荷载（恒载）：长期作用于结构上的不变荷载。特征：大小、方向、作用位置是不变的。实例：结构自重、水压力、安装在结构上的固定设备等可变荷载（活载）：在施工和使用期间可能存在的可变荷载实例：吊车荷载、楼面活荷载、风、雪等荷载的分类偶然荷载：偶然条件下产生实例：爆炸、撞击力等集中荷载：荷载的作用面积相对于总面积是微小的。实例：固定设备，屋顶水箱等分布荷载：分布作用在一定面积或长度上的荷载实例：风、雪、自重等荷载。按荷载的作用范围荷载的分类静力荷载：大小、方向和位置不随时间变化或变化极其缓慢，不使结构产生显著的加速度。实例：结构自重、楼面活载等；动力荷载：随时间迅速变化或在短暂时间内突然作用或消失的荷载，使结构产生显著的加速度。实例：地震、爆炸力、动力机械产生的荷载等；按荷载作用的性质荷载的分类静力荷载：大小、方向和位置不随时间变化或变化极其缓慢，不使结构产生显著的加速度。实例：结构自重、楼面活载等；动力荷载：随时间迅速变化或在短暂时间内突然作用或消失的荷载，使结构产生显著的加速度。实例：地震、爆炸力、动力机械产生的荷载等；按荷载作用的性质荷载的分类容重（kN/m3）木材：4～8；钢：78.5；钢筋混凝土：25；普通砖：18面载（kN/m2）硬木地板：0.2线载（kN/m）高3m的240墙（水泥粉刷），梁上的线荷载集中力（kN）400*400*3000钢筋混凝土柱荷载规范活荷载的规定（面载）（kN/m2）住宅、教学楼等：阳台：2.5(人群可能密集取3.5)风荷载：0.35（武汉）雪荷载：0.5（武汉）屋面：0.5（不上人）；2.0（上人）

3.0（屋顶花园）楼面活荷载0.2220?荷载规范课堂讨论问题：如何估算一层楼面的重量？4.8m3.6m混凝土板h20mm水泥砂浆15mm混合砂浆吊顶面层（拓展：房屋重量）

材料性质的简化建筑材料通常为

钢、混凝土、砖、石等。注意：木料为各向异性材料

（横纹与顺纹不同）假设：连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。计算简图调研：建筑物的结构计算简图3.小结4.作业杆件的简化结点的简化支座的简化荷载的简化材料性质的简化1.3平面杆件结构的分类教学目标：教学内容：杆件的几何特征杆件结构的分类掌握杆件结构的分类。1.3平面杆件结构的分类横截面：垂直长度方向的截面轴线：横截面形心的连线1.杆件的几何特性（1）梁beam：轴线常为直线，是受弯构件简支梁悬臂梁伸臂梁多跨梁2.杆件结构的分类梁（2）刚架rigidframe：由直杆组成，结点大多数刚性结点悬臂简支三铰三层两跨刚架刚架（2）桁架truss：由直杆组成，结点为铰结点三角形梯形桁架桁架（3）拱ar