結構力學第一章課件

《結構力學Ⅰ》（第二版）四川大學水利水電學院本科教學主編：龍馭球包世華授課教師：周宏偉授課對象：農水、熱動本科

第一章緒論1結構力學的任務2結構的計算簡圖簡化3桿件結構的分類

4荷載的分類

5學習方法6結構力學求解器第一章緒論1結構力學的任務2結構的計算簡圖簡化3桿件結構的分類

4荷載的分類

5學習方法6結構力學求解器力：物體之間的相互作用。1結構力學的任務（1）什么是結構力學結構：土木工程中，承受和傳遞載荷并起骨架作用的部分稱為結構。構件：結構的組成部分統稱為構件。如圖中的柱子、基礎、屋架等。結構的特點：1.幾何不變2.有足夠的承載力。1結構力學的任務理論力學

研究剛體，研究力與運動的關系。材料力學

研究變形體，研究力與變形的關系。主要研究對象---桿件。結構力學：研究變形體，研究力與變形的關系。主要研究對象---桿系——桿狀結構體系。材料力學和結構力學研究的變形體是彈性變形體。（2）結構力學的研究對象1結構力學的任務最大的斜拉橋-楊浦大橋1結構力學的任務桿件：長度比其他兩個方向的尺寸大得多的構件。桿系結構：由細長桿組成的系統。薄壁桿：它的幾何特征是長、寬、厚三個尺寸都相差很懸殊，即l>>b>>t。（3）結構的分類1結構力學的任務薄壁結構：由薄板或薄殼組成的系統。其幾何特征是寬而薄，即a>>t，b>>t。平面形狀的稱為板，曲面形狀稱為殼。實體結構：三個方向的尺寸大約為同量級的結構。板殼實體1結構力學的任務

（5）研究方法

理論分析:

經典的解析方法;

數值計算:

以有限單元法為代表的數值方法;

實驗研究:

本課程不涉及.結構力學的基本任務是研究在外力和其它因素作用下結構的內力、變形、動力反應和穩定性，以及結構的組成規律和合理形式。（4）結構力學的任務1結構力學的任務第一章緒論1結構力學的任務2結構的計算簡圖簡化3桿件結構的分類

4荷載的分類

5學習方法6結構力學求解器1）

分清主次，略去次要因素;2）能反映結構的主要受力和變形的特點。(1)結構的重要性：對重要的結構采用較精確的計算簡圖，以提高計算的可靠性。反之，可用較粗略的計算簡圖。(2)設計階段：在初步設計階段可使用較粗略的計算簡圖；在技術設計階段再使用比較精確的計算簡圖。(3)計算問題的性質：對結構的靜力計算，可使用比較復雜的計算簡圖；對結構的動力和穩定計算，采用比較簡單的計算簡圖。(4)計算工具：使用的計算工具越先進，采用的計算簡圖就可以更精確些。2結構的計算簡圖1）桿件的簡化桿件可以用軸線來表示：

原因是：細長桿件可以近似采用平面假定，因此截面上的應力可以由截面上的內力來確定，而內力只與桿件的長度有關，與截面的寬度和高度無關。

桿件軸線2結構的計算簡圖

2）結點的簡化桿件與桿件的連接點稱為：結點

結點的簡化分兩類：鉸結點和剛結點

▲鉸結點幾何特征：各桿可以繞結點自由轉動。受力狀況：不會引起桿端彎矩。表示方法：2結構的計算簡圖

例如：圖示木屋架的結點

▲剛結點幾何特征：各桿不能繞結點作相對轉動。受力狀況：由于結點能阻止桿件之間發生相對轉角，因此桿端有彎矩、剪力和軸力。

2結構的計算簡圖表示方法：

例如：圖示現澆鋼筋混凝土框架的結點

2結構的計算簡圖

3）支座的簡化

對平面結構一般可以簡化成以下三種形式：

▲可動鉸支座

只能約束豎向運動的支座稱為：可動鉸支座表示方法：

例如：把梁放在柱頂上，不作任何處理，其支座就可簡化成可動鉸支座。

2結構的計算簡圖▲固定鉸支座能約束豎向和水平運動的支座稱為：固定鉸支座表示方法：例如：把屋架放在柱頂上，并與柱頂的預埋件連接，這樣的支座可簡化成固定鉸支座。2結構的計算簡圖▲

固定支座能約束豎向、水平和轉動的支座稱為：固定支座表示方法：例如：柱子與基礎完全現澆在一起，而且柱子的鋼筋插入基礎一定距離，那么柱子的支座就可簡化成固定支座。2結構的計算簡圖例1.單層廠房結構2結構的計算簡圖例2.重力壩水壩G1G21m2結構的計算簡圖例3拱壩的簡化計算2結構的計算簡圖(a)ABBA(b)AB(a)(b)AB2結構的計算簡圖第一章緒論1結構力學的任務2結構的計算簡圖簡化3桿件結構的分類

4荷載的分類

5學習方法6結構力學求解器(1)梁有簡支梁、懸臂梁、曲梁、多跨靜定梁和超靜定梁等。3桿件結構的分類

(2)拱

有三鉸拱、兩鉸拱、無鉸拱等。

(3)桁架

兩鉸拱三鉸拱無鉸拱3桿件結構的分類

(4)剛架

(5)組合結構

3桿件結構的分類

平板網架第一章緒論1結構力學的任務2結構的計算簡圖簡化3桿件結構的分類

4荷載的分類

5學習方法6結構力學求解器（1）按分布分類▲面荷載如：風荷載、雪荷載、雨荷載、人群荷載、水壓力等▲體荷載如：結構自重，溫度荷載等▲集中荷載如：集中力、集中力矩等（2）按作用在結構上的時間分類▲恒荷載如：結構自重和設備重量等▲活荷載如：人群荷載、雪荷載、雨荷載等▲移動荷載如：吊車荷載、汽車荷載、火車荷載

4荷載的分類

（3）按作用在結構上的效果分類▲靜荷載如：結構自重和設備重量等▲動荷載如：風荷載、地震荷載、沖擊荷載等活載4荷載的分類

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4荷載的分類

5學習方法（自學）6結構力學求解器（自學）