大学精品课件：第1章结构力学绪论.ppt

1、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：结构：工程中担负预定任务、支承荷载的建筑物。工程中担负预定任务、支承荷载的建筑物。 如：如：房屋、塔架、桥梁、隧道、挡土墙、水坝等。房屋、塔架、桥梁、隧道、挡土墙、水坝等。 研究对象：研究对象：杆件结构杆件结构 任务：任务： 计算结构在荷载等因素作用下的内力和位移；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；结构的稳定性计算，及动力荷载作用下的反应； 结构的组成规则等。结构的组成

2、规则等。 荷载荷载：作用在结构上的主动力：作用在结构上的主动力 1-2荷载的分类 按作用时间久暂分按作用时间久暂分 恒载恒载：长期作用在结构上，如自重、土压力等；：长期作用在结构上，如自重、土压力等； 活载活载：暂时作用在结构上，如列车、人群、风、雪等。：暂时作用在结构上，如列车、人群、风、雪等。 按作用位置是否变化分按作用位置是否变化分 固定荷载固定荷载：恒载及某些活载，如风、雪等；：恒载及某些活载，如风、雪等； 移动荷载移动荷载：在结构上移动的，如列车、汽车、吊车等。：在结构上移动的，如列车、汽车、吊车等。 1-2荷载的分类 按动力效应分按动力效应分 静力荷载静力荷载：大小、方向和位置不随

3、时间变化或变化很：大小、方向和位置不随时间变化或变化很 缓慢的荷载，可以略去惯性力的影响；缓慢的荷载，可以略去惯性力的影响； 动力荷载动力荷载：随时间迅速变化的荷载，是结构产生不容：随时间迅速变化的荷载，是结构产生不容 忽视的加速度，必须考虑惯性力的影响。忽视的加速度，必须考虑惯性力的影响。 其他因素其他因素：温度变化、支座沉陷、制造误差、材料收：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。缩等也可以使结构产生内力和位移。 结构计算简图结构计算简图 表现其主要特点，略去次要因素，代替实际结构的简化图形。表现其主要特点，略去次要因素，代替实际结构的简化图形。 杆件的简化

4、：杆件的简化： 以轴线代替；以轴线代替； 支座和结点的简化；支座和结点的简化； 荷载的简化：荷载的简化： 集中荷载和线分布荷载；集中荷载和线分布荷载； 体系的简化：体系的简化： 空间结构简化为平面结构。空间结构简化为平面结构。 1-3 结构的计算简图 1-4 支座和结点的类型 支座支座：连接结构与基础的装置。：连接结构与基础的装置。 （1）活动铰支座）活动铰支座 允许结构在支承处绕铰允许结构在支承处绕铰A转动和沿转动和沿m-n的方向移动。的方向移动。 1-4 支座和结点的类型 （2）固定铰支座）固定铰支座 允许结构在支承处绕铰允许结构在支承处绕铰A转动，转动，A不能作水平和竖向移动。不能作水平

5、和竖向移动。 1-4 支座和结点的类型 （3）固定支座）固定支座 不允许结构在支承处发生任何移动和转动。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）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。移动，但可沿支承面方向滑动。 图图1 图图2 1-4 支座和结点的类型 结点结点：结构中杆件相互连接处。：结构中杆件相互连接处。 （1）铰结点）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。能

6、传递力矩。 1-4 支座和结点的类型 （2）刚结点）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。能传递力矩。 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。）组合结点：部分刚结部分铰结的结点。 1-5 结构的分类 按几何特征分按几何特征分 杆件结构杆件结构 长度远大于其他两个尺度的杆件组成。长度远大于其他两个尺度的杆件组成。 薄壁结构薄壁结构 其厚度远小于其他两个尺度的结构。其厚度远小于其他两个尺度的结构。 实体结构实体结构 三个方向尺度相近的结构。三个方向尺度相近的结构。 1-5 结构的分类 杆件结构按

7、其受力特性分杆件结构按其受力特性分 （1）梁：梁：受弯杆件，轴线一般为直线。受弯杆件，轴线一般为直线。 有单跨的和多垮的。有单跨的和多垮的。 1-5 结构的分类 （2 2）拱：拱：拱的轴线为曲线，在竖向荷载作用下会产生拱的轴线为曲线，在竖向荷载作用下会产生 水平反力。水平反力。 （3 3）刚架：刚架：受弯直杆组成并有刚结点。受弯直杆组成并有刚结点。 （4 4）桁架：桁架：有直杆组成，结点均为铰结点，作用结点荷有直杆组成，结点均为铰结点，作用结点荷 载，杆件只产生轴力。载，杆件只产生轴力。 1-5 结构的分类 （5 5）组合结构：组合结构：由桁架和梁（或刚架）组合的结构。由桁架和梁（或刚架）组合

8、的结构。 1-5 结构的分类 （6 6）悬索结构：悬索结构：主要承重构件为悬挂于塔、柱上的缆索，主要承重构件为悬挂于塔、柱上的缆索， 索只受轴向拉力。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按杆轴线和外力的空间位置分 平面结构：平面结构：各杆轴线及外力均在同一平面内的结构。各杆轴线及外力均在同一平面内的结构。 空间结构：空间结构：各杆轴线及外力不在同一平面内的结构。各杆轴线及外力不在同一平面内的结构。 1-5 结构的分类 按内力是否静定分按内力是否静定分 静定结构：静定结构：在任意荷载作用下，结构的全部反力和内力在任意荷载作用下，结构的全部反力和内力 都可以由静力平衡条件确定。都可以由静力平衡条件确定。 超静定结构：超静定结构：在任意荷载作用下，结构的全部反力和在任意荷载作用下，结构的全部反力和 内力不能由静力平衡条件确定。内力不能由静力平衡条件确定。