結(jié)構(gòu)力學(xué)1課件1結(jié)力07一

結(jié)構(gòu)力學(xué)Structural

Mechanics主講教師：陳廷國(guó)助

教：王澤濤計(jì)劃教學(xué)學(xué)時(shí)：64學(xué)時(shí)其中：授課：

58學(xué)時(shí)期中測(cè)驗(yàn)： 2學(xué)時(shí)機(jī)動(dòng)： 4學(xué)時(shí)教 材：《結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ——基本教程》龍馭球、包世華主編參考資料：《結(jié)構(gòu)力學(xué)》朱慈勉主編《結(jié)構(gòu)力學(xué)（第四版）楊佛康、李家寶主編《結(jié)構(gòu)力學(xué)解題指導(dǎo)》戴賢揚(yáng)等主編12

學(xué)時(shí)第一章 緒論

2 學(xué)時(shí)第二章 結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造分析

5 學(xué)時(shí)第三章 靜定結(jié)構(gòu)的受力分析

15 學(xué)時(shí)第五章 虛功原理與結(jié)構(gòu)位移計(jì)算

8 學(xué)時(shí)第六章 力法第七章 位移法第八章 漸近法10

學(xué)時(shí)6

學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容安排：結(jié)構(gòu)力學(xué)（必修）——第五學(xué)期結(jié)構(gòu)力學(xué)專題（必修）——第六學(xué)期第四章 影響線第十章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算基礎(chǔ)第十六章 結(jié)構(gòu)的極限荷載定性結(jié)構(gòu)力學(xué)（選修）——第七學(xué)期上課時(shí)間、地點(diǎn)：1～19周：星期一

1～2節(jié)

綜_209星期五

3～4節(jié)

綜_209交作業(yè)時(shí)間：星期一答疑時(shí)間：隨時(shí)預(yù)約地點(diǎn)：3號(hào)樓527地點(diǎn)：3號(hào)樓526、527聯(lián)系方式：陳廷國(guó)——chentg@

84708515_16王澤濤——foreverwzt@163.com84708515_11網(wǎng)頁(yè)：26“tercher”_“結(jié)構(gòu)力學(xué)（陳廷國(guó)）”下載來(lái)要求：1、學(xué)會(huì)“自學(xué)”——充分利用教學(xué)資源2、獨(dú)立、按時(shí)完成作業(yè)3、上課“動(dòng)”起——自動(dòng)、互動(dòng)趙州橋頤和園拱橋日本皇居雙目橋來(lái)要求：1、學(xué)會(huì)“自學(xué)”2、獨(dú)立、按時(shí)完成作業(yè)3、上課“動(dòng)”起4、學(xué)會(huì)互相尊重第一章

緒論§1結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)力學(xué)一、什么是結(jié)構(gòu)萬(wàn)里長(zhǎng)城國(guó)家大劇院意大利比薩斜塔凱旋門埃菲爾鐵塔青馬大橋第一章

緒論§1結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)力學(xué)一、什么是結(jié)構(gòu)建筑物中支撐荷載而起骨干作用的部分叫結(jié)構(gòu)。二、結(jié)構(gòu)（按幾何尺寸）分類桿系結(jié)構(gòu)——長(zhǎng)度〉〉寬度和高度鋼結(jié)構(gòu)梁、柱二、結(jié)構(gòu)（按幾何尺寸）分類桿系結(jié)構(gòu)——長(zhǎng)度〉〉寬度和高度板殼結(jié)構(gòu)（薄壁結(jié)構(gòu)）——厚度〈〈長(zhǎng)度和寬度悉尼歌劇院二、結(jié)構(gòu)（按幾何尺寸）分類桿系結(jié)構(gòu)——長(zhǎng)度〉〉寬度和高度板殼結(jié)構(gòu)（薄壁結(jié)構(gòu)）——厚度〈〈長(zhǎng)度和寬度實(shí)體結(jié)構(gòu)——三個(gè)方向尺寸大體相同三峽大壩三、結(jié)構(gòu)力學(xué)研究對(duì)象結(jié)構(gòu)力學(xué)作為力學(xué)學(xué)科的一個(gè)分支，其研究對(duì)象涉及較廣，通常將結(jié)構(gòu)力學(xué)分為“狹義結(jié)構(gòu)力學(xué)”、“廣義結(jié)構(gòu)力學(xué)”、“現(xiàn)代結(jié)構(gòu)力學(xué)”。狹義結(jié)構(gòu)力學(xué)，也稱桿系結(jié)構(gòu)力學(xué)或經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)，其研究對(duì)象為由桿件所組成得體系。這是傳統(tǒng)的概念，因此也被稱作傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)力學(xué)。本課程研究的是桿系結(jié)構(gòu)力學(xué)四、結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)1.研究結(jié)構(gòu)的幾何組成規(guī)律和合理形式；2.討論外界（荷載或非荷載）因素作用下，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的計(jì)算方法；3.討論結(jié)構(gòu)在移動(dòng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)量值的變化規(guī)律；4.討論結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；5.討論材料和結(jié)構(gòu)性能的充分發(fā)揮；6.討論結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載作用下的結(jié)構(gòu)反映；7.討論桿系結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算方法。五、結(jié)構(gòu)力學(xué)與其它課程的聯(lián)系先修課程：高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)和計(jì)算機(jī)方法——提供基本力學(xué)原理和計(jì)算方法。后續(xù)課程：彈性力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及專業(yè)課——提供計(jì)算方法。材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)均研究結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定問(wèn)題：材料力學(xué)——單根桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)——桿件系統(tǒng)（桿系）彈性力學(xué)——板殼和實(shí)體結(jié)構(gòu)第一章

緒論§2結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和簡(jiǎn)化要點(diǎn)一、計(jì)算簡(jiǎn)圖是針對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化和抽象。實(shí)際工程是很復(fù)雜的，如果不作任何簡(jiǎn)化，將根本無(wú)法分析計(jì)算。為了分析實(shí)際結(jié)構(gòu)，需利用力學(xué)知識(shí)、結(jié)構(gòu)知識(shí)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)科學(xué)的抽象，抓住反映實(shí)際受力、變形等規(guī)律的主要因素，忽略次要的因素將其進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。這一過(guò)程稱作“力學(xué)建?！?，經(jīng)簡(jiǎn)化后用于計(jì)算的模型，稱為結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。一、計(jì)算簡(jiǎn)圖確定計(jì)算簡(jiǎn)圖的原則是：既要反映結(jié)構(gòu)的主要受力特征——盡可能符合實(shí)際又要與使用的計(jì)算工具相適應(yīng)——盡可能簡(jiǎn)單

例1：結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化——空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)一、計(jì)算簡(jiǎn)圖確定計(jì)算簡(jiǎn)圖的原則是：既要反映結(jié)構(gòu)的主要受力特征——盡可能符合實(shí)際又要與使用的計(jì)算工具相適應(yīng)——盡可能簡(jiǎn)單例1：結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化——空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)例2：桿件結(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化——?jiǎng)偨Y(jié)點(diǎn)、鉸結(jié)點(diǎn)二、簡(jiǎn)化要點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化如果：可以忽律一些次要的的空間約束；荷載的作用方向平行計(jì)算結(jié)構(gòu)所處平面；可以將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面問(wèn)題計(jì)算二、簡(jiǎn)化要點(diǎn)2.桿件的簡(jiǎn)化如果桿件的截面尺寸（寬度、厚度）小于長(zhǎng)度的四分之一：表示方法——

用軸線表示桿件幾何特征——忽略截面尺寸桿長(zhǎng)用結(jié)點(diǎn)間的距離表示受力狀態(tài)——

彎矩（M）、剪力(FQ)、軸力(FN)二、簡(jiǎn)化要點(diǎn)單鉸結(jié)點(diǎn)復(fù)鉸結(jié)點(diǎn)桿件之間連接的簡(jiǎn)化桿件之間的連接區(qū)簡(jiǎn)化為結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)通常簡(jiǎn)化為鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)鉸結(jié)點(diǎn)幾何特征——

各桿在結(jié)點(diǎn)處不能相對(duì)移動(dòng)各桿可繞結(jié)點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)受力狀態(tài)——

結(jié)點(diǎn)處不傳遞彎矩表示方法——二、簡(jiǎn)化要點(diǎn)桿件之間連接的簡(jiǎn)化鉸結(jié)點(diǎn)剛結(jié)點(diǎn)幾何特征——各桿對(duì)結(jié)點(diǎn)無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)（移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)）受力狀態(tài)——

結(jié)點(diǎn)處傳遞彎矩表示方法——單剛結(jié)點(diǎn)復(fù)剛結(jié)點(diǎn)二、簡(jiǎn)化要點(diǎn)4.結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡(jiǎn)化

——特殊結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接區(qū)稱為支座FyA特點(diǎn)：桿端A產(chǎn)生垂直于鏈桿方向的線位移；反力沿鏈桿方向作用，大小未知。AA（1）輥軸支座——可動(dòng)鉸支座（鏈桿）（2）固定鉸支座實(shí)際形狀特點(diǎn)：FxAFyAAFxAFyAA結(jié)構(gòu)在支座截面可以繞圓柱鉸A轉(zhuǎn)動(dòng)；限制兩個(gè)方向位移；有兩個(gè)方向的未知反力；反力通過(guò)鉸A的中心。A（3）

固定支座B實(shí)際形狀FxAAMAFyA特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)在支座截面不產(chǎn)生線位移和轉(zhuǎn)角；支座截面有反力矩以及x、y方向的未知反力。工程實(shí)例（4）滑動(dòng)支座（定向支座）實(shí)際構(gòu)造AFyA

M

AAFyA

M

AA特點(diǎn)：桿端A無(wú)轉(zhuǎn)角，不能產(chǎn)生沿鏈桿方向的線位移，可以產(chǎn)生垂直于鏈桿方向的線位移；桿端存在未知反力矩以及沿鏈桿方向的未知反力。在位移被限制的方向存在未知反力三、幾種桿系結(jié)構(gòu)1.梁超靜定梁靜定梁2）多跨梁靜定多跨梁連續(xù)梁——分直梁和曲梁1）單跨梁PFHFFV梁的特點(diǎn)：以彎曲變形為主的構(gòu)件水平梁在豎向荷載作用下，截面存在彎矩和剪力。VF2.拱拉桿拱拉桿三鉸拱FHFHFPVFVF拱的特點(diǎn)：

無(wú)鉸拱拱的軸線為曲線，在豎向荷載作用下支座有水平推力FH

；水平推力大大改變了拱的受力特性。3.剛架超靜定剛架靜定剛架剛架的特點(diǎn)：剛架通常由梁和柱等直桿組成，桿件間的結(jié)點(diǎn)多為剛結(jié)點(diǎn)；荷載作用下桿件截面存在彎矩、剪力和軸力。4.桁架靜定桁架超靜定桁架桁架特點(diǎn)：桁架由直桿組成，所有結(jié)點(diǎn)都是鉸結(jié)點(diǎn)，當(dāng)荷載作用于結(jié)點(diǎn)時(shí)，各桿只受軸力；5.組合結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：組合結(jié)構(gòu)由梁式桿和鏈桿組成，其中梁式桿以受彎為主，內(nèi)力不僅有軸力，還有彎矩、剪力。第一章

緒論§3荷載分類荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮的重要因素，過(guò)大或過(guò)小都會(huì)造成浪費(fèi)和損失。按荷載作用點(diǎn)的尺寸可分為：集中荷載——

荷載作用點(diǎn)的尺寸較小的荷載分布荷載——

荷載作用點(diǎn)的尺寸較大的荷載按荷載作用時(shí)間長(zhǎng)短可分為：恒載——永久作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，如自重等

活載——荷載有時(shí)作用在結(jié)構(gòu)上，有時(shí)又不作用在結(jié)構(gòu)上，如：樓面活荷載，雪荷載等3.按荷載作用位置可分為：固定荷載——

作用位置不變的荷載，如自重等。移動(dòng)荷載——

荷載作用在結(jié)構(gòu)上的位置是移動(dòng)的，如吊車荷載、汽車和火車荷載。4.按荷載作用的性質(zhì)可分為：靜荷載——荷載的大小、方向、位置不隨時(shí)間變化或變化很緩慢的荷載。動(dòng)荷載——荷載的大小、方向隨時(shí)間迅速變化，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著振動(dòng)，如化爆和核爆炸的沖擊波荷載、地震荷載等。5、非荷載因素溫度改變、支座沉降、材料收縮等因素。第一章

緒論§4基本條件與基本假定一、力學(xué)分析中需要滿足的基本條件平衡條件（靜力）變形協(xié)調(diào)條件（幾何）物理?xiàng)l件（本構(gòu)關(guān)系）二、基本假定1.小變形——變形后的幾何尺寸可由變形前的幾何尺寸來(lái)描述。2．線彈性——指應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系滿足胡克定律