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    《结构力学绪论》PPT课件.ppt

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    《结构力学绪论》PPT课件.ppt

    ,结构力学,主讲 李永莉,答疑 周二下午 力学教研室,Email,一、结构力学的研究对象、任务和学习方法,二、结构的计算简图,三、支座的形式与分类,四、结点的形式与分类,五、杆件结构的形式与分类,六、荷载的性质与分类,第一章 绪论,第一节 结构力学的研究对象、任务和学习方法,混凝土框架梁柱结构,简化为细长杆件,*结构的概念:用建筑材料建造的各种建筑物中用来支承荷载和维护型态的骨架,一、结构形式:1)杆件结构。例如混凝土框架、钢框架、桁架、水塔,电视塔等。,重庆朝天门大桥,主跨552米,2)悬吊结构。由能承受拉力的线材,如钢索、缆绳等柔性构件组成。特点:节省材料,自重轻,可以做很大跨度结构(桥、屋盖)缺点:刚度小,江阴长江公路悬索桥,主跨1385米(328+1385+295),,日本明石海峡大桥,主跨1991米(960+1991+960),全长3911米,,北京排球馆,3)平板结构:平面形的,厚度尺寸比长、宽两方向尺寸小得多,也称薄板结构。如,现浇或预制装配整体式钢筋混凝土楼板。,4)壳体结构:曲面形的,厚度尺寸比长、宽两方向尺寸小得多,也称薄壳结构。,5)块体结构:长、宽、高三个方向尺寸相近,内部多为实体,也称实体结构。如,重力堤坝、挡土墙、条形基础等,6)薄膜充气结构:只能承受拉力的面片材料。薄膜和加压的气体介质共同承受荷载。重量轻,跨度大,建筑说明:薄膜结构是一种富有生命力的轻型张力结构,自80年代以来在发达国家获得极大发展。在我国,薄膜结构长期处于艰难起步阶段,但近年来逐渐呈现出活泼的势头。威海体育场看台采用了全张拉式的薄膜结构方案。整个挑棚由连成一体的34个伞形单元组成,每个单元由中央桅杆撑起,外缘固定在看台梁的后端,内缘则张紧在巨大的内环上。,二、结构力学的任务1 研究杆件结构的组成规律,使结构有合理的组成方式2 研究杆件结构在静力荷载作用下,结构的内力和位移的计算3 研究杆件结构在动力荷载作用下的动力性态和动力响应4 研究杆件结构在静力荷载作用下的稳定性,极限荷载,三、结构力学的特点 理论概念性强,方法技巧要求高,大量的习题练习。,*本课程研究的内容平面杆系的结构计算,包括:几何组成规律,内力和位移,动力学,稳定性,极限荷载。,学 科,研究对象,研究任务,理论力学,质点、刚体,物体机械运动的一般规律,材料力学,单根杆件,变形体的强度、刚度和稳定性,结构力学,杆件结构,弹性力学,板壳、实体结构,变形体的强度、刚度和稳定性,变形体的强度、刚度和稳定性,变形体的强度、刚度和稳定性,变形体的强度、刚度和稳定性,变形体的强度、刚度和稳定性,变形体的强度、刚度和稳定性,各力学课程的比较:,四、结构力学的现状与未来 以前,结构力学是研究已选定结构的计算;现在与未来,结构力学还要研究根据外因和反应,反过来寻求结构自身的几何与物理性质,寻求最优结构方案。如,结构控制与控制结构就是正反两方面问题。,第二节 结构的计算简图,严格的说,实际结构都是空间结构。但是对于大多数的空间结构,其主要承重结构和受力路线大多是由若干平面组成的,平面体系的计算比空间力系简单的多,通常尽可能的简化为平面结构计算。,一、取结构计算简图应遵循的原则(1)能够反映实际结构的主要受力特性,确保计算可靠(2)结构计算简图应尽力简单,使计算方便可行,二、选取结构计算简图要考虑的问题(1)结构各部分联系的简化,即确定力的传递路线。,力的传递路线:屋面荷载椽子檩条屋架柱基础地基,(2)支座的简化 屋架承受的荷载传递给柱,梁与柱之间制作时有垫块,在计算时简化成图示支座形式。支座提供的约束反力(合力)如图。再如,窗户上的过梁,计算时简化成图示的计算简图。,(3)结点的简化 结点:在结构中每个连接点上,各杆轴线相交的几何中心。上例的屋架,除梁外,其余各杆若都是钢杆制造,通过焊接或螺栓连接,为简化计算,可简化成铰结点。(4)杆件的简化 上例的屋架中各杆,可用其轴线来代替,在各结点上由结点断开。(5)荷载的简化 屋面板的重量可看作均布的,由椽子再传递给檩条,檩条传递给屋架的荷载可看作集中荷载。如图。,例:,1活动铰支座(可动铰支座),第三节 支座的形式与分类,2固定铰支座,3固定支座,计算简图,等价简图,4定向支座5伸缩弹簧支座,构造形式,6旋转弹簧支座,第四节、结点的形式与分类1铰结点2刚结点,3混合结点4定向结点,5旋转弹簧结点,第五节、杆件结构的形式与分类1按计算特点分*静定结构,结构的内力可由静力平衡条件求出。*超静定结构,需考虑结构的变形条件才能求出结构的内力2按结构形式分(1)梁(受弯杆件,轴线通常为直线),(2)拱(轴线为曲线,竖向荷载下产生水平推力),三铰拱,二铰拱,无铰拱,(3)桁架(全部由链杆和铰接点组成),(4)刚架(梁柱等全部或部分由刚节点连接而成)(5)组合结构,静定刚架,多层多跨刚架,组合刚架,(6)悬吊结构,第六节 荷载的性质与分类 荷载-作用在结构上的外力。*按作用时间长短分:恒载与活载*按是否有动力效应分:静载与动力荷载*温度变化、地基沉陷、制造误差、材料收缩等因素,从广义上说,也是荷载。,

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