清华大学结构力学第一章ppt课件.ppt

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1、1,2,电子版教材编者,张玉良 辛克贵 须寅,3,目录,结构力学(I),第一章 绪论,第二章 平面体系的几何构造分析,第三章 静定结构的受力分析,第五章 影响线,第六章 静定结构的位移计算,第七章 力法,第八章 位移法,第九章 渐近法,4,结构力学(II),第十 章 矩阵位移法,第十三章 结构的动力计算,第十五章 结构的塑性分析与极限荷载,目录,结构力学教程(I)、(II),龙驭球 包世华 主编,龙驭球 包世华 匡文起 袁驷 编著,高等教育出版社,5,第一章 绪 论,1-2 结构计算简图,1-1 结构力学的内容和学习方法,6,1-1 结构力学的内容和学习方法,一、结构,建筑物或构筑物中承受、传

2、递荷载而起骨架作用的部分称为结构。如：房屋中的框架结构、桥梁、大坝等。,7,万里长城,8,天安门城楼,9,国家大剧院,10,三峡大坝,11,印度泰姬陵,12,意大利比萨斜塔,13,凯旋门,14,埃菲尔铁塔,15,吉隆坡石油双塔,16,桥梁,17,赵州桥,18,青马大桥,19,旧金山大桥,20,二、结构分类,1. 杆系结构,钢结构梁、柱,杆件长度l远大于横截面尺寸b、h。,21,埃菲尔铁塔,22,2. 板壳结构,悉尼歌剧院,厚度远小于其长度与宽度的结构,23,清华大礼堂,24,3. 实体结构,长、宽、高三个尺寸相近的结构,三、结构力学研究的对象和内容,1. 研究对象,2. 研究内容,如：梁、桁架

3、、刚架、拱及组合结构等。,由细长杆件构成的体系平面杆系结构。,平面杆件体系的几何构造分析；,讨论结构的强度、刚度、稳定性、动力反应以及结构极限荷载的计算原理和计算方法等。,25,强度计算在于保证结构物使用中的安全性，并符合经济要求。,刚度计算在于保证结构物不会产生过大的变形从而影响使用。,稳定性验算在于保证结构不会产生失稳破坏。,几何构造分析主要是讨论几何不变体系的组成规律，因为只有几何不变体系才能作为结构来使用。,26,极限荷载的求解是为了充分发挥结构的承载能力，由讨论结构的弹性计算转变为塑性计算。,27,1-2 结构计算简图,一、支座和支座反力,1. 固定支座,A,B,实际形状,工程实例,

4、支座定义：把结构与基础联结起来的装置。,28,简图：,特点：,1) 结构在支座截面不产生线位移和转角；,2) 支座截面有反力矩以及x、y方向的反力。,29,2. 固定铰支座,特点：,1) 结构在支座截面可以绕圆柱铰A转动；,2) x、y方向的反力通过铰A的中心。,实际形状,30,3. 辊轴支座,特点：,1) 杆端A产生垂直于链杆方向的线位移；,2) 反力沿链杆方向作用，大小未知。,31,4. 滑动支座（定向支座）,特点：,1）杆端A无转角，不能产生沿链杆方向的线位移，可以产生垂直于链杆方向的线位移；,2）杆端存在反力矩以及沿链杆方向的反力。,实际构造,32,二、几种杆系结构,1. 梁,1）单跨

5、梁,2）多跨梁,梁的特点：,梁的轴线通常为直线，水平梁在竖向荷载作用下，截面存在弯矩和剪力。,33,2. 刚架,静定刚架,超静定刚架,刚架的特点：,1）刚架通常由梁和柱等直杆组成，杆件间的结点多为刚结点；,2）荷载作用下杆件截面存在弯矩、剪力和轴力。,34,3. 拱,拱的特点：,2) 水平推力大大改变了拱的受力特性。,1) 拱的轴线为曲线，在竖向荷载作用下支座有水平推力 （见图)；,35,4. 桁架和组合结构,静定桁架,超静定桁架,组合结构,36,特点：,1) 桁架由直杆组成，所有结点都是铰结点，当荷载作用于结点时，各杆只受轴力；,2) 组合结构则是由梁式杆和链杆组成，其中梁式杆以受弯为主，内

6、力不仅有轴力，还有弯矩、剪力。,三、 荷载,按荷载作用时间长短可分为：,恒载永久作用在结构上的荷载。如自重等。,活载荷载有时作用在结构上，有时又不作用在结构上。如：楼面活荷载，雪荷载。,37,2. 按荷载作用位置可分为：,固定荷载作用位置不变的荷载，如自重等。,移动荷载荷载作用在结构上的位置是移动的，如吊车荷载、桥梁上的汽车和火车荷载。,3. 按荷载作用的性质可分为：,静荷载荷载的大小、方向、位置不随时间变化或变化很缓慢的荷载。恒载都是静荷载。,动荷载 荷载的大小、方向随时间迅速变化，使结构产生显著振动，结构的质量承受的加速度及惯性力不能忽略。化爆和核爆炸的冲击波荷载、地震荷载等都是动力荷载。,38,四、线性变形体系,若体系产生符合约束条件的微小连续变形，材料服从虎克定理，则该体系称为线性变形体系，可以用叠加原理求结构的内力和变形。,1.微小连续变形,2.材料服从虎克定律,变形与杆件尺寸相比很小，结构变形后几何尺寸无变化，荷载位置及作用线不变，变形符合支座约束条件。,即应力应变满足关系式： 。,