《结构力学》第1章：结构的计算简.ppt

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1、结构力学,欢迎学习,张 毅 主 编董桂花 徐继忠 潘立常 副主编2006年6月,第1章 结构的计算简图,第2章 平面结构体系的几何组成分析,第3章 静定结构的内力分析,第4章 静定结构的位移计算,第6章 位移法,第8章 影响线,第5章 力法,第7章 力矩分配法,结构力学,第1章 结构的计算简图,1.1 结构及其类型,1.2 荷载的分类,1.3 结构的计算简图,1.4 小 结,本章学习要求,掌握结构的基本概念和一般的分类方法。,理解和掌握荷载的概念和类型。,了解结构简化的基本内容和主要过程；掌握将结构抽象并简化为计算简图的基本方法。,1.1 结构及其类型,结构一般有按几何特征分类和按受力特点分类

2、两种方法。,1.何谓结构,在建筑工程中，由建筑材料按照一定方式构成，并能承受荷载作用而起骨架作用的部分，称为建筑工程结构，简称为结构。,2.结构的类型,(1)按几何特征分类,(1)杆系结构 组成杆系结构的构件是杆件。杆件的几何特征是其长度远大于横截面的宽度和高度。,(2)薄壁结构 组成薄壁结构的构件是薄板或薄壳。薄壁结构特征是其厚度远小于其他两尺度的结构。,(3)实体结构 是指三个方向的尺寸大约为同一量级的结构。,(2)按受力特点分类,(1)静定结构 是指利用静力平衡，可以完全确定其支座反力和内力的结构。,(2)超静定结构 指只应用静力平衡不能完全确定支座反力和内力的结构。此结构支座反力和内力

3、计算还必须考虑结构的变形条件，补充变形协调方程才能求解。,3.结构、构件的基本要求,强度是指抵抗破坏的能力。如房屋中的梁、板、柱，在房屋使用时，都不允许发生断裂现象。,(1)强度要求,(2)刚度要求,(3)稳定性要求,(4)经济节约的要求,结构工作时，所承受的外力称为荷载。荷载可分为不同的类型。,(2)集中荷载,(1)分布荷载,如果荷载是连续地作用在整个结构或结构的一部分上，称为分布荷载。,1.2 荷载的分类,1.按荷载作用的范围分类,如果荷载作用在结构上的面积与结构尺寸相比十分微小，这时可认为荷载集中作用于一点上，并称之为集中荷载。,2.按荷载作用的时间长短分类,(1)恒载,(2)活载,3.

4、按荷载作用的性质分类,静荷载是由零缓慢地、逐渐地加到结构上的荷载，它的大小，作用位置和方向不随时间而变化。,动荷载是指大小、作用位置和方向(或其中的一项)随时间而迅速变化的荷载。,(1)静荷载,(2)动荷载,计算简图的确定，是力学计算的基础，极为重要。确定计算简图的原则是：,（1）铰结点。如图1.2所示,(2)考虑主要因素忽略次要因素使计算尽可能的简单。,1.3 结构的计算简图,1.确定计算简图的原则类,(1)计算简图应能反映实际结构的主要受力和变形性能，保证设计上需要的足够精度；,2.平面杆件结构的简化,(1)杆件的简化,(2)结点的简化,图1.2,(2)刚结点。如图1.3所示。,(3)组合

5、结点。如图1.4所示,如图1.3,如图1.4,(1)可动铰支座。图1.5所示,图1.5,(2)固定铰支座。如图1.6所示,(3)支座的简化,图1.6,(3)固定支座如图1.7所示,图1.7,3.平面杆系结构的分类,若结构所有杆件的轴线都在同一平面内，且荷载也作用在此平面内，这样的结构称之为平面杆系结构。平面杆系结构通常分为下列几种。,(1)梁,梁是一种受弯构件，按支座数量和布置又分为单跨梁和多跨梁。,拱是一种杆轴为曲线，且在竖向荷载作用下，会产生水平反力的结构，如图1.9(a)、(b)所示。,2.拱,图1.8 梁,图1.9 拱,4.刚架,桁架由若干直杆组成，各杆相联结处均为铰结点，在结点荷载作

6、用下各杆只产生轴力，如图1.10所示。,图1.10,3.桁架,刚架通常由若干直杆组成，各杆相联结处全部或部分是刚结点，如图1.11所示。,图1.11,组合结构是由桁架杆件和梁等组合而成的结构，如图1.12(a)、(b)所示。,图1.12,5.组合结构,2.结构设计的基本要求是满足强度、刚度、稳定性和经济节约四方面要求。,1.4 小 结,1.建筑工程中，能承受和传递荷载的骨架称为建筑结构，简称为结构。本课程主要学习平面杆系结构中的梁、拱、桁架、刚架和组合结构。,3.荷载是主动作用在结构上的外力。按荷载作用范围可分为分布荷载和集中荷载。按荷载作用时间的久暂，荷载又可分为恒荷载和动荷载。按荷载作用的性质，荷载还分为动荷载和静荷载。,4.结构计算简图一般要参照前人经验慎重选取，对新型结构要经过试验和理论分析，存本去末，才能确定。一般说来，结构都是空间结构，但多数情况下，常略去一些次要空间约束，将实际结构简化为平面结构，使计算变得方便且合理。,