结构力学(绪论.doc

结构力学的研究内容一、结构的概念建筑物和工程设施中,起主要受力、传力及支承作用的骨架部分。二、结构的分类1、按构件的几何特征分为:杆系结构(空间或平面);板壳(薄壁:薄板、薄壳)结构;实体结构。(1)杆系结构:由杆件组成。几何特征:横截面<<<2>、板壳(薄壁:薄板、薄壳)结构几何特征:厚度<<<3>、实体结构几何特征:、按结构型式划分为:砖混结构、框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构等;3、从建筑材料划分:砖石结构、混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢结构、木结构、组合结构等;4、从空间角度划分:平面结构、空间结构等;三、《结构力学》研究的对象理论力学:刚体材料力学:变形体(单个杆件:简支梁、悬臂梁、伸臂梁)结构力学:变形体(平面杆系结构:多跨梁、桁架、刚架、组合结构、拱)四、《结构力学》研究的内容<1>研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产生的内力(强度计算);<2>研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产生的变形(刚度计算);<3>分析平面杆系结构的稳定性;<4>探讨平面杆系结构的组成规律及合理形式(几何构造分析);结构力学应用举例说明:①设计思路②钢筋混凝土悬臂梁,只考虑自重,钢筋应该配在上部,还是下部?为什么?③脚手架(超静定桁架) 结构的计算简图结构计算简图在结构计算中,用以代替实际结构,并反应实际结构主要受力和变形特点的计算模型。二、结构计算简图的简化原则选取的原则是:1、要从实际出发2、要分清主次既要尽可能正确反映结构的实际工作状态,又要尽可能使计算简化。计算简图不是唯一的:根据不同的要求和具体情况,对于同一实际结构也可选取不同的计算简图。例如:初步设计阶段,可选取比较粗略的计算简图,施工图设计阶段,则可选取较为精确的计算简图;用手算时,可选取较为简单的计算简图,用电算时,则可选取较为复杂的计算简图。三、实际杆件结构的简化1、杆件体系的简化实际工程结构都是空间结构,在大多数情况下,常可忽略一些次要的空间约束而将其分解为平面结构,使计算得到简化。本书主要讨论平面杆件结构的计算问题。2、杆件(几何形式)的简化无论是直杆或曲杆,均可以其轴线(截面形心的连线)代替杆件,而将杆轴线形成的几何轮廓来代替原结构。约束的简化体系运动时可以独立改变的座标的数目,称为该体系的自由度。平面内一个点的自由度为2,(a)所示;平面内一个刚片的自由度为3。刚片:体系的几何组成分析不考虑材料的应变,任一杆件(或体系中一几何不变部分)均可看为一个刚体,一个平面刚体称为一个刚片。(a)点(b)(或联系)。可以减少1个自由度的装置是1个约束。约束分内部约束和外部约束。支座为外部约束,节(结)点为内部约束。①支座的简化:(1)活(滑)动铰支座(轴支座、辊轴支座)(2)固定铰支座(不动铰支座)(3)固定支座(4)定向支座(滑动支座,双链杆支座)(5)弹性支座其约束力的个数和方向如下图所示:②连接结点的简化结构中的结点也称之为内部约束,可简化为链杆、铰结点、刚结点、组合结点。(链杆)(支杆)一个链杆可以提供一个