培训课件：结构力学绪论.ppt

§1-1结构力学研究的对象及任务§1-2荷载的分类§1-3结构的计算简图§1-5结构的分类§1-4支座和结点的类型第一章绪论钢结构88层高420m(曾名列亚洲第一、世界第三)上海金贸大厦§1-1结构力学的研究对象及任务如:房屋结构、桥梁结构、特种结构等。大坝结构、建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为工程结构,简称为结构。(钢结构跨径550m):结构+力学几门力学课程研究对象比较:材料力学:研究单个杆件;弹性力学:研究杆件(更精确)、板、壳、及块体等非杆状结构。结构力学:研究由杆件系统(FramedStructure)组成的工程结构,即杆系结构;理论力学:研究质点,质点系,刚体;§1-(2)研究结构在荷载等因素作用下的内力(强度)及位移(刚度)计算。☆强度——结构在外力作用下是否会破坏的问题。(如:桥在火车作用下的内力计算问题)。☆刚度——结构在外力作用下变形是否满足规定值。(如:桥在火车作用下的位移、挠度、转角计算)。(3)研究结构的稳定性及动力荷载作用下的反应。☆稳定性——受压构件在轴向压力作下,能否保持其直线平衡状态。杆件如受压后变弯——失稳(1)研究结构的组成规则和合理形式。§1-1结构力学的研究对象及任务理论分析、实验研究和数值计算三方面。结构力学的计算方法众多,但所有方法都要考虑下列三方面的条件:(1)力系的平衡条件及运动条件;(2)变形的几何连续条件;(3)应力与变形间的物理条件(或称为本构方程)。§1-1结构力学的研究对象及任务荷载:作用在结构上的主动力。例如,结构的自重、水压力、土压力、风载等,在建筑物施工和使用期间,大小、位置会发生变化的荷载。1、按作用时间的长短分类长期作用在结构上的不变荷载(如:结构构件的自重、土压力等)。思考:恒载和活载对结构的影响有何不同?活载:恒载:广义荷载:还包括使结构产生内力的其他因素。例如,温度变化、基础沉陷、材料胀缩等。§1-2荷载的分类在结构上的作用位置是移动的(如:汽车荷载,吊车荷载)。2、按作用位置是否固定分类在结构上的作用位置是固定的(如:恒载、风载、雪载)。固定荷载:移动荷载:§1-2荷载的分类3、按荷载作用的性质分类数量、位置、大小等不随时间变化或变化极为缓慢,不使结构产生显著的振动,因而惯性力的影响可以忽略(如:恒载、雪载)。静力荷载:随时间迅速变化,使结构产生显著振动,因而惯性力的影响不能忽略(如:冲击荷载、地震荷载等。车辆荷载、风荷载在通常的设计中视为静载,但在特殊情况下按动载考虑)。动力荷载:§1-2荷载的分类4、按结构与荷载接触的情况分类荷载不是直接作用而是通过纵横梁系间接地作用于结构(主梁上的荷载)。直接作用于结构上的荷载(纵梁上的荷载)。直接荷载:间接荷载(结点荷载):1、计算简图:将一个具体的工程结构物用一个简化的受力图形来表示。选择计算简图时,要它能反映工程结构物的如下特征:(荷载的大小、方向、作用位置);(构件的轴线、形状、长度);(支座的约束反力性质、杆件连接形式)。选取计算简图的原则:(1)正确反映实际结构的受力情况和主要性能。(2)略去次要因素,便于分析和计算。选取计算简图时应考虑的因素:(1)结构的重要性;(2)设计阶段;(3)计算问题的性质;(4)计算工具。§1-3结构的计算简图对实际结构体系主要进行如下的简化:(1)结构整体的简化(如分解为平面结构);(2)杆件的简化(杆轴表示,荷载作用杆轴);(3)杆件间连接的简化(铰结点、刚结点);(4)结构与基础间连接的简化(支座表示);(5)荷载的简化(集中荷载、分布荷载);(6)材料性质的简化。2、简化方法§1-3结构的计算简图