四川大学结构力学课件第1章绪论蒋玉川

课程类别：必修课学分：6分学时：96考试：闭卷任课教师：蒋玉川2010.8.28《结构力学》 结构力学授课教师：蒋玉川建环学院结构教研室Tel：13658094319ycj01@tom.com 第1章绪论第2章几何组成分析第3章静定结构内力第4章影响线第5章静定结构位移第6章力法第7章位移法第8章渐进法第9章矩阵位移法第10章结构动力计算第11章结构稳定计算第12章塑性分析及极限荷载 第一章绪论（Introduction） 第1章绪论§1.1结构力学的任务§1-2结构的计算简图§1-3结构及荷载的分类 结构：土木工程中，承受和传递载荷并起骨架作用的部分称为结构。构件：结构的组成部分统称为构件。如图中的柱子、基础、屋架等。结构的特点：1.几何不变2.有足够的承载力。§1.1结构力学的任务一、什么是结构力学 理论力学研究刚体，研究力与运动的关系。材料力学研究变形体，研究力与变形的关系。主要研究对象---杆件。结构力学：研究变形体，研究力与变形的关系。主要研究对象---杆系——杆状结构体系。材料力学和结构力学研究的变形体是弹性变形体。二、结构力学的研究对象 杆件：长度比其他两个方向的尺寸大得多的构件。杆系结构：由细长杆组成的系统。薄壁杆：它的几何特征是长、宽、厚三个尺寸都相差很悬殊，即l>>b>>t。二、结构的分类 薄壁结构：由薄板或薄壳组成的系统。其几何特征是宽而薄，即a>>t，b>>t。平面形状的称为板，曲面形状称为壳。实体结构：三个方向的尺寸大约为同量级的结构。第一章绪论板壳实体 五、研究方法理论分析:经典的解析方法;数值计算:以有限单元法为代表的数值方法;实验研究:本课程不涉及.结构力学的基本任务是研究在外力和其它因素作用下结构的内力、变形、动力反应和稳定性，以及结构的组成规律和合理形式。四、结构力学的任务 §1-2结构的计算简图一、力学模型1.分清主次，略去次要因素;2.能反映结构的主要受力和变形的特点。(1)结构的重要性;对重要的结构采用较精确的计算简图，以提高计算的可靠性。反之，可用较粗略的计算简图。(2)设计阶段：在初步设计阶段可使用较粗略的计算简图；在技术设计阶段再使用比较精确的计算简图。(3)计算问题的性质：对结构的静力计算，可使用比较复杂的计算简图；对结构的动力和稳定计算，采用比较简单的计算简图。(4)计算工具：使用的计算工具越先进，采用的计算简图就可以更精确些。 §1-2结构的计算简图1）杆件的简化杆件可以用轴线来表示：原因是：细长杆件可以近似采用平面假定，因此截面上的应力可以由截面上的内力来确定，而内力只与杆件的长度有关，与截面的宽度和高度无关。杆件轴线 §1-2结构的计算简图2）结点的简化杆件与杆件的连接点称为：结点结点的简化分两类：铰结点和刚结点▲铰结点几何特征：各杆可以绕结点自由转动。受力状况：不会引起杆端弯矩。表示方法： §1-2结构的计算简图例如：图示木屋架的结点▲刚结点几何特征：各杆不能绕结点作相对转动。受力状况：由于结点能阻止杆件之间发生相对转角，因此杆端有弯矩、剪力和轴力。 §1-2结构的计算简图表示方法：例如：图示现浇钢筋混凝土框架的结点 §1-2结构的计算简图3）支座的简化对平面结构一般可以简化成以下三种形式：▲可动铰支座只能约束竖向运动的支座称为：可动铰支座表示方法：例如：把梁放在柱顶上，不作任何处理，其支座就可简化成可动铰支座。 §1-2结构的计算简图▲固定铰支座能约束竖向和水平运动的支座称为：固定铰支座表示方法：例如：把屋架放在柱顶上，并与柱顶的预埋件连接，这样的支座可简化成固定铰支座。 §1-2结构的计算简图▲固定支座能约束竖向、水平和转动的支座称为：固定支座表示方法：例如：柱子与基础完全现浇在一起，而且柱子的钢筋插入基础一定距离，那么柱子的支座就可简化成固定支座。 主梁和次梁的连接宜采用简支连接；（其传递荷载为次梁的梁端剪力，并考虑连接的偏心引起的附加弯矩，可不考虑主梁扭转）必要时也可采用刚性连接。主次梁连接（一）简支连接 实例主梁与次梁的铰接连接 主次梁连（二）刚性连接 实例梁与柱的刚接连接高强螺栓钢衬板对接焊缝梁上下翼缘传递弯矩，腹板传递剪力 实例梁与柱铰接连接梁腹板传递竖向剪力 §1-2结构的计算简图4）结构简化 例1.单层厂房结构§1-2结构的计算简图 例2.框架结构纵向横向§1-2结构的计算简图 例3.框架剪力墙结构1.楼板刚度无穷大，楼板平面内只能产生刚体位移;2.刚架和剪力墙均对称布置，竖柱不会产生扭转。剪力墙刚架§1-2结构的计算简图 剪力墙联系梁刚性链杆刚架剪力墙刚架 P1P2例4、吊车梁 吊车梁工程实例格构柱吊车梁 吊车横梁简化均布载荷集中力 例5雨蓬梁qmTq雨蓬梁ІII-I墙体 屋架结构中的拉压杆 例6.屋架0.5PPPP0.5PP 例7.排架 例8.钢筋混凝土楼盖qqPP柱主梁次梁板次梁板主梁 例9.水坝水坝G1G21m 百色电站重力坝坝基稳定性分析模型图 百色重力坝某剖面应力等值线图后处理：等值线 例10.矩形楼板的简化1m1mq2 可见：当L2>L1,则，q1>q2,较大部分荷载沿短边传递。令：当 例11.拱坝的简化计算 (a)ABBA(b)AB(a)(b)AB §1-3荷载的类型1）按分布分▲面荷载如：风荷载、雪荷载、雨荷载、人群荷载、水压力等▲体荷载如：结构自重，温度荷载等▲集中荷载如：集中力、集中力矩等2）按作用在结构上的时间分▲恒荷载如：结构自重和设备重量等▲活荷载如：人群荷载、雪荷载、雨荷载等▲移动荷载如：吊车荷载、汽车荷载、火车荷载 §1-3荷载的类型3）按作用在结构上的效果分▲静荷载如：结构自重和设备重量等▲动荷载如：风荷载、地震荷载、冲击荷载等活载 §1-4结构形式1）梁有简支梁、悬臂梁、曲梁、多跨静定梁和超静定梁等。 §1-4结构形式2）拱有三铰拱、两铰拱、无铰拱等。3）桁架两铰拱三铰拱无铰拱 §1-4结构形式4）刚架5）组合结构 例如：图示斜拉桥按计算方法分：1.静定结构2.超静定结构 平板网架 框架剪力墙 第一章绪论（Introduction）谢谢!