结构力学最全的知识点梳理及学习方法.docx

《结构力学最全的知识点梳理及学习方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结构力学最全的知识点梳理及学习方法.docx（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、结构力学最全的知识点梳理及学习方法第一章绪论1-1构造力学的研究对象和任务一、构造的定义:由基本构件如拉杆、柱、梁、板等根据合理的方式所组成的构件的体系，用以支承荷载并传递荷载起支撑作用的部分。注：构造一般由多个构件联合而成，如：桥梁、各种房屋框架、桁架、单层厂房等。最简单的构造能够是单个的构件，如单跨梁、独立柱等。二、构造的分类：由构件的几何特征可分为下面三类1杆件构造由杆件组成，构件长度远远大于截面的宽度和高度，如梁、柱、拉压杆。2薄壁构造构造的厚度远小于其它两个尺度，平面为板曲面为壳，如楼面、屋面等。3实体构造构造的三个尺度为同一量级，如挡土墙、堤坝、大块基础等。三、课程研究的对象?材料

2、力学以研究单个杆件为主?弹性力学研究杆件更准确、板、壳、及块体挡土墙等非杆状构造?构造力学研究平面杆件构造四、课程的任务1研究构造的组成规律，以保证在荷载作用下构造各部分不致发生相对运动。讨论构造的合理形式，以便能有效地利用材料，充分发挥其性能。2计算由荷载、温度变化、支座沉降等因素在构造各部分所产生的内力，为构造的强度计算提供根据，以保证构造知足安全和经济的要求。3计算由上述各因素所引起的变形和位移，为构造的刚度计算提供根据，以保证构造在使用经过中不致发生过大变形，进而保证构造知足耐久性的要求。1-2构造计算简图一、计算简图的概念：将一个详细的工程构造用一个简化的受力图形来表示。选择计算简图

3、时，要它能反映工程构造物的如下特征：1受力特性荷载的大小、方向、作用位置2几何特性构件的轴线、形状、长度3支承特性支座的约束反力性质、杆件连接形式二、构造计算简图的简化原则1计算简图要尽可能反映实际构造的主要受力和变形特点，使计算结果安全可靠；。2略去次要因素，便于分析和计算三、构造计算简图的几个简化要点1实际工程构造的简化：由空间向平面简化2杆件的简化：以杆件的轴线代替杆件3结点的简化：杆件之间的连接由理想结点来代替1铰结点：铰结点所连各杆端可单独绕铰心自由转动，即各杆端之间的夹角可任意改变。不存在结点对杆的转动约束，即由于转动在杆端不会产生力矩，也不会传递力矩，只能传递轴力和剪力，一般用小

4、圆圈表示。2刚结点：结点对与之相连的各杆件的转动有约束作用，转动时各杆间的夹角保持不变，杆端除产生轴力和剪力外，还产生弯矩，同时某杆件上的弯矩可以以通过结点传给其它杆件。3组合结点半铰：刚结点与铰结点的组合体。4.支座的简化：以理想支座代替构造与其支承物一般是大地之间的连结1可动铰支座：又称活动铰支座、链杆支座、辊轴支座，允许沿支座链杆垂直方向的微小移动。沿支座链杆方向产生一个约束力。2固定铰支座：简称铰支座，允许杆件饶固定铰铰心有微小转动。过铰心产生任意方向的约束力分解成水安然平静竖直方向的两个力。如预制柱插入杯形基础，四周用沥青麻丝填实。3固定支座：不允许有任何方向的移动和转动，产生水平、

5、竖直及限制转动的约束力。4定向支座：又称滑动支座，允许杆件在一个方向上滑动，限制在另一个方向的运动和转动，提供两个约束力。四、构造计算简图示例1-3平面杆件构造和荷载的分类一、平面杆件构造的分类一按构造的受力特点分类1梁：是一种受弯构件，轴线常为一直线水平或斜向，能够是单跨梁，可以以是多跨连续梁，其支座能够是铰支座、可动铰支座，可以以是固定支座。2刚架：由梁和柱组成，具有刚结点。刚架杆件以受弯为主，所以又叫梁式构件。各杆会产生弯矩、剪力、轴力，但以弯矩为主要内力。3桁架：由若干直杆在两端用铰结点连接构成。桁架杆件主要承受轴向变形，是拉压构件。支座常为固定铰支座或可动铰支座，当荷载只作用于桁架结

6、点上时，各杆只产生轴力。4组合构造：由梁式构件和拉压构件构成。即构造中部分是链杆，部分是梁或刚架，在荷载作用下，链杆中往往只产生轴力，而梁或刚架部分则同时还存在弯矩与剪力，5拱：一般由曲杆构成，在竖向荷载作用下有水平支座反力。拱内不仅存在剪力、弯矩，而且还存在轴力。二按几何组成分类1静定构造：由静力平衡条件求解2超静定构造：由静力平衡条件和构造的变形几何条件共同求出。二、荷载的分类荷载是主动作用在构造上的外力，如构造自重、人群、水压力、风压力等。一按作用范围分类1.分布荷载：体荷载面荷载线荷载均布、非均布2.集中荷载：如吊车轮压、汽车荷载等二按作用时间分类1.恒载：永久作用在构造上。如构造自重

7、、永久设备重量。2.活载：暂时作用在构造上。如人群、风、雪及车辆、吊车、施工荷载等。三按作用位置的变化情况分类1固定荷载：作用位置固定不变的荷载，如所有恒载、屋楼面均布活荷载、风载、雪载等。2移动荷载：在荷载作用期间，其位置不断变化的荷载，如吊车荷载、火车、汽车等。四按作用性质分类1静力荷载：荷载不变化或变化缓慢，不会是构造产生显著的加速度，可忽略惯性力的影响。2动力荷载：荷载大小、方向、作用线随时间迅速变化，使构造发生不容忽视的惯性力。例如锤头冲击锻坯时的冲击荷载、地震作用等。1-4构造力学的学习方法一、课程定位：土建工程专业的一门主要技术基础课，在专业学习中有承上启下的作用二、学习方法1注

8、意理论联络实际，为后续专业课的学习打基础2注意把握分析方法与解题思路3注意对基本概念和原理的理解，多做习题第二章平面体系的几何组成分析2-1概述一、研究体系几何组成的目的1.前提条件：不考虑构造受力后由于材料的应变而产生的微小变形，即把组成构造的每根杆件都看作完全不变形的刚性杆件。2.几何不变体系：在荷载作用下能保持其几何形状和位置都不改变的体系。几何可变体系：在荷载作用下不能保持其几何形状和位置都不改变的体系。注意：建筑构造必须是几何不变的。3研究体系几何组成的目的1研究几何不变体系的组成规律，用以断定一构造体系能否可作为构造使用；2明确构造各部分在几何组成上的互相关系，进而选择简便合理的计

9、算顺序；3断定构造是静定构造还是超静定构造，以便选择正确的构造计算方法。二、相关概念1刚片：假想的一个在平面内完全不变形的刚性物体叫作刚片。注：1在平面杆件体系中，一根直杆、折杆或曲杆都能够视为刚片，并且由这些构件组成的几何不变体系可以视为刚片。地基基础可以视为一个大刚片。2刚片中任意两点间的距离保持不变，所以可由刚片中的一条直线代表刚片。2.自由度1自由度的概念：体系运动时，用以确定体系在平面内位置所需的独立坐标数。2一个点：在平面内运动完全不受限制的一个点有2个自由度。一个刚片：在平面内运动完全不受限制的一个刚片有3个自由度。注：由以上分析可见，凡体系的自由度大于零，则是能够发生运动的，位

10、置是能够改变的，即都是几何可变体系。3.约束1定义：又称联络，是体系中构件之间或体系与基础之间的联合装置。限制了体系的某些方向的运动，使体系原有的自由度数减少。也就是讲约束，是使体系自由度数减少的装置。2约束的类型：链杆、铰结点、刚结点图1链杆：一根单链杆或一个可动铰一根支座链杆具有个约束，如图a。单铰结点：一个单铰或一个固定铰支座两个支座链杆具有2个约束,如图b。单刚结点：一个单刚结点或一个固定支座具有3个约束，如图c。单约束：连接两个物体的约束叫单约束。复约束：连接3个含3个以上物体的约束叫复约束。1复铰结点：若一个复铰上连接了N个刚片，则该复铰具有2(N-1)个约束，等于(N-1)个单铰的作用。2复刚结点：若一个复刚结点上连接了N个刚片，则该复刚结点具有3(N-1)个约束，等于(N-1)个单刚结点的作用。3必要约束：使体系自由度数减少为零所需的最少约束。多余约束：体系上约束数目大于体系的自由度数目，则其差值就是多余约束。4.实铰与虚铰1实铰的概念：由两根直接相连接的链杆构成。2虚铰的概念：虚铰是由不直接相连接的两根链杆构成的。虚铰的两根链杆的杆轴能够平行、穿插，或延长线交于一点。3虚铰的作用：当两个刚片是由有交汇点的虚铰相连时，两个刚片绕该交点瞬时中心，简称瞬心作相对转动。从微小运动角度考虑，虚铰的作用相当于在瞬时中心的一个实铰的