结构力学复习要点知识大纲pdf.doc

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1、构造力学大纲总的说来，学习构造力学必须注意以下三个问题：1、平面杆件体系的几何构成分析，只有具备了根本的几何构成分析能力，才会判断一个杆件系统是否结构，是静定构造还是超静定构造，哪些是多余约束。几何构成分析是“搭杆件，而构造计算是“拆杆件，知道怎样“搭构造才能正确、简便地“拆构造，计算构造内力和变形。2、在构造力学的学习中必须结实建立“平衡的思想，使“平衡成为一种潜意识，构造整体是平衡的，任何一个结点、一个杆件、几个杆件的集合体都是平衡的，都可用截面法取出隔离体建立平衡方程。必须熟练地运用平面力系的平衡方程，平衡方程记住并不困难，重要的是熟练灵活地运用。3、静定构造内力分析必须过关，并且比拟熟

2、练，静定构造的内力分析是最根本的技能。整个构造力学一环扣一环，静定构造内力分析是静定构造位移计算的根底，而静定构造内力和位移计算又是力法的 根底，力法又是位移法的根底，位移法又是力矩分配法的根底，固定荷载下构造计算又是移动荷载下结 构计算的根底。第一章 绪论本章复习内容： 构造、构造计算简图、铰结点、刚结点、滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座等根本概念。1、首先必须深刻理解构造、构造计算简图的概念。构造力学中的概念，都可在理解的根底上用自己的语言表达，不必死记教材上的原话，所谓理解概念，就是弄清其目的、条件、实现目的的手段、适用场合等。构造是建筑物中承载的骨架局部，本课程研究的是狭义的构造，

3、即杆件构造。实际的构造是很复杂的，完全按照构造的实际情况进展力学分析是不可能的可以断言，即使许多年后 科学更兴旺，100按照构造的实际情况进展力学分析仍然是不可能的！因为构造的复杂性是无穷尽的，科学的开展是无止境的，也是不必要的次要因素的影响较小，抓住主要因素即可满足工程误差要求。因此，对实际构造去掉不重要的细节，抓住其本质的特点，得到一个理想化的力学模型，用一个简化的图形来代替实际构造，就是构造计算简图。获得构造计算简图没有现成的公式可以套用，必须发挥研究者和工程师的智慧正是在这点上表达他们 水平的上下，经过长期研究和实践，他们总结出以下 6 方面的简化要点：构造体系的简化由空间到平面；杆件

4、的简化用轴线代替杆；杆件间连接的简化构造内部结点的简化；构造与根底间连接的简化构造外部支座的简化；材料性质的简化杆件材料物理力学特性的简化；荷载的简化构造受外部作用的简化2、对支座的位移限制、约束反力的认识非常重要，因为土木工程构造都是非自由体，不可防止要处理各 种支座。特将本课程中常见的 4 种支座归纳如下：固定支座或固定端位移限制：最严格u = v = q = 0约束反力：3 个分量MXX ,Y , MY去掉对转动的限制铰支座位移限制：平动位移为零 u = v = 0约束反力：2 个分量X X ,Y Y去掉对某方向平动的限制去掉对某方向平动的限制定向支座也称滑动支座位移限制：v = q =

5、 0u = q = 0约束反力：2 个分量MMXY去掉对转动的限制滚轴链杆支座位移限制：v = 0约束反力：1 个分量 Y第二章 平面杆件体系的几何构成分析u =X在绪论之后，第二章并没有一头扎进去计算各种构造，因为构造是多个杆件组成的系统，必须对此杆件 系统进展几何构成分析，是否能作为构造承载，假设是构造，它是怎样“搭成的，为正确、简便地“拆结构进展分析打下根底。正如前面所述，本章非常重要，是构造力学分析的重要根底。本章复习内容：深刻理解几何不变体系、刚片、自由度、约束、瞬铰、多余约束、二元体、瞬变体系等根本概念，深刻理解几何不变体系的组成规律；熟练掌握用几何不变体系的组成规律对平面杆件体系

6、作几何构成分析。 教材上的“平面杆件体系的计算自由度不作要求，可以不学。1、首先必须深刻理解几个根本概念，这几个概念层层递进。几何不变体系：不计材料应变情况下，体系的位置和形状不变。在几何构成分析中与荷载无关，各个杆件都是刚体。刚片：形状不变的物体，也就是刚体。 在几何构成分析中，刚片的选取非常重要，也非常灵活，可大可小，小至一根杆，大至地基根底，皆可 视为刚片。自由度：体系运动时可以独立改变的坐标的数目。 在平面内，一点有 2 个自由度，一刚片有 3 个自由度。 约束：减少自由度的装置。 一根链杆或链杆支座相当于 1 个约束；一个铰或铰支座相当于 2 个约束，注意两根链杆和一个铰在约束方面的

7、功能完全可等同，可根据几 何构成分析的需要相互转换，另外注意瞬铰的概念，两根链杆直接铰接在一点，该点可视为实铰，两根 链杆延长后相交在一点，该点那么是瞬铰，一个瞬铰也相当于 2 个约束，两根链杆假设平行，瞬铰在平行方 向的无穷远处； 一个刚结点或固定端相当于 3 个约束。多余约束：增加一个约束，体系的自由度并不减少，该约束就是多余约束。 注意一个约束是否多余约束，必须视必要约束而定。只有必要约束确定后才能确定多余约束，不能直接 说哪个约束是多余约束。2、必须深刻理解几何不变体系的组成规律。教材上列出 4 个规律，其实根本的规律只有一个，就是三角 形规律，即小学数学就传授的“三角形是稳定的。三角

8、形规那么三根链杆两两铰接形成三角形，那么几何不变，无多余联系。将其中一根链杆视 刚片 将其中两根链杆视为刚 将其中三根链杆视为刚片二元体法那么即教材上的规律 1等价的说法：连续增两刚片法那么即教材三刚片法那么即加或去掉假设干二元上的规律 1 和规律 4教材上的规律 3体，不改变原来局部的几何不变性。注意两刚片法那么、三刚片法那么中的铰与两根链杆可互相替换；注意二元体法那么、两刚片法那么、三刚片法 那么中“三铰不共线、“三链杆不互相平行或相交于一点的条件，假设不满足，那么为瞬变体系。3、给大家推荐几何构成分析的根本思路和步骤 假设有根底，首先看根底以外局部与根底的联系数：等于 3，那么只分析根底

9、以外局部，假设几何不变，那么整 体几何不变，假设几何可变，那么整体几何可变；不等于 3，那么须将根底作为一个刚片来分析；观察是否有二元体，剔除所有的二元体；从根本的刚片特别是铰接三角形出发，不断地扩大刚片，用两刚片法那么或三刚片法那么来分析，有些杆件较多的体系可能须屡次运用两刚片法那么或三刚片法那么来分析。在分析中，选刚片时要注意利用体系的对称性，另外所有的杆件必须用完，不能遗漏。另外，做几何构成分析的习题，不必长篇大论，话不在多，在于说到点子上，推荐大家采用图解的方式，简明扼要，如下例所示。例题 1：分析下列图体系的几何构成。DECFABG解：根底以上局部与根底用三根链杆相连，只分析根底以上

10、局部，CA NDFGEBM铰接三角形 ADC 作为刚片与、与、与分别由铰 D、瞬铰 M、瞬铰 N 相连，三铰不共线铰接三角形 BDE 作为刚片原体系几何不变，无多余联系链杆 FG 作为刚片第三章 静定构造的受力分析三刚片法那么本章计算梁、刚架、三铰拱、桁架、组合构造这 5 种静定平面构造的内力，并画出必要的内力图，是结 构力学的另一重要根底。要学好本章，首先必须建立以下认识： 千万不能轻视本章，认为静定构造的内力计算仍然是利用截面法和静力学的平衡方程，没什么新东西，其实根本的东西就那么几点，记住几点根本的东西并不难，难就难在灵活自如地运用。 本章将从材料力学中单根杆内力计算过渡到杆件系统的内力

11、计算，这是一个质的飞跃。完成这个过渡 的工具就是上一章的几何构成分析，计算(“拆)顺序与构造“搭顺序相反。 在本章中要深化对“平衡的认识，静定构造的内力计算就是始终与平衡打交道，构造整体是平衡的，任何一个结点、一根杆、一个局部都是平衡的，尤其是结点的平衡，有助于我们从一根杆过渡到另一根杆计算内力，将各根杆串成杆件构造。本章复习要求：深刻理解：轴力、剪力、弯矩、三铰构造、三铰拱、桁架、简单桁架、联合桁架、组合构造等根本概念；由弯矩、剪力、载荷集度微分关系导出的杆件内力特点，多跨静定梁的几何构成与内力特点，刚架中刚结点的平衡特点，刚架内力图的特点，梁和刚架、三铰拱与桁架、组合构造的内力承载特点；熟

12、练掌握：截面法求指定截面的内力，分段叠加法画弯矩图，由弯矩、剪力、载荷集度微分关系画剪力图，简单刚架、主从刚架、三铰刚架的内力计算，桁架中零杆的判断，结点法和截面法求桁架杆件的轴力，静定组合构造的内力计算。1、关于截面内力的定义材料力学中定义了轴力、扭矩、剪力、弯矩等四种内力，在构造力学中根本上只涉及轴力、剪力、弯矩：链杆二力杆的任一截面只有轴力，以受拉为正与材力中一样；梁式杆的任一截面有轴力、剪力、弯矩三种内力，剪力以使隔离体顺时针转为正与材力中一样,与材力中使梁下部受拉为正不同，弯矩不规定正负号因为结力中有各种方位的杆，而是根据截面法求出的弯矩判断哪侧受拉，在弯矩图中画在受拉一侧。2、关于

13、截面法截面法是求所有平面构造不管何种承载方式、不管静定或超静定的指定截面内力的通用方法。请大 家记住用 6 个字概括的截面法的 3 个步骤：截开：用假想的截面平面或曲面将构造在指定截面处完全切开，取出一局部作为隔离体研究对象。代替：先画出隔离体受到的荷载，再将去掉局部对隔离体的作用效果用相应的约束反力支座反力和内力代替并画出，方向可假设，实际方向由求出的约束反力的正负号确定。平衡：对隔离体列出平衡方程，求出内力。3、由弯矩、剪力、载荷集度微分关系导出的杆件内力特点在材力中得到了弯矩 M 、剪力 Q 、分布载荷集度 q 间的连锁微分关系：dM= Q,dQ= qdxdx根据此关系，任一根杆以水平杆

14、为例的内力图的特点可总结如下：荷载情况弯矩图特点剪力图特点无荷载作用斜直线水平直线均布荷载 q 作用二次抛物线，凸的方向与 q 方向斜直线一样集中力作用截面处有尖点，尖的集中力作用截面处有突变台阶，从集中力 P作用x 正向看台阶升降方向与 P 的方向相方向与P 的方向一样同，台阶升降值为 P集中力偶m作用集中力偶作用截面处有突变，突集中力偶作用截面处仍然光滑变值为m上表列出的特点有助于速画及检查弯矩图、剪力图，记住它们并不难，关键是时时处处熟练、灵活地运用，要形成一种下意识的条件反射，看到某根杆的荷载情况，就在脑海中形成弯矩图、剪力图的形状。4、关于分段叠加法画弯矩图在材力中一般用列弯矩方程画

15、弯矩图，在构造力学中制止大家用列弯矩方程画弯矩图！因为结力中杆件多、荷载复杂，用列弯矩方程画弯矩图将烦不胜烦，建议大家用分段叠加法画弯矩图：根据杆上荷载情况将杆分为假设干段；用截面法求控制截面不同节段的过渡截面的弯矩；在轴线上将弯矩标在受拉一侧，然后分段连线：对无荷载作用的区段，直接连实线，对有均布荷载作用的区段，先用虚线连接，然后叠加上与区段长度一样的简支梁受均布荷载作用的抛物线注意是纵坐标的叠加，而不是图形的简单叠加。5、由弯矩、剪力、载荷集度微分关系画剪力图与分段叠加法画弯矩图类似，根据杆上荷载情况将杆分为假设干段；用截面法求控制截面的剪力；在轴线上按正负号将剪力标在杆的两侧，然后分段连成实线。一般地，从杆的一端开场，逐段推进，无荷载区段画与杆轴平行的直线，在集中力作用处用台阶过渡，均布荷载区段那么求出两端控制截面的剪力，连成斜线。6、多跨静定梁的几何构成与内力特点几何构成特点：分级根本局部，第一级附属局部，第 二级附属局部多跨静定梁的 内力特点：某一级上受荷载作用，在该级和高于该级的 局部才有内力，低于该级的局部无内力。计算顺序：与几何构造顺序相反，从低级到高级。7、刚结点的变形与平衡特点