清华大学结构力学学习教案.pptx

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1、会计学1清华大学清华大学(qn hu d xu)结构力学结构力学第一页，共38页。2电子版教材(jioci)编者张玉良 辛克贵 须寅第1页/共38页第二页，共38页。3目录(ml)结构力学(I)第一章 绪论(xln)第二章 平面体系(tx)的几何构造分析第三章 静定结构的受力分析第五章 影响线第六章 静定结构的位移计算第七章 力法第八章 位移法第九章 渐近法第2页/共38页第三页，共38页。4结构力学(II)第十 章 矩阵(j zhn)位移法第十三章 结构的动力(dngl)计算第十五章 结构的塑性(sxng)分析与极限荷载目录结构力学教程(I)、(II)龙驭球 包世华 主编龙驭球 包世华 匡文

2、起 袁驷 编著高等教育出版社第3页/共38页第四页，共38页。5第一章 绪 论1-2 结构(jigu)计算简图1-1 结构力学的内容(nirng)和学习方法第4页/共38页第五页，共38页。61-1 结构力学的内容和学习(xux)方法一、结构(jigu)建筑物或构筑物中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。如：房屋(fngw)中的框架结构、桥梁、大坝等。第5页/共38页第六页，共38页。7万里长城(wn l chng chng)第6页/共38页第七页，共38页。8天安门城楼第7页/共38页第八页，共38页。9国家大剧院 第8页/共38页第九页，共38页。10三峡大坝第9页/共38页第十页，

3、共38页。11印度(yn d)泰姬陵第10页/共38页第十一页，共38页。12意大利比萨斜塔(b s xi t)第11页/共38页第十二页，共38页。13凯旋门第12页/共38页第十三页，共38页。14埃菲尔铁塔第13页/共38页第十四页，共38页。15吉隆坡石油(shyu)双塔第14页/共38页第十五页，共38页。16 桥梁(qioling)第15页/共38页第十六页，共38页。17赵州桥第16页/共38页第十七页，共38页。18青马(qn m)大桥第17页/共38页第十八页，共38页。19旧金山大桥(d qio)第18页/共38页第十九页，共38页。20二、结构(jigu)分类1.杆系结构

4、(jigu)钢结构梁、柱杆件长度(chngd)l远大于横截面尺寸b、h。第19页/共38页第二十页，共38页。21埃菲尔铁塔第20页/共38页第二十一页，共38页。222.板壳结构(jigu)悉尼歌剧院厚度远小于其长度(chngd)与宽度的结构第21页/共38页第二十二页，共38页。23清华(qn hu)大礼堂第22页/共38页第二十三页，共38页。243.实体(sht)结构长、宽、高三个尺寸相近(xin jn)的结构三、结构力学研究(ynji)的对象和内容1.研究对象2.研究内容如：梁、桁架、刚架、拱及组合结构等。由细长杆件构成的体系平面杆系结构。平面杆件体系的几何构造分析；讨论结构的强度、

5、刚度、稳定性、动力反应以及结构极限荷载的计算原理和计算方法等。第23页/共38页第二十四页，共38页。25 强度计算在于保证结构物使用中的安全性，并符合(fh)经济要求。刚度计算在于(ziy)保证结构物不会产生过大的变形从而影响使用。稳定性验算在于(ziy)保证结构不会产生失稳破坏。几何构造分析主要是讨论几何不变体系的组成规律，因为只有几何不变体系才能作为结构来使用。第24页/共38页第二十五页，共38页。26 动力分析是研究结构的动力特性以及在动荷载作用下的动力反应 结构受到的地震力、位移、速度、加速度及动内力等。极限荷载(hzi)的求解是为了充分发挥结构的承载能力，由讨论结构的弹性计算转变

6、为塑性计算。第25页/共38页第二十六页，共38页。271-2 结构(jigu)计算简图一、支座(zh zu)和支座(zh zu)反力1.固定(gdng)支座AB实际形状工程实例支座定义：把结构与基础联结起来的装置。第26页/共38页第二十七页，共38页。28简图：特点(tdin)：1)结构在支座(zh zu)截面不产生线位移和转角；2)支座截面有反力矩(l j)以及x、y方向的反力。第27页/共38页第二十八页，共38页。292.固定(gdng)铰支座特点(tdin)：1)结构在支座(zh zu)截面可以绕圆柱铰A转动；2)x、y方向的反力通过铰A的中心。实际形状AA第28页/共38页第二十

7、九页，共38页。303.辊轴(n zhu)支座特点(tdin)：1)杆端A产生垂直于链杆方向(fngxing)的线位移；2)反力沿链杆方向作用，大小未知。AA第29页/共38页第三十页，共38页。314.滑动(hudng)支座（定向支座）特点(tdin)：1）杆端A无转角，不能产生(chnshng)沿链杆方向的线位移，可以产生(chnshng)垂直于链杆方向的线位移；2）杆端存在反力矩以及沿链杆方向的反力。实际构造AAA第30页/共38页第三十一页，共38页。32二、几种(j zhn)杆系结构1.梁1）单跨梁超静定梁 静定梁2）多跨梁静定多跨梁连续梁梁的特点(tdin)：梁的轴线通常为直线，水

8、平梁在竖向荷载作用下，截面(jimin)存在弯矩和剪力。第31页/共38页第三十二页，共38页。332.刚架静定(jn dn)刚架超静定(jn dn)刚架刚架的特点(tdin)：1）刚架通常由梁和柱等直杆组成，杆件间的结点多为刚结点；2）荷载作用下杆件截面存在弯矩、剪力和轴力。第32页/共38页第三十三页，共38页。343.拱拉杆拱拉杆无铰拱三铰拱拱的特点(tdin)：2)水平推力大大改变(gibin)了拱的受力特性。1)拱的轴线为曲线，在竖向荷载作用下支座有水平推力 （见图)；第33页/共38页第三十四页，共38页。354.桁架和组合(zh)结构静定(jn dn)桁架超静定(jn dn)桁架

9、组合结构第34页/共38页第三十五页，共38页。36特点(tdin)：1)桁架(hngji)由直杆组成，所有结点都是铰结点，当荷载作用于结点时，各杆只受轴力；2)组合结构则是由梁式杆和链杆组成，其中(qzhng)梁式杆以受弯为主，内力不仅有轴力，还有弯矩、剪力。三、荷载1.按荷载作用时间长短可分为：恒载永久作用在结构上的荷载。如自重等。活载荷载有时作用在结构上，有时又不作用在结构上。如：楼面活荷载，雪荷载。第35页/共38页第三十六页，共38页。372.按荷载(hzi)作用位置可分为：固定荷载作用(zuyng)位置不变的荷载，如自重等。移动(ydng)荷载荷载作用在结构上的位置是移动(ydng

10、)的，如吊车荷载、桥梁上的汽车和火车荷载。3.按荷载作用的性质可分为：静荷载荷载的大小、方向、位置不随时间变化或变化很缓慢的荷载。恒载都是静荷载。动荷载 荷载的大小、方向随时间迅速变化，使结构产生显著振动，结构的质量承受的加速度及惯性力不能忽略。化爆和核爆炸的冲击波荷载、地震荷载等都是动力荷载。第36页/共38页第三十七页，共38页。38四、线性变形(bin xng)体系 若体系产生符合约束条件的微小连续变形，材料(cilio)服从虎克定理，则该体系称为线性变形体系，可以用叠加原理求结构的内力和变形。1.微小(wixio)连续变形2.材料服从虎克定律 变形与杆件尺寸相比很小，结构变形后几何尺寸无变化，荷载位置及作用线不变，变形符合支座约束条件。即应力应变满足关系式：。第37页/共38页第三十八页，共38页。