《概念结构力学》PPT课件.ppt
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1、十大关系十大关系-课程阶段总结课程阶段总结 概念结构力学概念结构力学1.强与弱的关系强与弱的关系在机制公平条件下,在机制公平条件下,强者强者承担承担更多更多荷载荷载。概念结构力学概念结构力学概念结构力学概念结构力学解释解释:强弱强弱,指支座约束的强弱指支座约束的强弱.机制公平机制公平,是指是指ACAC与与BDBD线刚线刚度相同。图中度相同。图中CDCD线刚度为无穷大线刚度为无穷大.实际上实际上,CD,CD刚度为任一值刚度为任一值,结论不变。结论不变。概念结构力学概念结构力学理论上,支座的水平反力与梁刚度有关。理论上,支座的水平反力与梁刚度有关。当梁刚度变化下当梁刚度变化下,如果你计算出两个不同
2、的两个不同的VA,请不要慌张。请不要慌张。概念结构力学概念结构力学梁柱刚度比例梁柱刚度比例-2倍倍概念结构力学概念结构力学梁柱刚度比例梁柱刚度比例10倍倍概念结构力学概念结构力学梁柱刚度比例梁柱刚度比例2000倍倍概念结构力学概念结构力学梁的刚度增加,梁的刚度增加,更有利于水平荷载传递到强壮支座上。更有利于水平荷载传递到强壮支座上。看!VA减小了!概念结构力学概念结构力学因此,这里涉及一个传导机制问题因此,这里涉及一个传导机制问题o梁刚度越大梁刚度越大,传导水平力的机制越好,支,传导水平力的机制越好,支座座B的强,越能够发挥作用;的强,越能够发挥作用;o如果梁刚度越小,传导机制越差,支座强如果
3、梁刚度越小,传导机制越差,支座强的能力显现不出来,的能力显现不出来,VA,与与VB的差别越小。的差别越小。o这正如。这正如。概念结构力学概念结构力学中央有个好政策,中央有个好政策,o由于由于中层干部中层干部故意曲解误解,导致下层执故意曲解误解,导致下层执行结果的偏差。行结果的偏差。o不过要记住,结构力学中的偏差,没有不过要记住,结构力学中的偏差,没有社社会生活会生活中的偏差中的偏差那么大!那么大!概念结构力学概念结构力学2.刚与柔的关系刚与柔的关系在机制公平条件下,在机制公平条件下,刚者刚者承担承担更多更多荷载。荷载。概念结构力学概念结构力学解释解释:刚与柔是指杆件体系的抗弯抗剪线刚度。线刚度
4、大者,刚;线刚度小者,柔。这里没有绝对的标准,只是比较而言。本图中,BD线刚度是AC线刚度的2倍,那末,VB是VA的两倍。机制十分公平。柱与柱比较柱与柱比较概念结构力学概念结构力学当梁柱刚度比不断增大,当梁柱刚度比不断增大,反弯点不断下移反弯点不断下移,直到最后直到最后稳定在柱子稳定在柱子中点中点。因此,刚柔是相对的,不是绝对的!因此,刚柔是相对的,不是绝对的!柱与梁比较柱与梁比较概念结构力学概念结构力学概念结构力学概念结构力学当梁的刚度无穷大的时候,三根柱子的最大弯矩与支座剪力当梁的刚度无穷大的时候,三根柱子的最大弯矩与支座剪力完全一样;但是,完全一样;但是,一般条件下,中间柱子弯矩与剪力最
5、大一般条件下,中间柱子弯矩与剪力最大。请注意实际反弯点与水平刚度无穷大反弯点的细小差距。请注意实际反弯点与水平刚度无穷大反弯点的细小差距。概念结构力学概念结构力学刚柔搭配要得当,配合不协调,刚柔搭配要得当,配合不协调,刚者不能发挥作用刚者不能发挥作用概念结构力学概念结构力学3 3.曲与直曲与直力的自然属性是尽快入土为安。因此,力的自然属性是尽快入土为安。因此,只要有可能只要有可能,主要传力路径,就是接地的直杆;,主要传力路径,就是接地的直杆;承受剪力的直杆必然有承受剪力的直杆必然有连续连续的弯曲变形的弯曲变形。概念结构力学概念结构力学力的最短传递路径力的最短传递路径朋友们朋友们,再见再见,我直
6、接我直接下地狱了下地狱了概念结构力学概念结构力学没有可能直接下地!没有可能直接下地!支座绝对没有水平反力形式上不对称,实质上对称,因为荷载特殊。形式上不对称,实质上对称,因为荷载特殊。概念结构力学概念结构力学连续的弯曲变形连续的弯曲变形概念结构力学概念结构力学拱形结构中的直线传力路径拱形结构中的直线传力路径概念结构力学概念结构力学解释解释:曲线是相对直线而言的。从拱形结构中发现直线,从拱形结构中发现直线,是判断各个截面受力状态的一种简便方法。一种简便方法。对连续介质力学而言,所有的变形曲线必须分段光滑,或者整体光滑。概念结构力学概念结构力学4.4.远与近关系远与近关系 荷载作用在主体部分,谓之
7、荷载作用在主体部分,谓之近近;荷载作用在附属部分,谓之荷载作用在附属部分,谓之远。远。解释:主体部分解释:主体部分能够自身作为刚片与大地直接能够自身作为刚片与大地直接 静定或超静定静定或超静定 相连的部分;相连的部分;附属部分附属部分自身不是刚片自身不是刚片,或者是刚片但,或者是刚片但 不能自身稳定平衡的部分不能自身稳定平衡的部分概念结构力学概念结构力学荷载离支座的远与近荷载离支座的远与近概念结构力学概念结构力学概念结构力学概念结构力学概念结构力学概念结构力学一对孪生的弯矩图一对孪生的弯矩图概念结构力学概念结构力学哎,公共财政的阳光何时才能照到咱们边远山区远与近的关系受力图远与近的关系受力图概
8、念结构力学概念结构力学荷载离支座虽然很近,但没有反力,荷载离支座虽然很近,但没有反力,这是因为右半部分为这是因为右半部分为附属结构。附属结构。概念结构力学概念结构力学5.5.主从关系主从关系 荷载作用在主体部分一定荷载作用在主体部分一定不会不会传播到从属部分;传播到从属部分;反过来,结论恰反过来,结论恰 好相反。好相反。但有时一个非基本部分,由于其内力能够自相平衡,但有时一个非基本部分,由于其内力能够自相平衡,所以也所以也不能不能传播到主体部分。传播到主体部分。概念结构力学概念结构力学从属部分从属部分内力自相平衡内力自相平衡我的地盘我做主概念结构力学概念结构力学荷载作用在主体部分荷载作用在主体
9、部分附属部分不受力附属部分不受力概念结构力学概念结构力学6.静定与超静定关系静定与超静定关系 有有多余约束多余约束的结构叫超静定结构。的结构叫超静定结构。超静定总体而言使内力分布更超静定总体而言使内力分布更均匀均匀,相应,相应地,使变形量也相对地,使变形量也相对减少减少。一般情况下,只要是能够承受弯矩的地方,一般情况下,只要是能够承受弯矩的地方,不管距离远近,多少要承担一点,不然不管距离远近,多少要承担一点,不然不不够意思。够意思。概念结构力学概念结构力学概念结构力学概念结构力学超静定结构超静定结构使内力分布相对均匀使内力分布相对均匀概念结构力学概念结构力学静定结构和超静定结构比较:静定结构和
10、超静定结构比较:超静定结构弯矩传播距离远超静定结构弯矩传播距离远概念结构力学概念结构力学差别在于:差别在于:超静定结构受力点超静定结构受力点,不可以自由转动。,不可以自由转动。静定结构的最大弯矩为静定结构的最大弯矩为pa,但超静定绝对小于但超静定绝对小于pa.paM2.概念结构力学概念结构力学为什么我认为为什么我认为M1M2?同学们同学们:请首先相信你的感觉,保护好你这种简单的直觉;然后用理论知识:请首先相信你的感觉,保护好你这种简单的直觉;然后用理论知识检验它。检验它。这是结构力学的全部!这是结构力学的全部!概念结构力学概念结构力学在支座转动相同的情况下,在支座转动相同的情况下,那不是违背那
11、不是违背刚者弯矩更大刚者弯矩更大的准则了吗?的准则了吗?简单看简单看,B2的转动刚度大!的转动刚度大!概念结构力学概念结构力学这是因为:这是因为:概念结构力学概念结构力学可是:可是:复杂看复杂看,B2的转动刚度还是大!的转动刚度还是大!概念结构力学概念结构力学下面精确计算:下面精确计算:概念结构力学概念结构力学这是最后的结果!这是最后的结果!显然,我关于右上角弯矩显然,我关于右上角弯矩0点位置判断失误。点位置判断失误。承认这点承认这点,对我而言,确实很痛苦!,对我而言,确实很痛苦!概念结构力学概念结构力学为什么为什么夸大了夸大了C点的弯矩?明明是叠加的吗?点的弯矩?明明是叠加的吗?概念结构力学
12、概念结构力学或许或许,在应用,在应用概念结构力学概念结构力学的时候,的时候,要确定下这样一条原则:要确定下这样一条原则:o当判断结果与计算结果矛盾的时候,当判断结果与计算结果矛盾的时候,o首先首先怀疑自己,怀疑自己,o其次是怀疑计算机。其次是怀疑计算机。概念结构力学概念结构力学o在开始学习概念结构力学之前,所有判断在开始学习概念结构力学之前,所有判断工具来自工具来自结构的变形趋势;结构的变形趋势;o在应用概念结构力学的时候,所有判断工在应用概念结构力学的时候,所有判断工具,来自基本具,来自基本超静定结构的完整解答。超静定结构的完整解答。概念结构力学的概念结构力学的第二条原则是:第二条原则是:概
13、念结构力学概念结构力学对称结构在中间支座的位移下内力对称对称结构在中间支座的位移下内力对称概念结构力学概念结构力学概念结构力学概念结构力学对前面框架,计算机计算的轴力图。请大家注意,对前面框架,计算机计算的轴力图。请大家注意,中柱轴力为中柱轴力为0。概念结构力学概念结构力学请大家注意:请大家注意:ANSYS 有自己的内外之分,所以,同样的弯矩用不同颜色。有自己的内外之分,所以,同样的弯矩用不同颜色。概念结构力学概念结构力学解释解释:对称与反对称的利用,是学习:对称与反对称的利用,是学习结构力学的高级技术结构力学的高级技术,也是上帝管理也是上帝管理地球的美学原则。问题是我们要理解地球的美学原则。
14、问题是我们要理解他的苦心。他的苦心。概念结构力学概念结构力学9.原结构与基本结构原结构与基本结构 原结构是原结构是彼岸彼岸,基本结构是,基本结构是渡船渡船。你是准备租船呢,(你是准备租船呢,(结构概念分析结构概念分析)还是准备造船还是准备造船(位移法位移法)?或者你体力超强,游泳过河?或者你体力超强,游泳过河?力法!力法!概念结构力学概念结构力学显然显然o结构概念分析,结构概念分析,o是面对是面对复杂原结构复杂原结构的的o首选方案。首选方案。o比如:比如:概念结构力学概念结构力学这是一个很复杂的框架,这是一个很复杂的框架,但我们可以借助概念结构力学的方法,但我们可以借助概念结构力学的方法,近似
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