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1、,结构力学,主讲 李永莉,答疑 周二下午 力学教研室,Email,一、结构力学的研究对象、任务和学习方法,二、结构的计算简图,三、支座的形式与分类,四、结点的形式与分类,五、杆件结构的形式与分类,六、荷载的性质与分类,第一章 绪论,第一节 结构力学的研究对象、任务和学习方法,混凝土框架梁柱结构,简化为细长杆件,*结构的概念：用建筑材料建造的各种建筑物中用来支承荷载和维护型态的骨架,一、结构形式：1）杆件结构。例如混凝土框架、钢框架、桁架、水塔，电视塔等。,重庆朝天门大桥,主跨552米,2）悬吊结构。由能承受拉力的线材，如钢索、缆绳等柔性构件组成。特点：节省材料，自重轻，可以做很大跨度结构（桥、
2、屋盖）缺点：刚度小,江阴长江公路悬索桥,主跨1385米（328+1385+295），,日本明石海峡大桥,主跨1991米（960+1991+960），全长3911米，,北京排球馆,3）平板结构：平面形的，厚度尺寸比长、宽两方向尺寸小得多，也称薄板结构。如，现浇或预制装配整体式钢筋混凝土楼板。,4）壳体结构：曲面形的，厚度尺寸比长、宽两方向尺寸小得多，也称薄壳结构。,5）块体结构：长、宽、高三个方向尺寸相近，内部多为实体，也称实体结构。如，重力堤坝、挡土墙、条形基础等,6）薄膜充气结构：只能承受拉力的面片材料。薄膜和加压的气体介质共同承受荷载。重量轻，跨度大,建筑说明：薄膜结构是一种富有生命力的轻
3、型张力结构，自80年代以来在发达国家获得极大发展。在我国，薄膜结构长期处于艰难起步阶段，但近年来逐渐呈现出活泼的势头。威海体育场看台采用了全张拉式的薄膜结构方案。整个挑棚由连成一体的34个伞形单元组成，每个单元由中央桅杆撑起，外缘固定在看台梁的后端，内缘则张紧在巨大的内环上。,二、结构力学的任务1 研究杆件结构的组成规律，使结构有合理的组成方式2 研究杆件结构在静力荷载作用下，结构的内力和位移的计算3 研究杆件结构在动力荷载作用下的动力性态和动力响应4 研究杆件结构在静力荷载作用下的稳定性，极限荷载,三、结构力学的特点 理论概念性强，方法技巧要求高，大量的习题练习。,*本课程研究的内容平面杆系
4、的结构计算，包括：几何组成规律，内力和位移，动力学，稳定性，极限荷载。,学 科,研究对象,研究任务,理论力学,质点、刚体,物体机械运动的一般规律,材料力学,单根杆件,变形体的强度、刚度和稳定性,结构力学,杆件结构,弹性力学,板壳、实体结构,变形体的强度、刚度和稳定性,变形体的强度、刚度和稳定性,变形体的强度、刚度和稳定性,变形体的强度、刚度和稳定性,变形体的强度、刚度和稳定性,变形体的强度、刚度和稳定性,各力学课程的比较：,四、结构力学的现状与未来 以前，结构力学是研究已选定结构的计算；现在与未来，结构力学还要研究根据外因和反应，反过来寻求结构自身的几何与物理性质，寻求最优结构方案。如，结构控
5、制与控制结构就是正反两方面问题。,第二节 结构的计算简图,严格的说，实际结构都是空间结构。但是对于大多数的空间结构，其主要承重结构和受力路线大多是由若干平面组成的，平面体系的计算比空间力系简单的多，通常尽可能的简化为平面结构计算。,一、取结构计算简图应遵循的原则（1）能够反映实际结构的主要受力特性，确保计算可靠（2）结构计算简图应尽力简单，使计算方便可行,二、选取结构计算简图要考虑的问题（1）结构各部分联系的简化，即确定力的传递路线。,力的传递路线：屋面荷载椽子檩条屋架柱基础地基,（2）支座的简化 屋架承受的荷载传递给柱，梁与柱之间制作时有垫块，在计算时简化成图示支座形式。支座提供的约束反力（
6、合力）如图。再如，窗户上的过梁，计算时简化成图示的计算简图。,（3）结点的简化 结点：在结构中每个连接点上，各杆轴线相交的几何中心。上例的屋架，除梁外，其余各杆若都是钢杆制造，通过焊接或螺栓连接，为简化计算，可简化成铰结点。（4）杆件的简化 上例的屋架中各杆，可用其轴线来代替，在各结点上由结点断开。（5）荷载的简化 屋面板的重量可看作均布的，由椽子再传递给檩条，檩条传递给屋架的荷载可看作集中荷载。如图。,例：,1活动铰支座（可动铰支座）,第三节 支座的形式与分类,2固定铰支座,3固定支座,计算简图,等价简图,4定向支座5伸缩弹簧支座,构造形式,6旋转弹簧支座,第四节、结点的形式与分类1铰结点2
7、刚结点,3混合结点4定向结点,5旋转弹簧结点,第五节、杆件结构的形式与分类1按计算特点分*静定结构，结构的内力可由静力平衡条件求出。*超静定结构，需考虑结构的变形条件才能求出结构的内力2按结构形式分（1）梁（受弯杆件，轴线通常为直线）,（2）拱（轴线为曲线，竖向荷载下产生水平推力）,三铰拱,二铰拱,无铰拱,（3）桁架（全部由链杆和铰接点组成）,（4）刚架(梁柱等全部或部分由刚节点连接而成）（5）组合结构,静定刚架,多层多跨刚架,组合刚架,（6）悬吊结构,第六节 荷载的性质与分类 荷载-作用在结构上的外力。*按作用时间长短分：恒载与活载*按是否有动力效应分：静载与动力荷载*温度变化、地基沉陷、制造误差、材料收缩等因素，从广义上说，也是荷载。,
