結(jié)構(gòu)力學(xué)第1章緒論(f)

第一章緒論§1-1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)§1-2荷載的分類§1-3結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖§1-4支座和結(jié)點(diǎn)的類型§1-5結(jié)構(gòu)的分類§1-1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)結(jié)構(gòu)：工程中擔(dān)負(fù)預(yù)定任務(wù)、支承荷載的建筑物。如：房屋、塔架、橋梁、隧道、擋土墻、水壩等。結(jié)構(gòu)力學(xué)：是一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要以高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)為基礎(chǔ)，又為彈性力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)、水工結(jié)構(gòu)等課程提供基礎(chǔ)。研究對(duì)象：材料力學(xué)——單個(gè)桿件

結(jié)構(gòu)力學(xué)——桿件結(jié)構(gòu)彈性力學(xué)——精確分析桿件、板、殼、塊體§1-1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)結(jié)構(gòu)力學(xué)與幾門(mén)力學(xué)課程的關(guān)系:理論力學(xué)-一研究質(zhì)點(diǎn)和剛體體系的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律;材料力學(xué)-一單個(gè)桿件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問(wèn)題;結(jié)構(gòu)力學(xué)-一桿件結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問(wèn)題;彈性力學(xué)-一實(shí)體結(jié)構(gòu)如板殼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問(wèn)題。任務(wù)：計(jì)算結(jié)構(gòu)在荷載等因素作用下的內(nèi)力和位移；

結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算，及動(dòng)力荷載作用下的反應(yīng)；

結(jié)構(gòu)的組成規(guī)則等?！?-1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)或:(1)組成規(guī)律與合理形式,計(jì)算簡(jiǎn)圖的合理選擇；(2)內(nèi)力與變形的計(jì)算方法，強(qiáng)度和剛度；(3)穩(wěn)定與動(dòng)力反應(yīng)。（強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性）§1-1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)荷載：作用在結(jié)構(gòu)上的主動(dòng)力§1-2荷載的分類按作用時(shí)間久暫分恒載：長(zhǎng)期作用在結(jié)構(gòu)上的不變荷載，如自重、土壓力等；活載：暫時(shí)作用在結(jié)構(gòu)上的可變荷載，如列車、人群、風(fēng)、雪等。按作用位置是否變化分固定荷載：恒載及某些活載的作用位置不變，如風(fēng)、雪等；移動(dòng)荷載：在結(jié)構(gòu)上移動(dòng)的，如列車、汽車、吊車等?！?-2荷載的分類按動(dòng)力效應(yīng)分靜力荷載：大小、方向和位置不隨時(shí)間變化或變化很緩慢的荷載，不使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的加速度，可以略去慣性力的影響，如：結(jié)構(gòu)的自重及其他恒載；動(dòng)力荷載：隨時(shí)間迅速變化的荷載，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不容忽視的加速度，必須考慮慣性力的影響，如：動(dòng)力機(jī)械產(chǎn)生的振動(dòng)荷載。其他因素：溫度變化、支座沉陷、制造誤差、材料收縮等也可以使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和位移。一、結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖在計(jì)算之前，對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)加以簡(jiǎn)化，表現(xiàn)其主要特點(diǎn)，略去次要因素，用一個(gè)簡(jiǎn)化圖形代替實(shí)際結(jié)構(gòu)。即在結(jié)構(gòu)分析當(dāng)中用來(lái)代替實(shí)際結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型(圖形)?！?-3結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖二、確定計(jì)算簡(jiǎn)圖的原則：（a)能反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的主要力學(xué)特性;

（b)分析計(jì)算盡可能簡(jiǎn)便。三、簡(jiǎn)化內(nèi)容:

（1）荷載的簡(jiǎn)化:集中力、集中力偶、分布荷載（2）桿件的簡(jiǎn)化:桿件桿件的軸線（3）支座的簡(jiǎn)化:固定鉸支座可動(dòng)較支座固定端支座滑動(dòng)支座(定向支座)

（4）結(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化:剛結(jié)點(diǎn)鉸結(jié)點(diǎn)半鉸結(jié)點(diǎn)(組合結(jié)點(diǎn))

（5）體系的簡(jiǎn)化:空間結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)§1-3結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖具體工作包括：（教材）

1.桿件的簡(jiǎn)化：以軸線代替；2.支座和結(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化(見(jiàn)§1-4)；3.荷載的簡(jiǎn)化：集中荷載和線分布荷載；4.體系的簡(jiǎn)化：空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)?！?-3結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖5.材料性質(zhì)的簡(jiǎn)化

將結(jié)構(gòu)材料視為連續(xù)、均勻、各向同性、理想彈性或理想彈塑性?！?-3結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖固定鉸支座梁：軸線；均布荷載q集中荷載F可動(dòng)鉸支座結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化§1-3結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖§1-4支座和結(jié)點(diǎn)的類型支座：連接結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的裝置。（1）活動(dòng)鉸支座（輥軸支座a、b，搖軸支座c，鏈桿AB）允許結(jié)構(gòu)在支承處繞鉸A轉(zhuǎn)動(dòng)和沿m-n的方向移動(dòng)，但A點(diǎn)不能沿垂直于支承面的方向移動(dòng)。FA§1-4支座和結(jié)點(diǎn)的類型（2）固定鉸支座允許結(jié)構(gòu)在支承處繞鉸A轉(zhuǎn)動(dòng)，A不能作水平和豎向移動(dòng)。§1-4支座和結(jié)點(diǎn)的類型（3）固定支座不允許結(jié)構(gòu)在支承處發(fā)生任何移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)?！?-4支座和結(jié)點(diǎn)的類型（4）滑動(dòng)支座（定向支座）結(jié)構(gòu)在支承處不能轉(zhuǎn)動(dòng)，不能沿垂直于支承面的方向移動(dòng)，但可沿支承面方向滑動(dòng)。

計(jì)算簡(jiǎn)圖用垂直于支承面的兩根平行鏈桿表示，其反力為一個(gè)垂直于支承面的力和一個(gè)力偶。圖1圖2§1-4支座和結(jié)點(diǎn)的類型結(jié)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)中桿件相互連接處。有：鉸結(jié)點(diǎn)、剛結(jié)點(diǎn)、組合結(jié)點(diǎn)。（1）鉸結(jié)點(diǎn)

各桿端不能相對(duì)移動(dòng)但可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以傳遞力但不能傳遞力矩。鋼桁架結(jié)點(diǎn)（各桿主要承受軸力，簡(jiǎn)化為鉸結(jié)點(diǎn)）§1-4支座和結(jié)點(diǎn)的類型（2）剛結(jié)點(diǎn)各桿端不能相對(duì)移動(dòng)也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以傳遞力也能傳遞力矩。結(jié)構(gòu)變形時(shí)，剛結(jié)點(diǎn)處各桿端的切線之間的夾角保持不變。§1-4支座和結(jié)點(diǎn)的類型（3）組合結(jié)點(diǎn)：部分剛結(jié)部分鉸結(jié)的結(jié)點(diǎn)?！?-5結(jié)構(gòu)的分類按幾何特征分

桿件結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于其他兩個(gè)尺度的桿件組成。薄壁結(jié)構(gòu)其厚度遠(yuǎn)小于其他兩個(gè)尺度的結(jié)構(gòu)。如：板、殼。實(shí)體結(jié)構(gòu)三個(gè)方向尺度相近的結(jié)構(gòu)。如：水壩、地基等?！?-5結(jié)構(gòu)的分類桿件結(jié)構(gòu)按其受力特性分（1）梁：受彎桿件，軸線一般為直線。有單跨的和多跨的。當(dāng)荷載垂直于梁軸線時(shí)，橫截面上的內(nèi)力只有彎矩和剪力，沒(méi)有軸力。§1-5結(jié)構(gòu)的分類（2）拱：拱的軸線為曲線，在豎向荷載作用下會(huì)產(chǎn)生水平反力。（比跨度、荷載相同的梁的彎矩和剪力都要小，有較大的軸向壓力）（3）剛架：受彎直桿組成并有剛結(jié)點(diǎn)。（各桿均為受彎桿，內(nèi)力有彎矩、剪力和軸力）（4）桁架：有直桿組成，結(jié)點(diǎn)均為鉸結(jié)點(diǎn)，作用結(jié)點(diǎn)荷載，桿件只產(chǎn)生軸力?！?-5結(jié)構(gòu)的分類（5）組合結(jié)構(gòu)：由桁架和梁（或剛架）組合的結(jié)構(gòu)。其中有些桿件只承受軸力，另一些桿件同時(shí)還承受彎矩和剪力?！?-5結(jié)構(gòu)的分類（6）懸索結(jié)構(gòu)：主要承重構(gòu)件為懸掛于塔、柱上的纜索，索只受軸向拉力?！?-5結(jié)構(gòu)的分類按桿軸線和外力的空間位置分平面結(jié)構(gòu)：各桿軸線及外力均在同一平面內(nèi)的結(jié)構(gòu)