1 绪论(第一次课）

null结构力学结构力学-1-null第一章 绪论第一章 绪论null结构的定义: 建筑物中支承荷载而 起骨架作用的部分。1-1 结构的几何分类:(1)杆件结构:杆件的几何特征是横截面尺寸要比长度小得多。(2)板壳结构：这类结构的厚度要比长度和宽度小得多。(3)实体结构：这类结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。nullnullnull-3-其它分类： 1、按建筑材料分： 混凝土结构（素混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土）、钢结构、钢－混凝土组合结构、砌体结构、木结构。 2、按结构体系分： 墙体结构体系（砌体墙、钢筋混凝土剪力墙）、框架结构体系、排架结构、框架剪力墙结构体系、筒体结构 3、按结构层数分 单层、多层、高层（大于等于10层或高度超过30m） 4、按空间作用分 壳体结构、网架结构、悬索结构 结构力学课程以杆系结构为研究对象。本课程仅限于研究平面杆系结构null 1-2 结构力学的任务: (1)结构的组成规律与合理形式,计算简图的合理选择；(2)结构内力与变形的计算方法.强度和刚度；(3)稳定与动力反应。目标是掌握系统的结构力学知识；培养结构、分析、计算能力，能熟练地分析计算土木工程结构的力学性能；培养学生的分析能力和科学作风；为学习有关专业课程（钢筋混凝土结构、钢结构、地基基础等）、为毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好扎实的理论基础。 null 结构设计过程与步骤: (1)选择合理承重体系及构件几何尺寸；(2)引入简化假定，取计算简图，进行结构分析；(3)依据结构分析结果，进行结构设计和构造处理。结构力学与相关力学课程的关系 理论力学：研究物体机械运动的基本规律。以刚体为对象，讨论力的平衡等。 材料力学：研究杆件的强度、刚度和稳定性。以单杆为对象，讨论材料性能。 弹（塑）性力学：研究实体结构和板壳结构。寻求变形体一般力学规律。结构力学的学习方法 加——广采厚积，织网生根。 减——去粗取精，弃形取神。 问——知惑解惑，开启迷宫。 用——实践检验，多用生巧。 创新——觅真理立巨人肩上，出新意于法度之中。分析方法： 解析（方程）、数值（计算）、实验认真预习、听课、复习，及时独立完成作业null§1-2 结构的计算简图简化原则：尽量准确反应结构实际受力状态，便于计算。 定义：真实的结构往往不能直接用于计算,必须略去一些次 要的东西,而以简化图形代替它,这个用以计算的简化图形即为计算简图.null1.结构体系的简化空间结构→平面结构null2.杆件的简化杆件用其轴线表示，杆件之间的连接区用结点表示，杆长用结点间的距离表示，而荷载的作用点也转移到轴线上。null(1) 铰结点3.结点的简化（结构中杆件相互连接的部分） 铰结点: 各杆可以绕结点转动; 各杆之间的夹角可以相互改变。nullnull(2) 刚结点刚结点: 各杆可以绕结点转动; 各杆之间的夹角不变。nullnull(3) 组合结点组合结点（半铰结点）： 一部分是刚结点;一部分是 铰结点。null4.支座的简化(1) 铰支座(2) 滚轴铰支座(3) 固定支座null细石混凝土填充固定端支座 null5.材料性质的简化 将结构材料视为连续、均匀、各向同性、理想弹性或理想弹塑性。（4）定向支座null↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓结构的计算简图举例例1： null例2： nullnull例3：null ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ ↓↓↓↓↓null国家体育场效果图 null鸟巢结构简图 null§1-3 杆件结构的分类1.梁梁:受弯构件;有单跨、多跨。nullnull2.桁架桁架:直杆铰接体系。nullnullnullnull3.刚架刚架:由梁柱组成的结构,部分或全部结点为刚结点, 主要承受弯矩。nullnull4.拱拱:在水平荷载作用下,可以产生水平推力的结构。nullnull5.组合结构.组合结构:部分杆只承受轴力,而另一部分杆还同时承受弯矩和剪力。nullnull平面结构和空间结构杆件不在一平面内静定结构 与 超静定结构null讨论：框架结构的平面化正面来风侧面来风只计算平面内的风载null§1-4 荷载的分类１、根据荷载作用时间长短：恒载、活载。恒载：长期作用与结构上的不变荷载。 特征：大小、方向、作用位置是不变的。 实例：结构的自重、安装在结构上的设备重量等。活载：建筑物在施工和使用期间可能存在的可变荷载 实例：吊车荷载、结构上的人群、风、雪等荷载。 null２、按荷载作用的性质：静力荷载、动力荷载。静力荷载：数量、方向和位置不随时间变化或变化极其缓慢， 不使结构产生显著的 加速度。 实 例：结构自重、楼面活载等；动力荷载：随时间迅速变化或在短暂时间内突然作用或消失 使结构产生显著的加速度和惯性力。 实 例：转子的离心力、爆炸冲击、地震等。 注意：车辆荷载、风荷载等通常在设计中简化为静力荷载，但在特殊情况下要按动力荷载考虑。 null3、按荷载的作用范围 集中荷载：荷载的作用面积相对于总面积是微小的。 如轮压 分布荷载：分布作用在一定面积或长度上的荷载， 如风、雪、自重等荷载。 4、按荷载位置的变化 固定荷载：作用位置固定不变的荷载。 实 例：风、雪、结构自重等。 移动荷载：可以在结构上自由移动的荷载。 实 例：各种桥梁上的车辆荷载就是移动荷载。