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* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * / 24 结构力学 * / 24 * / 24 绪 论 §0-1 结构力学的研究对象和内容研究 研究对象 由建筑材料按合理方式组成的建筑物和工程建设中承受、传递荷载起骨架作用的工程体系。 结构概念 (structure) ? * / 24 绪 论 现代结构力学——将工程项目从论证到设计从施工到使用期内维护的整个过程作为大系统，研究大系统中的各种力学问题 狭义结构力学——由杆系组成的体系（**） 广义结构力学——可变形的物体系 ? * / 24 绪 论 杆 板 块 ? * / 24 绪 论 结构力学研究的内容包括 控制——通过控制理论和控制技术，智能化地抵御外界作用下的结构反应。 分析——结构在外因作用下的反应。通过分析使设计的结构既经济合理，又安全可靠。 识别——通过系统的反馈信息，确定体系内在实质（系统识别）或外界作用（荷载识别）。 ? * / 24 绪 论 结构动力分析——主要研究结构动特性及在动荷载作用下的动反应分析。 结构静力分析——研究结构的组成规律、外界因素作用下结构受力变形及稳定的计算原理和计算方法，移动荷载作用下结构设计特点和方法。 结构计算机分析——简单介绍应用计算机进行结构分析的基本原理和方法。 本课以分析为主要工作 ? * / 24 绪 论 本课与其它课程的关系 高等数学 作为分析工具 理论力学 着重讨论物体的机械运动 材料力学 以单杆作为对象，讨论应力-应变关系 弹性力学 以实体和板壳结构为研究对象 结构力学 重点研究杆系结构，它为钢混结构、钢木结构，水工结构等专业课提供力学基础和设计依据。 ? * / 24 绪 论 §0-2 一些工程实例与计算简图 工程实例 高层建筑 水利工程 桥梁结构 大跨结构 高耸结构 核电站 ? * / 24 绪 论 力学建模 — 分析实际结构，需要利用力学知识、结构知识和工程实践经验，经科学的抽象，并根据实际受力、变形规律等主要因素，对结构进行合理简化。 简化原则 ：尽可能符合实际；尽可能简单 简化内容 ：体系、构件、连接及荷载 计算简图 ? * / 24 绪 论 结构简化： 空间结构 平面结构 ? * / 24 绪 论 杆件简化： 由杆的特征，截面应力可根据截面内力确定，而内力只沿杆长方向变化，因此杆的简图可用轴线代替。杆件连接点用结点表示；杆长用结点间的距离表示；荷载作用点移到轴线上 FP2 FP1 ? * / 24 绪 论 连接简化： l铰 结 点— 被连接的杆件在连接处不能移动但可转动 铰结点 ? * / 24 绪 论 l组合结点— 被连接的杆件在连接处不能移动但部分杆可转动 l刚 结 点— 被连接的杆件在连接处不能移动亦不可相对转动 刚结点 ? * / 24 绪 论 支座简化: 支座—支承结构或构件的各种装置 可动铰支座 (Roller support) Fy ? * / 24 绪 论 固定铰支座 (hinge support) Fy Fx ? * / 24 绪 论 滑动支座(定向支座) (guide support) 固定端支座 (fixed support) Fy M Fy M Fx 材料简化: 连续、均匀、各向同性、弹性 荷载简化: 面力、体力均作用于轴线；集中荷载、分布荷载 ? * / 24 绪 论 1.梁(beam) 实际是对计算简图进行分类 按结构的受力特性和连接特征划分 受弯构件。承受横向荷载 §0-3 杆系结构的类型 q FP M ? * / 24 绪 论 2.拱(arch) 轴线为曲线，力学特征是在竖向荷载作用下支座产生水平推力 由若干两端为理想铰的直杆连接而成体系 3.桁架(truss) ? * / 24 绪 论 4.刚架(rigid frame) 由梁柱组成，具有刚结点，主要受弯 5.组合结构(composite structure) 兼有刚架和桁架的组合体 ? * / 24 绪 论 超静定结构(statically indeterminated structure) : 由平衡和变形条件共同确定 静 定 结 构(statically determinated structure) : 由平衡条件唯一确定 按计算特性划分 ? * / 24 绪 论 能使结构产生内力或变形的因素，统称荷载 计算之前首先要确定荷载，做到既经济又安全，同时满足刚度、强度和稳定性的要求。 §0-4 荷载分类 恒载：