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1绪论,武汉理工大学,包世华版结构力学课件
梁的特点: 梁的轴线通常为直线,在竖向荷载作用下, 截面存在弯矩、剪力和轴力。
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2. 刚架
静定刚架
超静定刚架
刚架的特点: (1)刚架通常由梁和柱等直杆组成,杆件与杆件 连接的结点多为刚结点; (2)荷载作用下杆件截面存在弯矩、剪力和轴力。
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3. 拱
P
FH
FV
三铰拱
FH
FV
拉杆
拉杆拱
拱的特点: (1) 拱的轴线为曲线,在竖向荷载作用下支座 有水平推力F(见图 ); H (2) 拱轴截面的轴力较大,弯距和剪力较小。
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动力分析是研究结构的动力特性以及在动荷载 作用下的动力反应 结构受到的地震作用、结 构的位移、速度、加速度及动内力等。
极限荷载的求解是为了充分发挥结构的承载能 力,由讨论结构的弹性计算转变为塑性计算。
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1.3
结构计算简图
一、支座和支座反力
把结构与基础联结起来的装置称为支座。
1. 固定支座
B A
桥梁
12
赵州桥
13
青马大桥
14
旧金山大桥
15
结构分类
1. 杆系结构 ——由杆件长度l远大于横截面尺寸b、h 的细长杆组成的结构。
钢结构梁、柱
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埃菲尔铁塔
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2. 板壳结构 ——厚度远小于其长度和宽度的结构。
悉尼歌剧院
18
清华大礼堂
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3. 实体结构 ——长、宽、高三个尺寸相近的结构。
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4. 滑动支座(定向支座)
A A 模型 特点:
MA
A
MA
Fy A
Fy A
(1)杆端A无转角,不能产生沿链杆方向的线 位移,可以产生垂直于链杆方向的线位移;
(2)杆端A存在反力矩以及沿链杆方向的反力。
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1.4 杆件结构的分类
1. 梁 (1)单跨梁
静定梁 超静定梁
(2)多跨梁
静定多跨梁 连续梁
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模型
工程实例
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简图: A
AHale Waihona Puke 特点: (1) 杆端截面A不产生线位移和角位移; (2) 杆端截面A有反力矩以及沿x、y方向的反力。
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2. 固定铰支座 A A
模型
特点: (1) 杆端截面A无线位移,可以自由转动;
(2) 杆端截面A产生沿x、y方向的反力。
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3. 辊轴支座 A A
FyA
特点: (1) 杆端A产生垂直于链杆方向的线位移; (2) 杆端A产生的支座反力沿链杆方向作用。
静荷载——荷载的大小、方向、位置不随 时间变化或变化很缓慢的荷载。恒载都是静 荷载。 动荷载 ——荷载的大小、方向随时间迅 速变化,使结构产生显著振动,结构的质量 承受的加速度及惯性力不能忽略。化学爆炸 和核爆炸的冲击波荷载、地震荷载和风荷载 等都是动力荷载。
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本章小结
本章讨论了四个问题:结构力学的任 务法,结构的计算简图,结构和杆件结构的 分类,荷载的分类。
结构力学研究的对象和内容
1. 研究对象
结构力学研究由细长杆件组成的平面杆系结构 ,如:梁、桁架、刚架、拱及组合结构等。 2. 研究内容
平面杆件体系的几何构造分析; 讨论结构的强度、刚度、稳定性、动力反应 以及结构极限荷载的计算原理和计算方法等。
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几何构造分析主要是讨论几何不变体系的组成 规律,因为只有几何不变体系才能作为结构来使 用。 强度计算在于保证结构物使用中的安全性,并 符合经济要求。 刚度计算在于保证结构物不会产生过大的变形 从而影响使用。 稳定性验算在于保证结构不会产生失稳破坏。
1 绪
论
1
1.1
一、结构
结构和结构的分类
建筑物或构筑物中 能承受、传递荷载而 起骨架作用的部分称 为结构。如:房屋中 的梁柱体系、桥梁、 水坝等等都是工程结 构的例子。
2
万里长城
3
天安门城楼
4
国家大剧院
5
三峡大坝
6
印度泰姬陵
7
意大利比萨斜塔
8
凯旋门
9
埃菲尔铁塔
10
吉隆坡石油双塔
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无铰拱
4. 桁架和组合结构
静定桁架
超静定桁架 组合结构
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特点: (1) 桁架由直杆组成,所有结点都是铰结点, 荷载作用于结点上,各杆只受轴力; (2) 组合结构则是由梁式杆和链杆组成,其 中梁式杆以受弯为主,内力不仅有轴力,还 有弯矩和剪力。
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1.5 荷载的分类
1. 按荷载作用时间长短分
恒荷载——永久作用在结构上的荷载,如自重等。 活荷载——荷载有时作用在结构上,有时又不作
用在结构上,如:楼面活荷载、雪荷
载。
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2. 按荷载作用位置分 固定荷载——作用位置不变的荷载,如自重等。 移动荷载——荷载作用在结构上的位置是移动的, 如吊车荷载、桥梁上的汽车(火车)荷载。
3. 按荷载作用的性质分