天津大学结构力学

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1、结构力学Structuralmechanics第1章绪论水利工程仿真与安全国家重点实验室1.1结构力学的研究对象和任务结构力学是研究结构的力学行为的科学behavior结构力学structuralmechanics力学结构mechanicsstructural结构就是建筑物的骨架（skeleton）其作用是承受或传递荷载（load）1.1结构力学的研究对象和任务例：房屋：板梁柱基础platebeamcolumnbase桥梁：梁索塔基础beamcabletowerbase1.1结构力学的研究对象和任务1.1结构力学的研究对象和任务1.1结

2、构力学的研究对象和任务结构的分类（按构件的几何特点）classificationmember杆系结构（长>>宽∽高）barsystemlengthwidthheight板壳结构（长∽宽>>厚）plate&shellthickness实体结构（长∽宽∽高）massivestructure1.1结构力学的研究对象和任务杆件结构（杆系结构）由若干杆件组成，杆件的横截面尺寸要比长度小得多。梁、拱、刚架、桁架属于杆件结构。1.1结构力学的研究对象和任务板壳结构（薄壁结构）：它的厚度要比长度和宽度小得多。如：楼板、壳体屋盖。实体结构：它的长、宽、厚

3、三个几何尺寸属于同一个数量级。1.1结构力学的研究对象和任务结构的分类（按构件的受力特点）受拉结构：在外力作用tensionstructure下只能承受拉应力受压结构：在外力作用下compressionstructure主要承受压应力桁架结构：构件只能受拉或受压truss受剪结构：主要承受剪应力shearstructure受弯结构：主要承受弯矩应力bendingstructure1.1结构力学的研究对象和任务1.1结构力学的研究对象和任务结构力学与其他力学课程的分工理论力学—质点（系）、刚体（系）theoreticalmechanics

4、材料力学—单杆strengthofmaterial结构力学—杆系弹性力学—板壳、块体theoryofelasticity1.1结构力学的研究对象和任务结构力学的研究内容（任务）强度Strength刚度Stiffness稳定性Stability组成规律/合理形式各类结构的受力特点1.1结构力学的研究对象和任务结构力学的基本方程平衡方程equilibriumequation力系的平衡方程或运动方程（力学本质）连续方程compatibilitycondition变形的几何连续方程（数学本质）本构方程memberfore–deformation

5、relation应力与变形之间的物理方程（物理/化学本质）1.2结构的计算简图linediagram为什么要计算简图？实际结构一般很复杂完全按实际情况分析很困难，甚至不可能什么是计算简图？对实际结构加以简化而建立的抽象“模型”例：理论力学：物体质点和刚体masspointrigidbody材料力学：梁线段（轴线）1.2结构的计算简图计算简图的基本要求：不离谱—能反映结构及其所受外部作用的主要特征好计算简化内容杆件的简化杆件轴线baraxis直杆直线段阶梯型变截面柱粗细线段1.2结构的计算简图结点的简化杆件连接区域结点（轴线的交点）con

6、nection(joint)node铰结点—杆件不能相对移动，但可以相对转动刚结点—杆件不能相对移动，也不能相对转动组合结点—杆件连接方式既有铰接，又有刚接（至少3根杆件）1.2结构的计算简图a.铰结点被连接的杆件在连接处不能相对移动，但可以相对转动。可以传递力，但不能传递力矩。1.2结构的计算简图b.刚结点被连接的杆件在连接处不能相对移动，又不能相对转动。可以传递力，也可以传递力矩。1.2结构的计算简图b.组合结点特征是汇交于结点的各杆均不能移动，但其中一部分杆件为刚性连结，各杆端不允许相对转动，其余杆件为铰接，允许绕结点转动。1.2

7、结构的计算简图支座的简化support支座—结构与地基的连结点作用：约束—限制位移restrictiondisplacement反力—提供反力或反力矩reactionmoment1.2结构的计算简图支座对结构的约束情况1.2结构的计算简图规律：约束位移与反力一一对应1.2结构的计算简图荷载的简化集中荷载concentrated分布荷载distributed材料性质/结构体系的简化材料性质的简化（假定）连续continuous•均匀homogeneous各向同性isotropic理想弹性或弹塑性elastic-plastic结构体系的简化

8、空间结构平面结构（杆件及荷载共面）spacestructureplanestructure1.2结构的计算简图1.3杆系结构的分类按构件轴线形式、连接方式和受力特点划分梁beam主要承受横向transver