結(jié)構(gòu)力學(xué)Structural

Mechanics主講教師：陳廷國助

教：王澤濤計劃教學(xué)學(xué)時：64學(xué)時其中：授課：

58學(xué)時期中測驗： 2學(xué)時機(jī)動： 4學(xué)時教 材：《結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ——基本教程》龍馭球、包世華主編參考資料：《結(jié)構(gòu)力學(xué)》朱慈勉主編《結(jié)構(gòu)力學(xué)（第四版）楊佛康、李家寶主編《結(jié)構(gòu)力學(xué)解題指導(dǎo)》戴賢揚(yáng)等主編12

學(xué)時第一章 緒論

2 學(xué)時第二章 結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造分析

5 學(xué)時第三章 靜定結(jié)構(gòu)的受力分析

15 學(xué)時第五章 虛功原理與結(jié)構(gòu)位移計算

8 學(xué)時第六章 力法第七章 位移法第八章 漸近法10

學(xué)時6

學(xué)時教學(xué)內(nèi)容安排：結(jié)構(gòu)力學(xué)（必修）——第五學(xué)期結(jié)構(gòu)力學(xué)專題（必修）——第六學(xué)期第四章 影響線第十章 結(jié)構(gòu)動力計算基礎(chǔ)第十六章 結(jié)構(gòu)的極限荷載定性結(jié)構(gòu)力學(xué)（選修）——第七學(xué)期上課時間、地點：1～19周：星期一

1～2節(jié)

綜_209星期五

3～4節(jié)

綜_209交作業(yè)時間：星期一答疑時間：隨時預(yù)約地點：3號樓527地點：3號樓526、527聯(lián)系方式：陳廷國——chentg@

84708515_16王澤濤——foreverwzt@163.com84708515_11網(wǎng)頁：26“tercher”_“結(jié)構(gòu)力學(xué)（陳廷國）”下載來要求：1、學(xué)會“自學(xué)”——充分利用教學(xué)資源2、獨立、按時完成作業(yè)3、上課“動”起——自動、互動趙州橋頤和園拱橋日本皇居雙目橋來要求：1、學(xué)會“自學(xué)”2、獨立、按時完成作業(yè)3、上課“動”起4、學(xué)會互相尊重第一章

緒論§1結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)力學(xué)一、什么是結(jié)構(gòu)萬里長城國家大劇院意大利比薩斜塔凱旋門埃菲爾鐵塔青馬大橋第一章

緒論§1結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)力學(xué)一、什么是結(jié)構(gòu)建筑物中支撐荷載而起骨干作用的部分叫結(jié)構(gòu)。二、結(jié)構(gòu)（按幾何尺寸）分類桿系結(jié)構(gòu)——長度〉〉寬度和高度鋼結(jié)構(gòu)梁、柱二、結(jié)構(gòu)（按幾何尺寸）分類桿系結(jié)構(gòu)——長度〉〉寬度和高度板殼結(jié)構(gòu)（薄壁結(jié)構(gòu)）——厚度〈〈長度和寬度悉尼歌劇院二、結(jié)構(gòu)（按幾何尺寸）分類桿系結(jié)構(gòu)——長度〉〉寬度和高度板殼結(jié)構(gòu)（薄壁結(jié)構(gòu)）——厚度〈〈長度和寬度實體結(jié)構(gòu)——三個方向尺寸大體相同三峽大壩三、結(jié)構(gòu)力學(xué)研究對象結(jié)構(gòu)力學(xué)作為力學(xué)學(xué)科的一個分支，其研究對象涉及較廣，通常將結(jié)構(gòu)力學(xué)分為“狹義結(jié)構(gòu)力學(xué)”、“廣義結(jié)構(gòu)力學(xué)”、“現(xiàn)代結(jié)構(gòu)力學(xué)”。狹義結(jié)構(gòu)力學(xué)，也稱桿系結(jié)構(gòu)力學(xué)或經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)，其研究對象為由桿件所組成得體系。這是傳統(tǒng)的概念，因此也被稱作傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)力學(xué)。本課程研究的是桿系結(jié)構(gòu)力學(xué)四、結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)1.研究結(jié)構(gòu)的幾何組成規(guī)律和合理形式；2.討論外界（荷載或非荷載）因素作用下，結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的計算方法；3.討論結(jié)構(gòu)在移動荷載作用下，結(jié)構(gòu)量值的變化規(guī)律；4.討論結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；5.討論材料和結(jié)構(gòu)性能的充分發(fā)揮；6.討論結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下的結(jié)構(gòu)反映；7.討論桿系結(jié)構(gòu)的數(shù)值計算方法。五、結(jié)構(gòu)力學(xué)與其它課程的聯(lián)系先修課程：高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)和計算機(jī)方法——提供基本力學(xué)原理和計算方法。后續(xù)課程：彈性力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及專業(yè)課——提供計算方法。材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)均研究結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定問題：材料力學(xué)——單根桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)——桿件系統(tǒng)（桿系）彈性力學(xué)——板殼和實體結(jié)構(gòu)第一章

緒論§2結(jié)構(gòu)計算簡圖和簡化要點一、計算簡圖是針對實際結(jié)構(gòu)的簡化和抽象。實際工程是很復(fù)雜的，如果不作任何簡化，將根本無法分析計算。為了分析實際結(jié)構(gòu)，需利用力學(xué)知識、結(jié)構(gòu)知識和工程實踐經(jīng)驗，經(jīng)過科學(xué)的抽象，抓住反映實際受力、變形等規(guī)律的主要因素，忽略次要的因素將其進(jìn)行合理的簡化。這一過程稱作“力學(xué)建?！保?jīng)簡化后用于計算的模型，稱為結(jié)構(gòu)的計算簡圖。一、計算簡圖確定計算簡圖的原則是：既要反映結(jié)構(gòu)的主要受力特征——盡可能符合實際又要與使用的計算工具相適應(yīng)——盡可能簡單

例1：結(jié)構(gòu)體系的簡化——空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)一、計算簡圖確定計算簡圖的原則是：既要反映結(jié)構(gòu)的主要受力特征——盡可能符合實際又要與使用的計算工具相適應(yīng)——盡可能簡單例1：結(jié)構(gòu)體系的簡化——空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)例2：桿件結(jié)點的簡化——剛結(jié)點、鉸結(jié)點二、簡化要點1.結(jié)構(gòu)體系的簡化如果：可以忽律一些次要的的空間約束；荷載的作用方向平行計算結(jié)構(gòu)所處平面；可以將結(jié)構(gòu)簡化為平面問題計算二、簡化要點2.桿件的簡化如果桿件的截面尺寸（寬度、厚度）小于長度的四分之一：表示方法——

用軸線表示桿件幾何特征——忽略截面尺寸桿長用結(jié)點間的距離表示受力狀態(tài)——

彎矩（M）、剪力(FQ)、軸力(FN)二、簡化要點單鉸結(jié)點復(fù)鉸結(jié)點桿件之間連接的簡化桿件之間的連接區(qū)簡化為結(jié)點結(jié)點通常簡化為鉸結(jié)點和剛結(jié)點鉸結(jié)點幾何特征——

各桿在結(jié)點處不能相對移動各桿可繞結(jié)點自由轉(zhuǎn)動受力狀態(tài)——

結(jié)點處不傳遞彎矩表示方法——二、簡化要點桿件之間連接的簡化鉸結(jié)點剛結(jié)點幾何特征——各桿對結(jié)點無相對運(yùn)動（移動、轉(zhuǎn)動）受力狀態(tài)——

結(jié)點處傳遞彎矩表示方法——單剛結(jié)點復(fù)剛結(jié)點二、簡化要點4.結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡化

——特殊結(jié)點結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接區(qū)稱為支座FyA特點：桿端A產(chǎn)生垂直于鏈桿方向的線位移；反力沿鏈桿方向作用，大小未知。AA（1）輥軸支座——可動鉸支座（鏈桿）（2）固定鉸支座實際形狀特點：FxAFyAAFxAFyAA結(jié)構(gòu)在支座截面可以繞圓柱鉸A轉(zhuǎn)動；限制兩個方向位移；有兩個方向的未知反力；反力通過鉸A的中心。A（3）

固定支座B實際形狀FxAAMAFyA特點：結(jié)構(gòu)在支座截面不產(chǎn)生線位移和轉(zhuǎn)角；支座截面有反力矩以及x、y方向的未知反力。工程實例（4）滑動支座（定向支座）實際構(gòu)造AFyA

M

AAFyA

M

AA特點：桿端A無轉(zhuǎn)角，不能產(chǎn)生沿鏈桿方向的線位移，可以產(chǎn)生垂直于鏈桿方向的線位移；桿端存在未知反力矩以及沿鏈桿方向的未知反力。在位移被限制的方向存在未知反力三、幾種桿系結(jié)構(gòu)1.梁超靜定梁靜定梁2）多跨梁靜定多跨梁連續(xù)梁——分直梁和曲梁1）單跨梁PFHFFV梁的特點：以彎曲變形為主的構(gòu)件水平梁在豎向荷載作用下，截面存在彎矩和剪力。VF2.拱拉桿拱拉桿三鉸拱FHFHFPVFVF拱的特點：

無鉸拱拱的軸線為曲線，在豎向荷載作用下支座有水平推力FH

；水平推力大大改變了拱的受力特性。3.剛架超靜定剛架靜定剛架剛架的特點：剛架通常由梁和柱等直桿組成，桿件間的結(jié)點多為剛結(jié)點；荷載作用下桿件截面存在彎矩、剪力和軸力。4.桁架靜定桁架超靜定桁架桁架特點：桁架由直桿組成，所有結(jié)點都是鉸結(jié)點，當(dāng)荷載作用于結(jié)點時，各桿只受軸力；5.組合結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)特點：組合結(jié)構(gòu)由梁式桿和鏈桿組成，其中梁式桿以受彎為主，內(nèi)力不僅有軸力，還有彎矩、剪力。第一章

緒論§3荷載分類荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮的重要因素，過大或過小都會造成浪費(fèi)和損失。按荷載作用點的尺寸可分為：集中荷載——

荷載作用點的尺寸較小的荷載分布荷載——

荷載作用點的尺寸較大的荷載按荷載作用時間長短可分為：恒載——永久作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，如自重等

活載——荷載有時作用在結(jié)構(gòu)上，有時又不作用在結(jié)構(gòu)上，如：樓面活荷載，雪荷載等3.按荷載作用位置可分為：固定荷載——

作用位置不變的荷載，如自重等。移動荷載——

荷載作用在結(jié)構(gòu)上的位置是移動的，如吊車荷載、汽車和火車荷載。4.按荷載作用的性質(zhì)可分為：靜荷載——荷載的大小、方向、位置不隨時間變化或變化很緩慢的荷載。動荷載——荷載的大小、方向隨時間迅速變化，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著振動，如化爆和核爆炸的沖擊波荷載、地震荷載等。5、非荷載因素溫度改變、支座沉降、材料收縮等因素。第一章

緒論§4基本條件與基本假定一、力學(xué)分析中需要滿足的基本條件平衡條件（靜力）變形協(xié)調(diào)條件（幾何）物理條件（本構(gòu)關(guān)系）二、基本假定1.小變形——變形后的幾何尺寸可由變形前的幾何尺寸來描述。2．線彈性——指應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系滿足胡克定律