结构力学第一章 绪论和构造分析
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结构力学基本概念第一章绪论1、建筑物和工程设施中承受..称为工程结构,简称为结构。
....的部分..、传递荷载....而起骨架作用从几何角度来看,结构可分为三类,分别为:杆件结构、板壳结构、实体结构。
2、结构力学中所有的计算方法都应考虑以下三方面条件:①力系的平衡条件或运动条件。
②变形的几何连续条件。
③应力与变形间的物理条件(或称为本构方程)。
3、结点分为:铰结点、刚结点。
铰结点:可以传递力,但不能传递力矩。
刚结点:既可以传递力,也可以传递力矩。
4、支座按其受力特质分为:滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座。
5、在结构计算中,为了简化,对组成各杆件的材料一般都假设为:连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。
6、荷载是主动..作用于结构的外力。
狭义荷载:结构的自重、加于结构的水压力和土压力。
广义荷载:温度变化、基础沉降、材料收缩。
7、根据荷载作用时间的久暂,可以分为:恒载、活载。
根据荷载作用的性质,可以分为:静力荷载、动力荷载。
第二章结构的几何构造分析1、在几何构造分析中,不考虑这种由于材料的应变所产生的变形..................。
2、杆件体系可分为两类:几何不变体系------在不考虑材料应变的条件下,体系的位置和形状是不能改变的。
几何可变体系------在不考虑材料应变的条件下,体系的位置和形状是可以改变的。
3、自由度:一个体系自由度的个数..。
.......的个数...可以独立改变的坐标......,等于这个体系运动时一点在平面内有两个自由度(横纵坐标)。
一个刚片在平面内有三个自由度(横纵坐标及转角)。
4、凡是自由度..都是几何可变....体系。
.....的体系...的个数大于零5、一个支杆(链杆)相当于一个约束。
可以减少一个自由度.......。
一个单.铰(只连接两个刚片的铰)相当于两个约束。
可以减少两个自由度.......。
一个单.刚结(刚性结合)相当于三个约束,可以减少三个自由度.......。
结构⼒学总复习第⼀章绪论1-1杆件结构⼒学的研究对象和任务杆件结构结构:承受荷载的建筑物和构筑物或其中的某些受⼒构件都可称之为结构。
1-2杆件结构的计算简图杆件间连接区简化为结点(铰结点、刚结点、组合结点)(1)铰结点(Hinge joint):被连接的杆件在连接处不能相对移动,但可相对转动。
(2)刚结点(Rigid joint)被连接的杆件在连接处既不能相对移动,⼜不能相对转动。
(3)组合结点同⼀结点处,有些杆件为刚结,有些为铰接。
⽀座(support)是指把结构与基础联系起来的装置。
传递荷载,固定结构的位置。
(1)活动铰⽀座(Roller support)可以转动和⽔平移动,但不能竖向移动。
提供竖向约束反⼒(2)固定铰⽀座(Hinge support)可以转动,但不能竖向移动和⽔平移动。
提供竖向和⽔平约束反⼒。
(3)固定⽀座(Fixed support)不能竖向移动、⽔平移动和转动。
提供竖向、⽔平约束反⼒和约束⼒矩(4)定向⽀座(Directional support)可以⽔平移动,不能竖向移动和转动。
提供竖向反⼒和约束⼒矩本章思考题1、杆系结构、板壳结构与实体结构的主要差别是什么?杆件结构的基本特征是它的长度远⼤于其他两个⽅向的尺度——截⾯⾼度和宽度,杆件结构是由若⼲这种杆件所组成的。
薄壁结构是厚度远⼩于其他两个尺度的结构。
实体结构是指三个⽅向的尺度为同⼀量级的结构。
例:挡⼟墙,堤坝,块式基础2、拱和梁的区别是什么?简单的说,梁在荷载作⽤下,在⽀撑处只产⽣向上的反⼒,⽽拱在荷载作⽤下,在⽀撑处不但产⽣向上的反⼒,还有⼀个⽔平⼒,这是区分梁和拱的⼀个最基本的条件4. 刚架与桁架的区别是什么?刚架是由梁和柱组成的结构,各杆件主要受弯。
刚架的结点主要是刚结点,也可以有部分的铰结点和组合结点。
桁架是由若⼲杆件在两端⽤铰联结⽽成的结构。
桁架各杆的轴线都是直线,当仅受作⽤于结点的荷载时,各杆只产⽣轴⼒。
第一章绪论§1.1 结构和结构的分类一、结构(structure)由建筑材料筑成,能承受、传递荷载而起骨架作用的构筑物称为工程结构。
如:梁柱结构、桥梁、涵洞、水坝、挡土墙等等.二、结构的分类:按几何形状结构可分为:1、杆系结构(structure of bar system) :构件的横截面尺寸<<长度尺寸;2、板壳结构(plate and shell structure) :构件的厚度〈〈表面尺寸。
3、实体结构(massive structure):结构的长、宽、厚三个尺寸相仿。
三、杆系结构的分类:按连接方法,杆系结构可分为:§1.2 结构力学的研究对象、任务和方法一、各力学课程的比较:二、结构力学的任务:1、研究荷载等因素在结构中所产生的内力(强度计算);2、计算荷载等因素所产生的变形(刚度计算);3、分析结构的稳定性(稳定性计算);4、探讨结构的组成规律及合理形式。
进行强度、稳定性计算的目的,在于保证结构满足安全和经济的要求。
计算刚度的目的,在于保证结构不至于发生过大的变形,以至于影响正常使用。
研究组成规律目的,在于保证结构各部分,不至于发生相对的刚体运动,而能承受荷载维持平衡。
探讨结构合理的形式,是为了有效地利用材料,使其性能得到充分发挥。
三、研究方法:在小变形、材料满足虎克定律的假设下综合考虑:1、静力平衡;2、几何连续;3、物理关系三方面的条件,建立各种计算方法。
§1.3 结构的计算简图(computing model of structure )一、选取结构的计算简图必要性、重要性:将实际结构作适当地简化,忽略次要因素,显示其基本的特点。
这种代替实际结构的简化图形,称为结构的计算简图。
合理地选取结构的计算简图是结构计算中的一项极其重要而又必须首先解决的问题。
二、选取结构的计算简图的原则:1、能反映结构的实际受力特点,使计算结果接近实际情况.2、忽略次要因素,便于分析计算。
襄樊学院专升本《结构力学》考试大纲第一部分静定结构第一章绪论明确结构力学的主要任务、主要研究对象,结构力学计算中必须满足的三个基本条件,杆件、结点和支座的简化。
了解杆件结构的分类,结构计算简图的选择原则以及荷载的分类。
第二章结构的几何组成分析1.理解以下基本概念:几何不变体、几何可变体、自由度、约束、瞬铰、必要约束、多余约束、静定结构和超静定结构。
搞清自由度与约束之间的关系。
掌握结构的几何组成和静定特征之间的关系,即:静定结构为几何不变且无多余约束;超静定结构为几何不变且有多余约束;几何可变体系不能用作结构。
2.掌握几何不变无多余约束的平面杆件体系的基本组成规律。
要能够熟练地运用组成规律分析各种复杂的杆件体系。
三个规律的实质是三角形规律。
在应用第一组成规律时,明确分析对象中哪些是点、哪些是刚片、哪些是约束?并要注意约束的数目和布置是否满足要求。
解题的方法有两种:一种是从基础出发,逐次应用组成规律;另一种是先从体系内部确定局部刚片,再应用组成规律逐渐扩展到基础。
3.了解几何组成分析的目的。
第三章静定梁和静定平面刚架1.了解以下基本概念:轴力、弯矩和剪力。
截面内力正负号的规定、内力图。
2.熟练掌握静定梁的计算。
求静定梁支座反力的方法是利用三个静定平衡方程。
对多跨静定梁,要注意分析其几何组成,求支座反力的次序应与组成次序相反。
计算截面内力的方法是截面法。
要求能够选取适当的隔离体,正确地画出隔离体受力图,运用基本平衡方程计算内力。
绘制内力图的方法是分段叠加法。
基本要点为:选择控制截面、计算控制截面的内力。
分段绘制内力图。
在绘制内力图时,在一杆件的控制截面处分段,弯矩图的纵坐标画在杆件受拉纤维的一边,不注正负号,剪力图和轴力图的纵坐标可画在杆件任一边,但必须注明正负号,并能够熟练地运用荷载与内力之间的微分关系绘制各分段之间的内力图。
静定梁计算的具体步骤为:(1)计算支座反力;(2)计算控制截面内力,包括弯矩、剪力、轴力;(3)绘制内力图。
第一章绪论1、不论设计任何结构都要经过正确的计算,才能达到安全、经济和合乎使用要求的目的。
2、活动铰支座、铰支座、固定支座和定向支座3、杆件结构的结点,通长可分为铰结点、刚结点、组合结点三种。
4、铰结点上的铰结端可以自由相对转动,因此,受荷载作用时:铰结点上个杆间夹角可以改变,与受荷前的夹角不同;各杆的铰结端不产生弯矩。
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。
木屋架的结点比较接近与铰结点。
5、刚结点上各杆的刚结端不能相对转动,即认为刚结点是一个刚体,各杆均刚结与此刚体上,因此,受荷后:刚结点上各杆间的夹角不变,各杆的刚结端旋转同一个角度;各杆的刚结端一般产生弯矩。
刚结点:被链接的杆件在连接处既不能相对移动,又不能相对转动,既可以传递力也可以传递力矩。
现浇混凝土结点通常属于这类情形。
6、若在同一个结点上,某些杆间相互刚结,而另一些杆间相互铰结,则称为组合结点或半铰结点。
7、铰结点上的铰称为完全铰或全铰。
组合结点上的铰则称为非完全铰或半铰。
8、实际结构情况复杂,往往不能考虑所有因素去做严格计算,而需去掉次要因素,以简化图式来代替,这种用以计算的简化图式,叫做结构的计算简图或计算模型。
9、确定计算简图的原则是:保证设计上需要的足够精度;使计算尽可能简单。
10、常见杆件结构类型梁(多跨静定梁、连续梁)、拱、桁架、钢架。
第二章平面体系的几何组成分析1、在不考虑材料应变的条件下,几何形状和位置都不能改变的体系称为几何不变体系。
在原来位置上可以运动,而发生微量位移后不能继续运动的体系,叫做瞬变体系。
可以发生非微量位移的体系称为常变体系。
常变体系和瞬变体系统称为可变体系,均不能作为建筑结构,只有几何不变体系才能用作建筑结构。
由于瞬变体系能产生很大的内力,所以不能用作建筑结构。
2、自由度:是体系运动时可以独立改变的几何参数的数目。
即确定体系位置所需的独立坐标的数目。
3、点的自由度:在平面内点的自由度等于2.4、刚片:几何不变的平面物体叫刚片。