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结构力学(全套课件131P) ppt课件

结构力学(全套课件131P) ppt课件


的两根链杆的杆轴可以平行、交叉，或延长线交于
一点。
当两个刚片是由有交汇点的虚铰相连时，两个刚
片绕该交点（瞬时中心，简称瞬心）作相对转动。
从微小运动角度考虑，虚铰的作用相当于在瞬时
中心的一个实铰的作用。
19
20
规则二 （三刚片规则）： 三个刚片用不全在一条直线上的三个单铰（可以
是虚铰）两两相连，组成无多余约束的几何不变体 系。
两个平行链杆构成沿平行方向上的无穷远虚铰。
三个刚片由三个单铰两两相连，若三个铰都有交 点，容易由三个铰的位置得出体系几何组成的结论 。当三个单铰中有或者全部为无穷远虚铰时，可由 分析得出以下依据和结论：
１、当有一个无穷远虚铰时，若另两个铰心的连 线与该无穷远虚铰方向不平行，体系几何不变；若 平行，体系瞬变。
３、通过依次从外部拆除二元体或从内部（基础、 基本三角形）加二元体的方法，简化体系后再作分 析。
41
第一部分 静定结构内力计算
静定结构的特性： １、几何组成特性 ２、静力特性 静定结构的内力计算依据静力平衡原理。
第三章 静定梁和静定刚架
§3-1 单 跨 静 定 梁
单跨静定梁的类型：简支梁、伸臂梁、悬臂梁 一、截面法求某一指定截面的内力
15
１、单约束（见图２-2-2） 连接两个物体（刚片或点）的约束叫单约束。
１）单链杆（链杆）（上图） 一根单链杆或一个可动铰（一根支座链杆）具
有１个约束。 ２）单铰（下图）
一个单铰或一个固定铰支座（两个支座链杆） 具有两个约束。 ３）单刚结点
一个单刚结点或一个固定支座具有３个约束。
16
２、复约束 连接３个（含３个）以上物体的约束叫复约束。
三、对体系作几何组成分析的一般途径
结构力学第1章结构的计算简图ppt课件

结构力学第1章结构的计算简图ppt课件

图1.4
结构力学 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
(2) 拱
拱的轴线为曲线，在竖向荷载作用下有水平推力H(图 1.5(a)和(b))。水平推力大小改变了拱的受力特征。
图1.5
结构力学 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
(3) 拱
桁架由直杆组成，杆与杆之间
的连接点为铰结点。当荷载作用
于结点(即结点荷载)1.6
刚架通常由若干直杆组成，杆件间的结点多为刚结点，如图
1.7(a)(b)。杆件内力一般有弯矩、剪力和轴力，以弯矩为主。
图1.7
结构力学 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
结构力学 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
3.按荷载位置的变化
荷载按其位置的变化可分为固定荷载和移动荷载。 (1)固定荷载—凡荷载的作用位置固定不变的荷载是固定荷载 ，如风、雪、结构自重等。 (2)移动荷载—凡可以在结构上自由移动的荷载是移动荷载，如 吊车、汽车、火车等的轮压。
图1.2
结构力学 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
可动铰支座 可动铰支座的机动特征是结构可以绕铰的中心(A点)转动，并允 许结构铰A沿支承面方向作微小移动，但不允许(铰A)沿垂直承 载面方向移动。计算简图如图1.3(a) 固定端支座 固定端支座的机动特征是结构不能 绕支座端转动，不能沿水平方向移 动，也不能沿竖向移动。因此，其 计算简图如图1.3(b)所示。
结构力学ppt课件

结构力学ppt课件

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目录
• 结构力学简介 • 结构力学的基本原理 • 结构分析的方法 • 结构力学的应用 • 结构力学的挑战与未来发展 • 结构力学案例分析
01
结构力学简介
什么是结构力学
01
结构力学是研究工程结构在各种外力作用下产生的响
应的一门学科。
02
它主要涉及结构的强度、刚度和稳定性等方面的分析
04
有限元法
有限元法是一种将结构分解为有限个小 的单元，并对每个单元进行力学分析的 方法。
有限元法具有适用范围广、精度较高等 优点，但也存在计算量大、需要较强的 计算机能力等缺点。
通过对所有单元的力学行为进行组合， 可以得到结构的整体力学行为。
它适用于对复杂结构进行分析，例如板 壳结构、三维实体等。
结构力学的历史与发展
结构力学起源于19世纪中叶，随着土木工程和机械工程的发展而逐渐形成。
早期的结构力学主。
目前，结构力学已经广泛应用于各个工程领域，包括建筑、桥梁、机械、航空航天等。同时，结构力学 的研究也在不断深入和发展，以适应各种复杂工程结构的需要。
案例一：桥梁的力学分析
总结词
桥梁结构是力学分析的重要案例，涉及到多种力学因素，包括静载、动载、应 力、应变等。
详细描述
桥梁的力学分析需要考虑多种因素，包括桥梁的跨度、桥墩的支撑方式、桥梁 的材料性质等。在分析过程中，需要建立力学模型，进行静载和动载测试，并 运用结构力学的基本原理进行优化设计。
案例二：航空发动机的力学设计
强度理论
01
强度理论是研究结构在外力作用下达到破坏时的强度条件的科学。
02
强度理论的基本方程包括最大正应力理论、最大剪切应力理论、形状改变比能 理论和最大拉应力理论，用于描述结构在不同外力作用下达到破坏时的条件。
【经典】结构力学ppt课件

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§2-3 几何不变体系的基本组成规则
二元体：两根不在一直线上的链杆连接成一个新结点的构 造称为二元体。
二元体规则 在一个体系上增加或拆除二元体，不会改变原有体系的几何构造性质。
铰结点
链杆
链杆 体系
§2-3 几何不变体系的基本组成规则
分析图示铰结体系
以铰结三角形123为基础，增加一个二元体得结点4， 1234为几何不变体系；如此依次增加二元体，最后的体系为几何不变体系，没 有多余联系。
瞬变体系
可变体系
瞬变体系
§2-7 几何构造与静定性的关系
体系
几何不变体系 (形状、位置不变)
几何可变体系 (形状、位置可变)
无多余联系 有多余联系
可变体系 瞬变体系
静定结构 超静定结构
§2-7 几何构造与静定性的关系 分析图a所示体系
分析图b所示体系
无多余联系的几何不变体系 由平衡方程→三个支反力 →截面内力→静定结构 有多余联系的几何不变体系 由平衡方程不能求全部反力
§2-1 概述
一般结构必须是 几何不变体系
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。（图a）
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。（图b）
§2-2 平面体系的计算自由度 自由度：确定体系位置所需的独立坐标数
一个点的自由度=2
一个刚片的自由度=2
第一章 绪论
§1-1 结构力学的研究对象和任务 §1-2 荷载的分类 §1-3 结构的计算简图 §1-4 支座和结点的类型 §1-5 结构的分类
§1-1 结构力学的研究对象和任务
结构：工程中担负预定任务、支承荷载的建筑物。 如：房屋、塔架、桥梁、隧道、挡土墙、水坝等。
结构力学讲义ppt课件

结构力学讲义ppt课件

x y
x
结点自由度
y
φ
x
y
x
刚片自由度
2）一个刚片在平面内有三个自由度，因为确定 该刚片在平面内的位置需要三个独立的几何参
数x、y、φ。
4. 约束
凡是能减少体系自由度的装置就称为约束。
6
约束的种类分为：
1）链杆
简单链杆 仅连结两个结点的杆件称为简单 链杆。一根简单链杆能减少一个自由度，故一 根简单链杆相当于一个约束。
FyA
特点： 1) 结构在支座截面可以绕圆柱铰A转动 ； 2) x、y方向的反力通过铰A的中心。
29
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) 反力沿链杆方向作用，大小未知。
30
4. 滑动支座（定向支座）
A 实际构造
A
MA
FyA
A
MA
FyA
特点： 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；
16
A
I
II
c)
B III C
形成瞬铰B、C的四根链杆相互平行（不等 长），故铰B、C在同一无穷远点，所以三个 铰A、 B、C位于同一直线上，故体系为瞬变 体系（见图c）。
17
二、举例
解题思路： 基础看作一个大刚片；要区分被约束的刚片及
提供的约束；在被约束对象之间找约束；除复 杂链杆和复杂铰外，约束不能重复使用。
高等教育出版社
4
第一章 绪 论
§1-1 结构力学的内容和学习方法
§1-2 结构计算简图
5
§1-1 结构力学的内容和学习方法
一、结构
建筑物或构筑物中 承受、传递荷载而起 骨架作用的部分称为 结构。如：房屋中的 框架结构、桥梁、大 坝等。
结构力学教学PPT

结构力学教学PPT

结构力学教学大纲
目
CONTENCT
录
• 结构力学概述 • 结构力学基础知识 • 结构分析方法 • 结构稳定性与优化设计 • 结构动力学与振动控制 • 结构力学在工程中的应用
01
结构力学概述
结构力学定义
结构力学是研究结构在各种力和力矩作用下的响应和行为的科学 。它主要关注结构的内力和变形，以及这些因素对结构性能的影 响。
有限差分法的基本思想是将偏微分方程离散化为差分方程 ，即将连续的空间离散化为有限个离散点。然后，通过求 解这些差分方程来近似得到偏微分方程的解。
总结词
有限差分法的优点在于它可以处理复杂的边界条件和几何 形状，并且可以模拟非线性行为。
详细描述
有限差分法的优点在于它可以处理复杂的边界条件和几何 形状，并且可以模拟非线性行为，如材料非线性和几何非 线性。此外，有限差分法还具有较高的计算效率和精度。
维护与加固
对已建成的桥梁，结构力 学可以评估其结构性能， 提出维护和加固方案，延 长桥梁的使用寿命。
建筑工程中的应用
结构设计
建筑工程中的结构设计需 要运用结构力学的原理和 方法，确保建筑物的安全 性和稳定性。
抗震设计
结构力学在建筑抗震设计 中具有重要地位，通过合 理设计建筑结构，提高建 筑的抗震性能。
总结词
有限差分法的缺点是需要对每个离散点进行单独的建模和 求解，并且需要较高的编程和数值计算能力。
详细描述
有限差分法的缺点是需要对每个离散点进行单独的建模和 求解，这需要大量的计算资源和时间。此外，有限差分法 需要较高的编程和数值计算能力，因为需要对每个离散点 进行编程和数值计算。
边界元法
总结词
边界元法是一种只对边界进行离散化的方法，通过求解边 界上的离散点来近似得到整个结构的力学行为。
计算结构力学课件

计算结构力学课件


K12 K12
(L,K)
→表达叠加到 构造刚阵中去
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由此可看出：由MW旳并积形成下标 矩阵，完全确立了单刚[k]中旳元素在总刚 [K]中位置，从而由数学旳角度阐明了用 MW装配[K]旳过程。
上述过程旳FORTRAN程序模块可写成： L=MW(I) K=MW(J) ZK(L,K)=ZK(L,K)+DK(I,J)
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5-3 按单元定位向量装 配构造刚度矩阵
•MW是按单元结点编号顺序由结点旳构造未知量编 号顺序所构成旳向量(列阵)。
•MW处理了约束，以及主从关系，无效未知量等 特殊结点信息，也是[C]矩阵旳实用(增广)写法。
•单元定位向量可以便地指出单元旳各个未知量在构 造总体未知量中旳相应位置(总体序号)。 •由此也就能够拟定单元刚度矩阵中旳元素在构造刚 阵中旳位置。
12 3
0 0 1
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由此可得到各单元旳[C],如对第③ 单元，可写出:
1 u1
0
0
{ }③
[C]③{}
12
u11
0 0
3 2
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1 MW (i) j
Cij 0 MW (i) j
(10)
(i 1,2,...NF, j 1,2,...N )
数据文件名为
KJE.DAT
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READ( 1,*) NE, NJ,NJT,NAI
READ( 1,* ) ( (JH( I,J ),I = 1.2),J =1,NE )
READ( 1,* ) ((JTX( IJ),i=1,4),J=1,NJT)
READ( 1,* ) (JMH(I),I= 1,NT)
工程力学之结构力学(PPT31页)

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分析实例4
A
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A
B
CD
E
上部体系与基础用不交 于一点的三根链杆相连
B
CD
E
再去掉二元体A
B
CD
E
先去掉基础
剩下BC，DE用两根平行链杆 相连，所以原体系是有一个自 由度的几何可变体系。
II
III
II III
I
I
几何不变体系
几何瞬变体系
三、增减二元体规则
一体系上增加或减少若干个二元体，不改变原体系的几何组 成。
二元体：两根不共线的链杆固定一个新结点的装置。如：
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工程力学之结构力学(PPT31页) 工程力学之结构力学(PPT31页)
第2章
几何组成分析
Geometrical Constitution Analysis
目录
§2-1 几何组成分析的目的和概念 §2-2 几何不变体系的简单组成规则 §2-3 几何组成分析示例 §2-4 静定结构和超静定结构
§2-1 几何组成分析的目的和概念
装配过程通常有两种： 1、从基础出发构造
2、从内部刚片出发构造
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《结构力学力法》课件

《结构力学力法》课件

解题步骤
力法的解题步骤包括构建基本体系、选择基本未知量、建 立线性方程组和求解线性方程组等。
力法的应用范围
静定结构和超静定结构的分析
01
力法可以用于分析静定结构和超静定结构的内力和位移，特别
是对于超静定结构的分析具有重要意义。
复杂结构的分析
02
对于复杂结构，如组合结构、多跨连续结构和空间结构等，力
法同样适用，能够提供有效的解决方案。
边界条件和支座反力的处理
03
力法能够方便地处理结构的边界条件和支座反力，使得问题得
到完整的解决。
力法的解题步骤
构建基本体系
首先需要将原结构拆分成若干个基本体系，以便 于应用力法公式。
建立线性方程组
根据力的平衡和变形协调条件，建立线性方程组 ，并求解该方程组以得到位移和内力。
《结构力学力法》ppt课件
目录
• 引言 • 力法的基本原理 • 力法的实际应用 • 力法的扩展知识 • 总结与展望
01
引言
结构力学的重要性
1
结构力学是土木工程学科中的重要分支，是研究 结构在各种力和力矩作用下的响应和行为的学科 。
2
结构力学对于工程结构的稳定性、安全性和经济 性具有重要意义，是工程设计和施工的基础。
缺点总结
力法需要预先设定结构的初始应力状态，有时难以确定。 力法对于非线性问题的处理能力有限，对于高度非线性结构可能需要
采用其他方法。 力法在处理复杂边界条件和连接时可能存在困难，需要特别注意。
力法在未来的应用前景
随着科技的不断进步和应 用需求的不断提高，力法 在未来的应用前景广阔。
随着新材料和新结构的出 现，力法将面临更多的挑 战和机遇。
力法的计算机实现
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05
第三章刚度矩阵法
第三章刚度矩阵法
§3.1基本概念
§3.3刚度系数的物理意 义
§3.5坐标系及结点位移 和结点力的坐标转换
§3.2刚度矩阵法基本方 程的建立
§3.4结构刚度矩阵的性 质
§3.6刚度矩阵法进行结 构分析的基本步骤
第三章刚度矩阵法
§3.7习题
ONE
06
第四章线性代数方程组的求解方法
第十章平面杆系结构分析专题与程序设计
A
§10.1概 论
B
§10.2组 合结构
C
§10.3斜 支承面问
题
D
§10.4几 何误差问
题
E
§10.5温 度内力问
题
F
§10.6弹 性支承问
题
第十章平面杆系结构分 析专题与程序设计
§10.7程序设计要点 §10.8编程示例 §10.9习题
ONE
13
参考文献
§9.1概论
1
§9.2局部坐标单元刚度矩
阵
2
§9.3结点力及结点位移的
3
坐标转换
§9.4整体坐标单元刚度矩
阵
4
§9.5整体刚度矩阵与等效
5
结点荷载
§9.6单元杆端内力与支座
反力计算
6
第九章空间刚 架计算理论与 程序设计
§9.7程序设计要点 §9.8编程示例 §9.9习题
ONE
12
第十章平面杆系结构分析专题与程序设 计
06
§7.6整体刚 度矩阵与等 效结点荷载
第七章平面刚架计算理论与程 序设计
§7.7单元杆端内力与支座反力计 算 §7.8程序设计要点 §7.9编程示例 §7.10习题
ONE
10
第八章平面板架分析与程序设计

分第 析八 与章 程平 序面 设板 计架
01
§8.1概论
04
§8.4整体坐 标下的单元
0 6
§1.6超静定结 构与多余约束
第一章结构分析的 基本概念
§1.7叠加原理 §1.8能量原理 §1.9习题
ONE
04
第二章计算结构力学与程序设计
第二章计算 结构力学与 程序设计
§2.1计算结构力学概论 §2.2程序设计语言概述 §2.3程序设计的一般步骤 §2.4程序设计质量的检验标准
ONE
02 § 5 .2 局部坐标单元刚
度矩阵及刚度方程
03 § 5 .3 结点力及结点位 04 § 5 .4 整体坐标下的单
移的坐标转换
元刚度矩阵
05 § 5 .5 结点的平衡条件 06 § 5 .6 整体刚度矩阵的
与平衡方程
集成
第五章平面桁架计算 理论与程序设计
§5.7边界条件的引入 §5.8单元内力与支座 反力计算 §5.9程序设计要点 §5.10编程示例 §5.11习题
§6.7程序设计要点 §6.8编程示例 §6.9习题
ONE
09
第七章平面刚架计算理论与程序设计

算第 理七 论章 与平 程面 序刚 设架 计计
01
§7.1概论
04
§7.4整体坐 标单元刚度
矩阵
02
§7.2局部坐 标单元刚度
矩阵
05
§7.5结点的 平衡条件
03
§7.3结点力 及结点位移 的坐标转换
参考文献
感谢聆听
ONE
08
第六章空间桁架计算理论与程序设计
第六章空间 桁架计算理 论与程序设 计
01 §6.1概论
02 §6.2局部坐标单元
刚度矩阵
03 §6.3结点力及结点 04 §6.4整体坐标单元
位移的坐标转换
刚度矩阵
05 §6.5结构整体刚度 06 §6.6单元内力与支
矩阵
座反力计算
第六章空间桁架计 算理论与程序设计
计算结构力学与程序设计
演讲人 202X-11-11
ONE
01
目录
目录
ONE
02
绪论
绪论
ONE
03
第一章结构分析的基本概念

的第 基一 本章 概结 念构
分 析
0 1
§1.1概论
0 4
§1.4结构的平 衡条件
0 2
§1.2结构的稳 定性
0 5
§1.5结构的变 形
0 3
§1.3结构计算 模型的确定

程第 组四 的章 求线 解性 方代 法数
方
0 1
§4.1概论
0 4
§4.4逆矩阵法
0 2
§4.2高斯消元 法Βιβλιοθήκη 0 5§4.5编程示例
0 3
§4.3高斯-约 当消去法简介
0 6
§4.6习题
ONE
07
第五章平面桁架计算理论与程序设计
第五章平面 桁架计算理 论与程序设 计
01 §5 .1 概 论
刚度矩阵
02
§8.2局部坐 标单元刚度
矩阵
05
§8.5单元固 端力与结点
荷载向量
03
§8.3坐标转 换
06
§8.6单元内 力及支座反
力计算
第八章平面板架分 析与程序设计
§8.7程序设计要点 §8.8编程示例 §8.9习题
ONE
11
第九章空间刚架计算理论与程序设计
第九章空间刚架计算理论与程序设计