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1、结构力学结构力学 Structural mechanicsStructural mechanics 东北大学资土学院土木工程研究所东北大学资土学院土木工程研究所 陈百玲陈百玲 电话：电话： 23223676 / 1306659131223223676 / 13066591312 Email:bailingc 教 材: 结构力学(第四版) 李廉锟 主编 高等教育出版社 第一章 绪 论 第二章 平面体系的几何组成分析 第三章 静定梁与静定刚架 第四章 静定拱结构 第五章 静定平面桁架和组合结构 第六章 影响线 第七章 虚功原理和结构的位移计算 第八章 力法 第九章 位移法 第十章 渐近法 第十一章
2、 结构的极限荷载 第十二章 结构弹性稳定 目 录 1-1 1-1 结构力学的研究对象及任务结构力学的研究对象及任务 一、工程结构的定义一、工程结构的定义: : w w 由基本构件（如拉杆、柱、梁、板等）按由基本构件（如拉杆、柱、梁、板等）按 照合理的方式所组成的构件的体系，用以支承照合理的方式所组成的构件的体系，用以支承 荷载并担负预定的任务。荷载并担负预定的任务。 w w 如：桥梁、房屋、隧道、挡土墙、水坝等。如：桥梁、房屋、隧道、挡土墙、水坝等。 w w 示例如下（图片欣赏）示例如下（图片欣赏） （略）（略） 第一章 绪 论 （Introduction） 二、结构力学的研究对象二、结构力学
3、的研究对象: : vv研究对象研究对象 w w 材料力学材料力学研究单个杆件研究单个杆件 w w 弹性力学弹性力学研究杆件（更精确）、板、研究杆件（更精确）、板、 壳、及块体（挡土墙）等非杆状结构壳、及块体（挡土墙）等非杆状结构 w w 结构力学结构力学研究由杆件系统（研究由杆件系统（Framed Framed StructureStructure）组成的工程结构组成的工程结构。 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 三、三、结构力学的任务：结构力学的任务： 1 1研究结构在荷载等因素作用下的内力（研究结构在荷载等因素作用下的内力（ 强度强度）及位移（
4、）及位移（刚度刚度）计算。）计算。 强度强度结构在外力作用下是否会破结构在外力作用下是否会破 坏的问题。坏的问题。 （如：桥在火车作用下的内力（如：桥在火车作用下的内力 计算问题）。计算问题）。 刚度刚度结构在外力作用下变形是否结构在外力作用下变形是否 满足规定值。（如：桥在火车作用下的位满足规定值。（如：桥在火车作用下的位 移、挠度、转角计算）。移、挠度、转角计算）。 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 三、三、结构力学的任务：结构力学的任务： 2 2研究结构研究结构的稳定性及动力的稳定性及动力荷载作用下的反荷载作用下的反 应。应。 稳定性稳定性受
5、压构件在轴向压力作用下，受压构件在轴向压力作用下， 能否保持其直线平衡状态。能否保持其直线平衡状态。 杆件如受压后变弯杆件如受压后变弯失稳失稳 3 3研究结构的组成规则和合理形式。研究结构的组成规则和合理形式。 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 1-2 1-2 荷载及其分类（荷载及其分类（loadload） 荷载荷载作用在结构上的主动力。作用在结构上的主动力。 第一章 绪 论 （Introduction） 1-2 1-2 荷载及其分类荷载及其分类 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 此外，温度变化、支座沉
6、陷、安装、制造的误此外，温度变化、支座沉陷、安装、制造的误 差，都会引起结构物的内力。但对路桥，主要差，都会引起结构物的内力。但对路桥，主要 影响是荷载。影响是荷载。 1-31-3 结构的计算简图：（结构的计算简图：（Computing modelComputing model） 计算简图计算简图将一个具体的工程结构物用一个简将一个具体的工程结构物用一个简 化的受力图形来表示。化的受力图形来表示。 选择计算简图时，要使它能反映工程结构物的如选择计算简图时，要使它能反映工程结构物的如 下特征：下特征： 1 1受力特性受力特性（荷载的大小、方向、作用位置）（荷载的大小、方向、作用位置） 2 2几何
7、特性几何特性（构件的轴线、形状、长度）（构件的轴线、形状、长度） 3 3支承特性支承特性（支座的约束反力性质、杆件连接形式）（支座的约束反力性质、杆件连接形式） 简化工作简化工作通常包括通常包括：1 1）荷载简化；）荷载简化；2 2）杆件简化；）杆件简化； 3 3）支座和结点简化；）支座和结点简化；4)4)体系简化体系简化. . 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 桁架结构传力分析桁架结构传力分析 拱结构传力分析拱结构传力分析 1-31-3 结构的计算简图结构的计算简图 例例1 1 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduc
8、tion） 1-31-3 结构的计算简图结构的计算简图 例例2 2带悬臂的梁式桥带悬臂的梁式桥 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 杆件简化杆件简化： 由杆的特征，截面应力可根据截面内力确定，由杆的特征，截面应力可根据截面内力确定， 而内力只沿杆长方向变化，因此杆的简图可用轴而内力只沿杆长方向变化，因此杆的简图可用轴 线代替。杆件连接点用结点表示；杆长用结点间线代替。杆件连接点用结点表示；杆长用结点间 的距离表示；荷载作用点移到轴线上的距离表示；荷载作用点移到轴线上. . FP2FP1 1-31-3 结构的计算简结构的计算简图图 第一章第一章 绪绪
9、论论 （IntroductionIntroduction） 1-31-3 结构的计算结构的计算简图简图 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 空间结构空间结构 平面结构平面结构 1-41-4 支座支座(Supports)(Supports)和结点和结点(Joints)(Joints)的类型的类型 一、一、支座支座把结构与基础（或支撑结构）联系把结构与基础（或支撑结构）联系 起来的装置起来的装置。 1. 1.固定铰支座固定铰支座(Hinge support)(Hinge support)： 力作用点在铰中心，方向大小均未知。力作用点在铰中心，方向大小均未
10、知。 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） A VA HA 固定铰支座固定铰支座 ( ( hinge supporthinge support ) ) Fy Fx 1-41-4 支座支座(Supports)(Supports)和结点和结点(Joints)(Joints)的类的类 型型 2.2.可动铰支座可动铰支座(Roller support)(Roller support)： 力作用点在铰中心，方向向上，大小未知。力作用点在铰中心，方向向上，大小未知。 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） A VA 可动铰支
11、座可动铰支座 ( ( Roller supportRoller support ) ) Fy 1-41-4 支座支座(Supports)(Supports)和结点和结点(Joints)(Joints)的类的类 型型 3. 3.固定支座固定支座(Fixed support)(Fixed support)： 力作用点、方向、大小均未知力作用点、方向、大小均未知。 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） A MA VA HA 定向支座定向支座 定向支座反力定向支座反力 限限 制制 X X 位位 移移 及及 转转 动动 限限 制制 Y Y 位位 移移 及及 转转
12、 动动 4 4、 定定 向向 支支 座座 guide guide supportsupport 1-41-4 支座支座(Supports)(Supports)和结点和结点(Joints)(Joints)的类的类 型型 二、结点二、结点结构中杆件相互联结的地方结构中杆件相互联结的地方 。 （铰结点和刚结点）（铰结点和刚结点） 1. 1. 铰结点铰结点(Hinge joint)(Hinge joint)： 各杆可以绕结点中心自由转动各杆可以绕结点中心自由转动 。 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 铰结点 1-41-4 支座支座(Supports)(Su
13、pports)和结点和结点(Joints)(Joints)的类的类 型型 刚架结构中的铰结点：刚架结构中的铰结点： 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 1-41-4 支座支座 (Supports)(Supports)和结点和结点(Joints)(Joints)的类型的类型 2. 2. 刚结点刚结点(Rigid joint)(Rigid joint)： 各汇交于结点的杆端之间不能发生任各汇交于结点的杆端之间不能发生任 何相对位移。何相对位移。 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 1-41-4 支座支座 (Su
14、pports)(Supports)和结点和结点(Joints)(Joints)的类型的类型 2. 2. 刚结点刚结点 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 刚结点 1-51-5 结构的分类结构的分类 一、按杆件系统的轴线是否在同一平面内分一、按杆件系统的轴线是否在同一平面内分 ： 第一章第一章 绪绪 论论 （IntroductionIntroduction） 按杆件系统的轴线是否在同一平面内分为按杆件系统的轴线是否在同一平面内分为: : 平面桁架平面桁架 空间桁架空间桁架 杆件与荷载杆件与荷载 均在同一平均在同一平 面内面内 杆件与荷载杆件与荷载 不在同一平不在同一平 面内面内 1-51-5 结构的分类结构的分类 第一章第一章 绪绪 论
