弹性力学结课作业

弹

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弹性力学是土木工程的基础学科，要想学好有关土木方面的知识，就应该吧基础知识学好。弹性力学是固体力学的重要分支，它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力，也称为弹性理论。主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。在研究对象上，弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。材料力学基本上只研究杆状构件；结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构，即所谓杆件系统；而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础，广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。弹性力学所依据的基本规律有三个：变形连续规律、应力-应变关系和运动(或平衡)规律，它们有时被称为弹性力学三大基本规律。

弹性力学中假定：

1.假定物体是连续的，就是假定整个物体的体积都被组成这个物体的介质所填满，不留下任何空隙。

2．假定物体是完全弹性的，就是假定物体完全服从胡克定律——应变与引起该应变的那个应力分量成比例。

3．假定物体是均匀的，就是整个物体是由同一材料组成的。

4．假定物体是各向同性的，就是物体内一点的弹性在所有各个方向都相同。

5．假定位移和形变是微小的。

土木工程主导专业课程的建构是基于几大力学课来实现的．若缺乏对几大力学的基本概念、物理意义和求解方法的深入理解，想真正掌握好相关专业课程。做好有关工程设计、施工、监理乃至进一步的科研工作，是不可想象的．按照所开设力学课程的两类划分(结构力学类和弹性力学类)，相应的专业课两类分支也相应出现．基于结构力学类(结构工程方向)的包括：钢筋砼结构、砌体结构、钢结构、高层建筑设计、建筑抗震设计、桥梁结构、组合结构、建筑施工技术；基于弹性力学类(岩土工程方向)的包括：地基处理与加固、基础工程、挡土结构与基坑工程、地下结构、道路勘测与结构等．

土木工程包括民建、路桥、岩土、地下结构等多个专业方向，显然不同专业方向对弹性力学的要求是不同的，其中以岩土、地下等专业放下对弹性力学要求较高，而其他专业方向尤其是建工方向则相对低一些。弹性力学，在土木工程方面，建筑物能够通过有效地弹性可以抵消部分晃动，从而减少在地震中房屋倒塌的现象，对于水坝结构来说，弹性变化同样具有曲线形，适合不断变化的水坝内部压力，还

有大型跨顶建筑，斜拉桥等，弹性力学在土木工程中还有一些重要的实例，如：地基应力与沉降量的计算原理、混凝土板的计算方法、混凝土材料受拉劈裂试验的力学原理，混凝土结构温度裂缝分析，工程应变分析结构中的剪力滞问题等。

在一些承重的“过梁”上经常用到“弹性力学”，这些过梁一般都受到自上而下的“力”如果把这样的“过梁”作成水平，那么，长时间受到向下的力，“过梁”就会向下弯，久而久之，便形成变形。依据弹性力学的原理，把过梁作成向上弯一定幅度的形状，当受到向下的力时过梁就会把这种重力按过梁弯曲的形状传到垂直的“承重墙”那里，使建筑物合理承受外力。

对于一些非杆状结构的分析也要用到弹性力学，例如：简支深梁高与跨度比较接近，材料力学中的平面假定不成立，所以必须采用弹性力学的方法来求解深梁的应力分布，对于混凝土深梁而言，只有知道了深梁内部的拉应力分布状况，才可以进行相应的配筋设计，还有转混凝土结构中常见的墙梁，他有混凝土与砖砌体两种材料组成，对于混凝土梁的设计分析，应考虑砌体的影响，应将砌体与梁做整体弹性力学分析，由于砌体具有效应，混凝土梁实际上是起到了一个拉杆的作用（偏心受拉杆），这样混凝土梁的截面就可以设计的较小，如果按材料力学或者结构力学的方法进行计算，单独对混凝土梁进行力学分析，则得到的混凝土梁截面会非常的粗大，浪费材料，而且达不到预期的结构效果。对于高层建筑，由于建筑物上面为小开间住宅，可设计成全剪力墙结构，下面为大开间的商场，需要设计成框架结构，

于是在两种结构之间会出现一个所谓的转换层，常用的转换层结构采用的是框支梁，这个梁的高度至少有一层楼高，具有深梁的特性，框支梁的手里很复杂，一般要做精细的弹性力学（有限元）分析，才能做出合理的配筋设计；在岩土工程方面，岩石和土很多情况下是按弹性体来考虑的，提供弹性模量等参数，为适应复杂工程建设的需要，现在也经常把土或者岁岩石按弹塑性体来看待，一定程度可以反映其强度，变形随时间变化的特性，流变蠕变等。效应。

西气东运工程涉及两个关键问题，其一是沙丘蠕动引起管道高应力导致的动态断裂，另一是特大储气罐的结构可靠性问题，这都用到了弹性力学的知识。青藏铁路工程中，由于大部分铁路位于海拔5000米以上，永冻土层的力学行为是一个主要问题。这里弹性力学问题与水－冰混合体界面的毛细流动交织在一起西电东输工程，涉及的弹性力学问题包括高压电线的舞动和发电机组的临界转动问题西部高速公路网工程，利用应力波检测手段可以保证路面的质量

弹性力学还可以用来研究断层动力学，大部分地震中地震波的传播是亚音速的，也有少速达到跨音速，如1999年土耳其地震，2001年中国昆仑山的8.1级地震。对于这类问题的研究促进了跨音速断裂力学的发展

利用弹性力学，土木工程师可以对地震及其对建筑物的作用进行量化。地震波分为纵波和横波，利用波动理论可以计算出测震中位置和地震的强度

弹性力学在地震预测方面也有重要应用，如地震有无确定前兆，如果有确定前兆，那么在原理上是否可探测，都是目前弹性力学研究的课题。几年前发现了和地震相关的缺陷波，它的传播具有弥散特性，这为地震的预测投下了一道曙光。

在抗震方面弹性力学也发挥着巨大作用。例如日本京都的三十三间堂，地基是层状结构，用来吸收和反射地震波。虽然位于地震多发带，几百年来整个建筑却没有受到地震影响弹性力学中的外力还包括：体力和面力，弹性力学中之力法以应力为基本未知量，应力求解释弹性力学的最基本方法，但是其应用是有限的，因为要建立力法求解的应力函数，需要长体力的设定或其他严格的假设条件，弹性力学的力法与结构力学虽都是以力作为首先求解的基本未知量，但其思想是不同的，由于弹性力学问题问题无计算假设（如杆件假设和评截面假设），不存在所谓的静定基，任何弹性体内都是超静定的，必须将平衡条件，几何条件和物理条件联立求解。

经过半年的学习，对弹性力学有了一定的认识，对弹性理论有了一定的了解，懂得了弹性力学要求我们的不仅仅是对知识点的掌握，更需要我们具有独立的思维方式，能够灵活多变的解答问题，最为重要的是它是对我们细心的一种磨练，也要求我们具有严谨的态度。收获的这些东西能够帮助我们解决结构力学的种种问题，更会帮助我们轻松的面对今后的学习和工作，并未为自己今后学习有关专业方面的知识打下了良好的基础。