2012年结构力学第三版教学课件

结构力学基础讲义PPT(共270页,图文)

alMM
B bM l
a l
b M
l
17
2. 多跨静定梁: 关键在于正确区分基本部分和附
属部分，熟练掌握截面法求控制截面弯矩，熟练掌握区段叠加法作单跨梁内力图。
多跨静定梁——由若干根梁用铰相连，并用若干支座与基础相连而组成的静定结构。
17:11
18
附属部分--依赖基本部分的存在才维持几何不变的部分。
17:11
24
3. 静定平面刚架 (1) 求反力。
切断C铰，考虑右边平衡，再分析左边部分。求得反力如图所示：
C
17:11
25
3. 静定平面刚架
(2)作M图 (3)做Q、N图 (4) 校核
17:11M图
N图
Q图
26
§1-4 静定桁架
17:11
27
§1-4 静定桁架
* 桁架的定义：
——由若干个以铰（Pins）结点连接而成的结构，外部荷载只作用在结点上。
对只有轴力的结构（桁架）：
1组7:1合1 结构则应分别对待。
61
§1-５静定结构位移计算
3. 荷载作用下的位移计算
例：求△cy 1. 建立力状态，在C点加单位 EI
竖向力。
2. 建立各杆内力方程：
EI
3. 求位移：
17:11
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§1-５静定结构位移计算
3. 荷载作用下的位移计算
积分注意事项：
⒈ 逐段、逐杆积分。 ⒉ 两状态中内力函数服从同一坐标系。 ⒊ 弯矩的符号法则两状态一致。
2. 三铰拱的数解法
* 内力计算： ⑴任一截面K(位置)：KK截截面面形形心心处坐拱标X轴K切、线YK的倾角 K

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。
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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
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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。
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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

结构力学讲义PPT课件

载移作用下的动力反应
结构受到的地震力
、
速
度
、
加
速
度
及
动
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§1-2 结构计算简图
一、支座和支座反力
支座定义：把结构与基础联结起来的装置。 1. 固定支座
B
A
实际形状
工程实例
27
简图：
FxA A MA
FyA
特点： 1) 结构在支座截面不产生线位移和转角； 2) 支座截面有反力矩以及x、y方向的反力。
有用在结构上。如：楼面活荷载，雪荷载。
结
36
2
.
按固定荷载——作用位置不变的荷载，如自重等。
荷移动荷载——荷载作用在结构上的位置是移动
载的，如吊车荷载、桥梁上的汽车和火车荷载。
作用
3. 按荷载作用的性质可分为：
位静荷载——荷载的大小、方向、位置不随时间
置变化或变化很缓慢的荷载。恒载都是静荷载。
结构力学
Structural Mechanics
1
目录
结构力学(I)
第一章绪论第二章平面体系的几何构造分析第三章静定结构的受力分析第五章影响线第六章静定结构的位移计算第七章力法第八章位移法第九章渐近法
3
目录
结构力学(II) 第十章矩阵位移法第十三章结构的动力计算第十五章结构的塑性分析与极限荷载
可动荷载 ——荷载的大小、方向随时间迅
分
为速变化，使结构产生显著振动，结构的质量
：承受的加速度及惯性力不能忽略。化爆和核
爆炸的冲击波荷载、地震荷载等都是动力荷
载。
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四、线性变形体系

【经典】结构力学ppt课件

§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》讲义课件

结构力学讲义第1章绪论§1-1 杆件结构力学的研究对象和任务结构的定义: 建筑物中支承荷载而起骨架作用的部分。

结构的几何分类:按结构的空间特征分类:空间结构和平面结构。

杆件结构力学的任务:(1)讨论结构组成规律与合理形式,以及结构计算简图的合理选择；(2)内力与变形的计算方法.进行结构的强度和刚度验算；(3)讨论结构稳定性及在动力荷载作用下的结构反应。

结构力学的内容(从解决工程实际问题的角度提出)(1) 将实际结构抽象为计算简图；(2) 各种计算简图的计算方法；(3) 将计算结果运用于设计和施工。

§1-2 杆件结构的计算简图1.结构体系的简化一般的构结都是空间结构。

但是，当空间结构在某一平面内的杆系结构承担该平面内的荷载时，可以把空间结构分解成几个平面结构进行计算。

本课程主要讨论平面结构的计算。

当然，也有一些结构具有明显的空间特征而不宜简化成平面结构。

2.杆件的简化铰支座(2) 滚轴支座(3) 固定支座4.(4)定向支座M5.材料性质的简化将结构材料视为连续、均匀、各向同性、理想弹性或理想弹塑性。

6.荷载的简化集中荷载与分布荷载§1-3 杆件结构的类型§1-4 荷载的分类2.4.刚架5.组合结构6.A B荷载可分为恒载和活载。

一、按作用时间的久暂荷载可分为集中荷载和分布荷载荷载可分为静力荷载和动力荷载荷载可分为固定荷载和移动荷载。

二、按荷载的作用范围三、按荷载作用的性质四、按荷载位置的变化• §2-1 几何组成分析的目的和概念几何构造分析的目的主要是分析、判断一个体系是否几何可变，或者如何保证它成为几何不变体系，只有几何不变体系才可以作为结构。

几何不变体系：不考虑材料应变条件下，体系的几何形状和位置保持不变的体系一、几何不变体系和几何可变体系几何可变体系：不考虑材料应变条件下，体系的几何形状和位置可以改变的体系。

二、自由度杆系结构是由结点和杆件构成的，我们可以抽象为点和线，分析一个体系的运动，必须先研究构成体系的点和线的运动。

《结构力学教材》课件

随着计算机技术的不断发展，结构力学将与数值计算方法更加紧密地结合，实现对复杂结构的精确模拟和分析。
多物理场耦合的研究
未来结构力学将更加注重与流体力学、热力学等其他物理场的耦合研究，以解决多场耦合的复杂工程问题。
智能化技术的应用
人工智能、机器学习等技术在结构力学中的应用将逐渐普及，为结构设计和优化提供新的思路和方法。
结构力学的重要性
结构力学是工程设计中的关键环节，能够确保结构的稳定性、安全性和经济性。
通过结构力学分析，可以预测结构的性能，优化设计方案，提高工程质量。
结构力学的历史与发展
结构力学的发展可以追溯到古代的建筑实践，如中国的长城、埃及的金字塔等。
随着科学技术的发展，结构力学不断吸收新的理论和方法，如有限元方法、计算机辅助设计等，推动了结构力学的进步和应用。
结构力学在工程实践中的挑战与机遇
复杂结构的分析
随着工程结构的日益复杂化，对结构力学在复杂结构分析方面的要求也越来越高，这既是一个挑战也是一个机遇。
耐久性与安全性
绿色与可持续发展
随着对环境保护的重视，结构力学在绿色建筑、节能减排等领域的应用将更加广泛，为可持续发展提供技术支持。
工程结构的耐久性与安全性是结构力学的重要研究内容，未来将面临更多的挑战和机遇。
02
结构力学的基本原理
静力学原理
静力学原理总结
静力学是研究物体在静止状态下受力与变形的关系。
静力学基本概念
静力学涉及到的基本概念包括力、力矩、力偶、约束等。
静力学平衡条件
静力学平衡条件是物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动的状态。
静力学应用
静力学原理广泛应用于工程结构、机械系统等领域。

结构力学讲义课件

05
结构分析与方法
结构分析概述
定义与意义发展历程
• 首先明确结构分析的定义，以及它在工程设计和研究中的重要性。介绍结构分析的主要目的和方法，以及它如何帮助工程师理解和预测结构的性能。
• 概述结构分析的历史发展，从早期的经验设计到现代的计算机辅助分析方法。突出重大进步和里程碑，如矩阵位移法和有限元法的引入。
为。
03
强度指标
通过轴向拉伸与压缩试验，可以获得材料的强度指标，如弹性极限、屈
服强度和抗压强度。这些指标对于工程设计和材料选择具有重要意义。
剪切与挤压
定义与类型
剪切与挤压是材料在横向方向受到力的作用，导致材料发生剪切变形或挤压变形。根据力的作用方式和方向，剪切与挤压可分为
不同类型。
剪切力与剪切应力
平面问题的基本方程
1 2 3
平面应力问题
物体在平面内受力，且应力分量仅与平面坐标有关的问题。其基本方程包括平衡方程、几何方程和物理方程。
平面应变问题
物体在平面内受力，且应变分量仅与平面坐标有关的问题。其基本方程与平面应力问题类似，但要考虑材料的横向变形。
平面问题的边界条件
包括应力边界条件和位移边界条件，用于描述物体在边界上的受力情况和位移情况。
弹性力学初步
弹性力学概述
定义与研究对象
弹性力学是研究物体在弹性变形阶段外力与变形关系的科学，其
研究对象主要是固体材料。
基本假设
在弹性力学中，通常采用线性弹性假设，即应力与应变呈线性关系，并且材料的弹性模量为常数。
研究内容
弹性力学主要研究弹性体的应力、应变和位移分布规律，以及弹性体在外力作用下的变形和破坏机理。

(完整)2012年结构力学(龙驭球、包世华)第三版教学课件

计算：
M X1M1 X2 M 2 Xn M n MP Q X1Q1 X2Q2 XnQn QP N X1 N1 X2 N2 Xn Nn NP
(7-4)
2020/2/11
结构力学
33
解题步骤:
① 选取力法基本体系； ② 列力法基本方程； ③ 绘单位弯矩图、荷载弯矩图； ④ 求力法方程各系数，解力法方程； ⑤ 绘内力图。
2C
FP B
M
图
P
A FPa
(c)
2
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结构力学
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4) 利用图乘法求得各系数和自由项如下：
11

1 EI1
a2 (
2

2a ) 3

a3 3EI1
22

1 2EI1
(a2 2

2a ) 3

1 EI1
(a2
a)

7a3 6EI1
12

21

1 EI1
a2 (
2

a)
2是基本体系上B点沿X2方向的位移，即B点的
竖向位移。
3是基本体系上B截面沿X3方向的位移，即B截
面的转角。
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结构力学
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3）应用叠加原理把位移条件1=0， 2=0， 3=0写
成展开式。
设11、21和31分别表示当X1=1单独作用在基本结构上时，B点沿X1、X2和X3方向的位移。如图
11
M 1 M 1dx EI
1 l 2 2l l 2
EI 2 3 3EI
1P
M 1M Pdx EI
1 (1 l ql2 ) 3 l EI 3 2 4