结构概念分析 (7)
结构的名词解释是
结构的名词解释是结构，是指由各个部分组合而成，形成一个整体的有机体系。
它可以是物质的，也可以是抽象的。
在不同领域中，结构都有着各自的特点和形式。
在物理学中，结构可以指物体的形状和组织方式；在建筑学中，结构是指建筑物的框架和支撑系统；在社会学中，结构可以指组织和关系的模式等。
物质结构是物体的形状、组成和内部排列方式的综合体现。
例如，水是由氢原子和氧原子按一定比例结合而成的。
它的分子结构是由一个氧原子和两个氢原子通过共用电子形成的。
这个结构决定了水分子的特性，如其液态、气态或固态。
建筑结构是指建筑物的框架和支撑系统。
建筑结构的设计需要考虑建筑物的使用功能、荷载要求、耐久性和安全性等因素。
例如，在高层建筑中，钢筋混凝土结构被广泛使用，因为它具有较高的强度和耐久性。
而在传统的木质建筑中，木材的结构特性被充分利用，形成了独特的建筑风格。
社会结构是指社会组织和关系的模式。
它涉及到社会的各个层面，从家庭到社区，再到国家和全球。
社会结构包括社会阶级、社会角色、社会网络等方面的组织和关系。
例如，在一个组织中，有不同的职位和角色，每个人根据自己的职责和地位进行工作，这种社会结构有助于组织的高效运转。
结构作为一个概念，在不同领域中具有着相似的原理和特点。
它关注整体和部分之间的关系、组织和排列方式，以及如何承担外界压力和保持稳定性。
通过研究和理解结构，人们可以更好地认识事物的本质和内在规律，进而应用于实践中。
总之，结构是由各个部分组合而成的整体体系。
它既可以是物质的，也可以是抽象的。
无论在物理世界、建筑领域还是社会层面，结构都是一种基本概念，对于理解事物的本质和内在规律具有重要意义。
通过研究和解释结构，我们可以更好地理解和应用于实践中，推动各个领域的发展和进步。
结构概念与定性分析
40
要增大结构的刚度：
推论：
• 使尽可能多的杆件内力为零； • 传力途径直接；
•任意一杆的内力都不应该显著 大于其他非零杆件
•所有非零杆的内力应尽可能小
•内力分布均匀； •结构内力较小
41
例：比较下列结构的刚度
解：根据位移计算公式，C点位移分别为：
图(a)：
Ni N ili 4.414 FPa
7
如果CD段有铰，对隔离体的平衡是否有影响？
MC C
FQC
MD
D FQD
MC q
MD
写出对C、D的力矩平衡方程，显然铰对C、D的剪力没有影响
梁中任一直杆段的内力图，都可视作相应 的简支梁，按叠加法作出内力图。
8
二 弯矩图形状
快速作出结构在荷载下弯矩图的形状，对判断计算 结果、结构设计都有重大意义。
• 力矩分配的概念 • 剪力分配的概念
9
例：
10
11
12Βιβλιοθήκη 例：131415
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例：
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19
20
例：
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剪力分配的概念 例 用位移法计算图示刚架，绘弯矩图。
因为横梁弯曲刚度无穷大，结点处不产生转 动，故只有一个线位移未知数。
r11Z1 R1P 0
23
r11
平衡
5
例：作图示多跨静定梁的内力图
4kN 10kN
6kN/m
G
18
ABG段能否使用叠加原理？如果 能，很容易根据G点和B点弯矩 ，求出A点弯矩
4 10
6
回顾叠加法作内力图的证明：
p
q
C
D
结构的认识及分析
分析立柱是如何受力？
• 当屋架等构件自重作用与立柱时，恒载施加 于立柱向下的压力 • 当风载作用于立柱时，活载与风的方向有关， 风载生成的作用力将沿立柱轴线和垂直轴线 两个方向分解，垂直轴线的力对立柱根部产 生弯矩
梁的受力情况
梁的上部，受压力，材料被挤压；下部，受张 力，材料被拉伸。 阻止梁过分弯曲的最简单方法，是在梁的下面 增加支撑点，这样梁传递下来的力就被分摊 了
拱结构的应用
分析为什么要采用拱结构（从受力角度 分析）
拱结构：中间高四周低呈弧形的曲面。 拱结构对承受荷载有利，荷载压力作用于拱 上， 圆拱再把力传到其四周的支撑上。
拱结构优点;利于承载，美观
想一想：为什么鸡蛋能够承受如此 大的压力？
鸡 蛋 承 载 实 验
我们常见的拱结构
我们常见的拱结构
• 立柱埋深一点 • 用一个力从反方向拉
• 棚室屋架结构分析
• 棚室荷载与立柱受力
• 思考1：棚室屋架受哪些力？ 棚室屋下边的梁，立柱和墙共同组成了荷 载的主要支撑系统。荷载分为恒载和活载 对于立柱和墙来说，屋面，梁檩的质量属 于不随时间变化而变化的称为永久性荷载即 恒载 雪载，风载等属于随情况变化而变化的为可 变性荷载即活载
受力 特点
√ √ √ √ √ √ √ √ √
• 二、典型结构的分析
不同的结构，具有不同的功能，承受的力也不一样， 分析明白受力及产生的变形，才能选择合适的材料 及连接方式进行结构设计
单杠结构分析
1、单杠的结构（构件） 杠体：是器械的主体 立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载 人在单杠上运动时，受力情况是怎么样 的呢？
杠体的弯曲变形
当人体静挂或静骑在杠体上时,杠体、立柱分别受到 什么力？
了解结构PPT课件
衡量强度
应力 σ ＝ N
S
N是内力，Ｓ是受力面积， σ 是应力，
应力是结构的单位横截面 上产生的内力，当内力达 到某一极限时，结构就会 遭到破坏。
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补充知识 应力与压强的区别 • （1）应力作用于构件内部截面，压强作用于物体表面。 • （2）应力与截面可成任意角度，压强垂直于物体表面。 • （3）压强均布，应力不一定均布。 • 予应力：给构件加载到一定程度，再卸载，以提高材料的强度，构件在承载之前 就已存在的应力。 • 危险截面：产生最大应力或最大变形的截面（地质版17页定义不准确，该定义是 在同材料等截面梁时才成立）。
理
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桁架
含义：用圆柱形铰链连接的杆系结构。 理想桁架特点： • 各杆在两端用光滑铰链连接。 • 各杆轴线均为直线，且在同一平面内并过铰链中心。 • 荷载作用在铰链中心，即桁架节点上。 • 故桁架中各杆均为二力直杆,为拉杆或压杆。
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桁架结构
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结构的受力
• 所谓作用，是指能使结构产生效应（内力、位移、应力、应变、裂缝等）的各种原 因的总称。它可归结为直接作用和间接作用两种。直接作用是指直接施加在结构上 的力，如结构自重、设备重量、风、雪等；间接作用是指能使结构产生外加变形或 约束的原因，如地震、温度变化、地基变形、材料的收缩等。
• 结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标, 应满足设计规范, 满足使用者的基本需要。
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简单结构的设计
• 1、明确设计的目标及要求 • 2、形成初步设计方案 • 3、模型制作 • 4、检测、优化和改进设计 • 5、评价
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学习结构设计应考虑的主要因素
结构概念
材料特性与承载力
1）脆性材料（素混凝土、砖、石）：构件受力后，
当构件截面上任意一点达到材料的弹性极限强度 时，该构件截面立即丧失抵抗能力，称为弹性承 载力，材料称为脆性材料。 2）理想塑性材料（钢材）：截面上任意点应力达到 材料的弹性极限或屈服强度时，该截面并未丧失 抵抗力，只有在截面上各点应力都达到材料的弹 性极限强度或屈服强度时，构件才丧失抵抗力， 这时的截面承载力称为塑性承载力。 3）复合材料（钢筋混凝土）：复合材料截面的受压 承载力计算比单一材料截面要复杂，需引入两种 材料的应变条件，只有在变形条件协调下，才能 得到计算其截面承载力的方法。
刚性结构与柔性结构的特点
结 构 刚 性 结 构 柔 性 结 构 优 点 1、当地面运动周期长时，震 害较小 2、结构变形小，非 结构构件容易处理 3、安全 储备较大，空间整体性好 4、 适合钢筋混凝土结构的特点 1、当地面运动周期短时，震 害较小 2、地震力较小 3、 一般结构自重较轻，地基易 处理 4、适合钢结构的特点 缺 点 1、当地面运动周期短时，有产生共 振的危险。 2、地震力较大 3、结 构变形能力小，延性小 4、材料用 量常常较多
初步设计 概念设计）选型、简化计算方法、 设计概念和经验总结、结构构造与措施五个 过程。 进行初步设计构思，在此基础上综合及合理 地处理规划、建筑、结构、设备、施工等方 面关系形成的“总体设计方案”，是概念设 计的结果
什么是结构概念设计？
结构概念设计指一般不经精确的数值计算，尤其在一 些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中， 按整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、 震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计 思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细 部措施的宏观控制。 结构概念设计中的主要过程：结构方案评价、主体 结构选型、简化计算方法、设计概念和经验总结、结构 构造与措施五个过程。
结构是什么意思
结构是什么意思关于结构这个事，还真是值得细细的来说。
毕竟都说结构是骨架，但是问起来，他们都只会说：起承转合。
然后最多还能扯两嘴高潮，这有些什么鬼用？结构是骨架，但是结构还是很复杂的，结构到底是什么哩？好我们来聊聊结构是什么意思结构是骨架结构是骨架，为什么呢？其实结构的定义很诡异，在不同的语境之中，“结构”的意思是不同的。
有的时候结构指的的是“从开场到尾声”的结构组织，有的时候又指“选择和冲突论为中心”的结构方式和整体组成方式。
所以还挺麻烦的，我在此不仅仅说“结构组织”重点放在后者。
毕竟前者只是一种经典的结构方式，而在实际的创作之中结构方式又很多种，而且那些所谓的条例也不尽然需要遵守。
首先结构承载的是整个故事的发展脉络和整体的铺排方式。
而实际上我还是很喜欢用基础结构方式来铺排一个故事的基本样貌的，甚至在结构到时候我们可以先打出一个基础的叙事节奏的框架。
而这一切都是基础的结构方式上的问题，可是，真正的结构的中心是什么？这个问题先按下不表，我们提出一个实在一点的疑问，“为什么很多时候故事越写越掌控不住？”这个事从表面上来说，是没有做好大纲，而实际上是结构能力的问题。
简单一些来说，像我这种水平低下的家伙，不打大纲直接写的话2000-2500字以内的故事是一个极限，再多了就肯定泄气。
（当然我指的是那种相对而言的泄气，露怯。
）那么结构实际上就是维持一个故事发展的基本框架，而如果一个基本的框架铺排的方式就是结构方式，而粗略的结构如果以三幕剧结构来说的话开端，开场，代入，发展，次高潮，延宕，高潮，结局，尾声。
其实总结一些说是“起承转合”也没有问题，可是，这种谁都知道的结构方式，并不能让我们很好的组织起一个故事，或者说很多人并不会运用这样的结构。
那不妨我们来拆解一下这个三幕剧结构，我之前在一个回答里面写过，让我搬过来。
开端：开端需要事件引入和信息扣押，交代情境，人物的基本出场和人物展现。
开场：人物上场，人物性格呈现，悬念和事件的开端，需要营造一定的悬念。
结构的几何构造分析概念
结构的几何构造分析概念概述：结构的几何构造分析是一种用于研究和分析建造结构的方法，通过对结构的几何形态和构造特征进行详细的分析，以揭示其力学特性和性能。
本文将介绍结构的几何构造分析的概念、目的、方法和应用，并通过实例进行说明。
一、概念：结构的几何构造分析是指对建造结构的几何形态和构造特征进行系统性的研究和分析，以获取结构的几何特性、力学行为和性能的方法。
它涉及到结构的形状、尺寸、布置、连接方式等方面的分析，旨在揭示结构的力学特性和行为。
二、目的：1.了解结构的几何形态：通过几何构造分析，可以了解结构的形状、尺寸和布置等几何特征，从而对结构的整体形态有一个清晰的认识。
2.揭示结构的力学特性：几何构造分析可以揭示结构的刚度、稳定性和变形特性等力学特性，为结构的设计和优化提供依据。
3.评估结构的性能：通过几何构造分析，可以评估结构的承载能力、抗震性能和耐久性等性能，为结构的安全和可靠性提供保障。
三、方法：1.几何形态分析：通过对结构的形状、尺寸和布置等几何特征进行分析，包括平面形态、立面形态和剖面形态等方面的研究。
2.构造特征分析：对结构的构造特征进行详细的分析，包括结构的构件形式、连接方式、节点形态等方面的研究。
3.力学行为分析：通过对结构的几何形态和构造特征进行力学分析，揭示结构的刚度、稳定性、变形特性等力学行为。
4.性能评估分析：通过分析结构的几何构造，评估结构的承载能力、抗震性能、耐久性等性能指标。
四、应用：1.结构设计：几何构造分析为结构的设计提供了重要的依据，可以通过分析结构的几何形态和构造特征，优化结构的形态和构造，提高结构的性能。
2.结构评估：几何构造分析可以用于对已有结构的评估，通过分析结构的几何特征和构造特征，评估结构的安全性和可靠性。
3.结构优化：通过几何构造分析，可以识别出结构的不足之处，进而进行结构的优化设计，提高结构的性能。
4.结构研究：几何构造分析可以用于研究结构的力学行为和性能，为结构的理论研究提供依据。
结构概念和体系课件
边界元法是一种只在结构边界上离散 化的方法，适用于解决一些特殊的问 题，如只关心边界上的应力分布等。
动力分析方法
动力分析方法概述
有限元-时间积分法
动力分析方法主要研究结构在动力载荷作 用下的响应，如地震、风振等。
有限元-时间积分法是将时间域离散化，对 每个时间步长进行有限元分析，再通过时 间积分得到结构的动态响应。
模态分析方法
时域分析方法
模态分析方法是通过求解结构的特征值和 特征向量，得到结构的固有频率和模态形 状，用于预测结构的振动响应。
时域分析方法是将动力载荷在时间域内进 行积分，直接得到结构在动力载荷作用下 的响应。
稳定性分析方法
稳定性分析方法概述
非线性稳定性分析
稳定性分析方法主要研究结构在各种 载荷作用下的稳定性，如屈曲、后屈 曲等。
结构的基本要素
总结词
结构的基本要素包括节点、连接和属性。节点表示系统中的个体或组成部分，连接表示各节点之间的 相互关系，属性则描述节点的特征和性质。
详细描述
在结构中，节点是构成系统的个体或组成部分，可以是具体的物体、组织或概念。连接表示各节点之 间的相互关系，可以是物理连接、化学反应、信息传递等。属性则描述节点的特征和性质，包括形状 、大小、颜色、功能等。这些基本要素共同构成了结构的完整性和系统性。
筒体结构体系
总结词
由一系列连续的筒体组成的结构体系， 具有较高的侧向刚度和稳定性。
VS
详细描述
筒体结构体系主要用于高层和超高层建筑 ，其特点是筒体作为主要受力构件，提供 较大的抗侧刚度，有效抵抗水平荷载，如 风、地震等。筒体结构体系通常采用钢筋 混凝土或钢材作为材料，具有较高的承载 能力和稳定性。
应用。
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2EA
1 L
1 L1
b12 L13
刚度构成：
kE
2EA b12 L13
kG
2EA
1 L
1 L1
2EA
L
1 L1
2N L1
结构概念分析及ANSYS程序实现
结构概念分析及ANSYS程序实现
【思考】
A. 变形量误差
线性： xsin
精确解： x b2 a2 L
泰勒展开 f x f 0 xf 0 x2 f 0 xn f n 0
2
n!
x
x
b
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1
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0 a2
第04讲
认识几何非线性
【算例Ex04a】
图示结构，二力杆轴向刚度EA，E=206GPa，A=0.0025m2， 求 荷 载 P=200kN 作 用 时 ， 中 点 挠 度 x 的 值 。 命 令 流 ： Ex04a.mac
结构概念分析及ANSYS程序实现
【理论解】
A. 结构力学线性解
杆件伸长量： xsin 杆件应变： x sin
LL
物理方程 N EA EA x sin
L
平衡方程： P 2N sin
可直接解出x：x
PL 1 2EA sin2
PL L2 2EA b2
【理论解】
B. 非线性解(精确解)
杆件伸长量： x b2 a2 L
cos
a
d
L
杆件应变：
L
cos
cos d
1
物理方程： N EA
平衡方程： P 2N sin d
无法直接解出x：P
2EAsin
ห้องสมุดไป่ตู้
d
cos
cos
d
1
结构概念分析及ANSYS程序实现
【思考】
1）在ANSYS中设置几何大变形开关。取a=1m，b=1m，对 比线性解、非线性解、ANSYS结果；取a=1m， b=0.04m， 对比上述结果；取a=1m， b=0.001m，对比上述结果。
2）什么是几何非线性？非线性解和线性解之间的误差是怎 样产生的？线性：变形前位置建立平衡方程，忽略变形的 高阶小量。非线性：变形后位置建立平衡方程，计算真实 变形。
3）取b=0.04m，画出荷载位移曲线，将理论解和ANSYS解 进行对比。结构刚度如何变化？为何刚度逐渐变大？这个 结构刚度中，应力刚度和弹性刚度各占比多少？
L3
最终：
x
0
x
b L
x2 2
a2 L3
结构概念分析及ANSYS程序实现
【思考】
B. 平衡力误差
线性： P 2N sin
精确解： P 2N sin d
C. 刚度
线性：x
PL 2EA
L2 b2
k P 2EA b2
x
L3
精确解：P 2EAsin
d
cos
cos d
1
k
dP dx