電子教案

1、結(jié)構(gòu)力學(xué),Structural Mechanics,主講：惠寬堂,第一章 結(jié)構(gòu)力學(xué)總論,§1.1 結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)一、結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象—結(jié)構(gòu)1、 結(jié)構(gòu)—建筑物或構(gòu)筑物中支承荷載而起骨架作用的部分。 房屋建筑—建筑結(jié)構(gòu) 橋 梁—橋梁結(jié)構(gòu) 水利工程—水工結(jié)構(gòu)… … 結(jié)構(gòu)舉例：教學(xué)大樓、長(zhǎng)江大橋、水壩、水塔……2、結(jié)構(gòu)的分類（1）按結(jié)構(gòu)構(gòu)

2、件的幾何特征：桿件結(jié)構(gòu)、薄壁結(jié)構(gòu)、實(shí)體結(jié)構(gòu)。（2）按建造結(jié)構(gòu)的材料：鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等。（3）按結(jié)構(gòu)和荷載的空間特征：空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)。 研究結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能的學(xué)科稱為結(jié)構(gòu)力學(xué)，但通常所說(shuō)的結(jié)構(gòu)力學(xué)以桿件結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，也稱桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)。,三峽大壩,南京長(zhǎng)江大橋,世界上最早的石拱橋，建于公元605年前后，全長(zhǎng)50.82米，凈跨37.02米，拱高7.23米，距今已有1400多年，仍完好無(wú)損！,世界建筑T

3、OP 10+1No.1 臺(tái)北101大廈 508米高 101層 中國(guó) 臺(tái)北,世界建筑TOP 10+1No. 2 雙子塔 452米高88層吉隆坡,世界建筑TOP 10+1 No. 3 西爾斯大廈 442米高110層芝加哥,世界建筑TOP 10+1 No. 4 金貿(mào)大廈 421米高88層上海,世界建筑TOP 10+1 No. 5 國(guó)際金融中心（二期） 420米高 90層香港

4、,世界建筑TOP 10+1 No. 6 中信廣場(chǎng) 391米高 80 層廣州,世界建筑TOP 10+1 No. 7 地王大廈384米高 69層 深圳,世界建筑TOP 10+1 No. 8 帝國(guó)大廈 381米高 102層 紐約,世界建筑TOP 10+1 No. 9 中環(huán)廣場(chǎng) 374米高 78層 香港,世界建筑TOP 10+1 No. 10 中銀大廈 367米高 72 層香

5、港,世界建筑TOP 10+1 “玻璃人行天橋”從大峽谷南端的飛鷹峰延伸出來(lái)約21米距離谷底1219米,二、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的任務(wù) ——研究桿件結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律，以及結(jié)構(gòu)在外因作用下的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的計(jì)算原理和計(jì)算方法。一般包括4個(gè)方面：1、研究組成規(guī)律與合理形式,保證結(jié)構(gòu)組成合理，能夠承擔(dān)荷載并保持平衡；2、研究結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的計(jì)算原理和計(jì)算方法—強(qiáng)度和剛度,本課重要內(nèi)容；3、研究結(jié)構(gòu)的整

6、體穩(wěn)定和動(dòng)力荷載作用下的計(jì)算原理和計(jì)算方法；4、了解各類結(jié)構(gòu)的受力性能和特點(diǎn)，選取合理的結(jié)構(gòu)類型，以利結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從解決工程實(shí)際問(wèn)題的角度看結(jié)構(gòu)力學(xué)的內(nèi)容1、將實(shí)際結(jié)構(gòu)抽象為計(jì)算簡(jiǎn)圖；2、各種計(jì)算簡(jiǎn)圖的計(jì)算方法；3、將計(jì)算結(jié)果運(yùn)用于設(shè)計(jì)和施工。,§1-1 結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù),,,三、結(jié)構(gòu)力學(xué)與其它課程的關(guān)系 理論力學(xué)—研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律，即力學(xué)中最普遍、最基本的規(guī)律。

7、 材料力學(xué)—以單個(gè)桿件為主要對(duì)象 彈性力學(xué)—以板、殼和實(shí)體結(jié)構(gòu)為主要對(duì)象 塑性力學(xué)—以板、殼和實(shí)體結(jié)構(gòu)為主要對(duì)象,§1-1 結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù),四、結(jié)構(gòu)力學(xué)在專業(yè)培養(yǎng)中的作用 —土木工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。先行課：數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)；后續(xù)課：彈性力學(xué)、塑性力學(xué)以及專業(yè)課。能力培養(yǎng)：分析能力、計(jì)算能力、自學(xué)能力、表達(dá)能力、解決工程實(shí)際 問(wèn)題的

8、能力本課特點(diǎn)：實(shí)踐性強(qiáng)、靈活性大、理論與實(shí)踐并重,§1-2 結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖,一、計(jì)算簡(jiǎn)圖概念1、計(jì)算簡(jiǎn)圖：分析計(jì)算結(jié)構(gòu)時(shí)用于代替實(shí)際結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型。2、選取計(jì)算簡(jiǎn)圖的必要性和可能性（舉例說(shuō)明）必要性：不簡(jiǎn)化常使分析計(jì)算不可能；可能性：使分析計(jì)算簡(jiǎn)單而結(jié)果又能反映實(shí)際。3、選取計(jì)算簡(jiǎn)圖的原則計(jì)算簡(jiǎn)單—略去次要因素；反映實(shí)際—保留主要因素，能反映結(jié)構(gòu)的主要力學(xué)性能。須要考慮的其他因素（舉

9、例說(shuō)明）（1）結(jié)構(gòu)的重要性—重要、一般、臨時(shí)建筑（2）不同設(shè)計(jì)階段的要求—初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)（3）問(wèn)題的性質(zhì)和難易程度—靜力、動(dòng)力，復(fù)雜結(jié)構(gòu)（4）計(jì)算手段和工具—手算：計(jì)算尺、計(jì)算器；電算：計(jì)算機(jī)（…）※ ——計(jì)算簡(jiǎn)圖的選取不僅需要力學(xué)知識(shí),還需要有豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和工程結(jié)構(gòu)知識(shí)。,§1-2 結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖二、平面桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖1、結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化空間 平面 ？

10、2、桿件的簡(jiǎn)化以桿件的軸線代表?xiàng)U件：直桿和曲桿,,,,,,(1) 鉸結(jié)點(diǎn),(2) 剛結(jié)點(diǎn),3.結(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化,,(3) 組合結(jié)點(diǎn),,,,,4.支座的簡(jiǎn)化,(1) 鉸支座,(2) 滾軸支座,(3) 固定支座,,,,,,,Y,X,Y,Y,X,M,,,,（4）定向支座,,（5）彈性支座,5.材料性質(zhì)的簡(jiǎn)化,將結(jié)構(gòu)材料視為連續(xù)、均勻、各向同性，理想的線形彈性體。,6.荷載的簡(jiǎn)化,荷載—作用在結(jié)構(gòu)上的主動(dòng)外力。自重、水壓力、風(fēng)力等。