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西安建筑科技大学土木学院结构力学统称为工程结构,简称为结构。第一章结构力学总论§1.1结构力学的研究对象和任务一、结构力学的研究对象—结构1、结构—建筑物或构筑物中支承荷载而起骨架作用的部分。房屋建筑—建筑结构桥梁—桥梁结构水利工程—水工结构……结构举例:教学大楼、长江大桥、水坝、水塔……2、结构的分类(1)按结构构件的几何特征:杆件结构、薄壁结构、实体结构。(2)按建造结构的材料:钢结构、钢筋混凝土结构、木结构等。(3)按结构和荷载的空间特征:空间结构、平面结构。研究结构的力学性能的学科称为结构力学,但通常所说的结构力学以杆件结构为研究对象,也称杆件结构力学。三峡大坝南京长江大桥世界上最早的石拱桥,建于公元605年前后,全长50.82米,净跨37.02米,拱高7.23米,距今已有1400多年,仍完好无损!世界建筑TOP10+1No.1台北101大厦508米高101层中国台北世界建筑TOP10+1No.2双子塔452米高88层吉隆坡世界建筑TOP10+1No.3西尔斯大厦442米高110层芝加哥世界建筑TOP10+1No.4金贸大厦421米高88层上海世界建筑TOP10+1No.5国际金融中心(二期)420米高90层香港世界建筑TOP10+1No.6中信广场391米高80层广州世界建筑TOP10+1No.7地王大厦384米高69层深圳世界建筑TOP10+1No.8帝国大厦381米高102层纽约世界建筑TOP10+1No.9中环广场374米高78层香港世界建筑TOP10+1No.10中银大厦367米高72层香港世界建筑TOP10+1“玻璃人行天桥”从大峡谷南端的飞鹰峰延伸出来约21米距离谷底1219米二、结构力学课程的任务——研究杆件结构的组成规律,以及结构在外因作用下的强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方法。一般包括4个方面:1、研究组成规律与合理形式,保证结构组成合理,能够承担荷载并保持平衡;2、研究结构内力与变形的计算原理和计算方法—强度和刚度,本课重要内容;3、研究结构的整体稳定和动力荷载作用下的计算原理和计算方法;4、了解各类结构的受力性能和特点,选取合理的结构类型,以利结构设计。从解决工程实际问题的角度看结构力学的内容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。§1-1结构力学的研究对象和任务三、结构力学与其它课程的关系理论力学—研究物体机械运动的一般规律,即力学中最普遍、最基本的规律。材料力学—以单个杆件为主要对象弹性力学—以板、壳和实体结构为主要对象塑性力学—以板、壳和实体结构为主要对象任务:强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方法。§1-1结构力学的研究对象和任务四、结构力学在专业培养中的作用—土木工程专业重要的专业基础课。先行课:数学、理论力学、材料力学;后续课:弹性力学、塑性力学以及专业课。能力培养:分析能力、计算能力、自学能力、表达能力、解决工程实际问题的能力本课特点:实践性强、灵活性大、理论与实践并重§1-2结构的计算简图一、计算简图概念1、计算简图:分析计算结构时用于代替实际结构的计算模型。2、选取计算简图的必要性和可能性(举例说明)必要性:不简化常使分析计算不可能;可能性:使分析计算简单而结果又能反映实际。3、选取计算简图的原则计算简单—略去次要因素;反映实际—保留主要因素,能反映结构的主要力学性能。须要考虑的其他因素(举例说明)(1)结构的重要性—重要、一般、临时建筑(2)不同设计阶段的要求—初步设计、施工图设计(3)问题的性质和难易程度—静力、动力,复杂结构(4)计算手段和工具—手算:计算尺、计算器;电算:计算机(…)※——计算简图的选取不仅需要力学知识,还需要有丰富的实际经验和工程结构知识。§1-2结构的计算简图二、平面杆件结构的计算简图1、结构体系的简化空间平面?2、杆件的简化以杆件的轴线代表杆件:直杆和曲杆(1)铰结点(2)刚结点3.结点的简化(3)组合结点4.支座的简化(1)铰支座(2)滚轴支座(3)固定支座YXYYXM(4)定向支座MY(5)弹性支座5.材料性质的简化将结构材料视为连续、均匀、各向同性,理想的线形弹性体。6.荷载的简化荷载—作用在结构上的主动外力。自重、水压力、风力等。广义荷载—温度变化、支座移动、材料收缩、制造误差等。分类:(1)按荷载分布特征:集中荷载与分布荷载;(2)按荷载作用时间长短:恒载与活载;(3)按荷载作用的性质:静力荷载与动力荷载。
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