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结构力学长沙理工大学土木建筑学院力学系材料力学长沙理工大学力学系结构力学长沙理工大学力学系材料力学长沙理工大学力学系第1章绪论结构力学第一章绪论•§1.1结构力学的研究对象和任务•§1.2结构的计算简图和分类•§1.3荷载的分类材料力学长沙理工大学力学系§1.1结构力学的研究对象和任务工程结构（结构）：由建筑材料按照一定方式组成并能承受荷载作用的物体或体系。高层建筑水利工程结构力学第一章绪论桥梁工程§1.1结构力学的研究对象和任务材料力学长沙理工大学力学系结构力学第一章绪论大跨结构材料力学长沙理工大学力学系§1.1结构力学的研究对象和任务结构力学第一章绪论高耸结构材料力学长沙理工大学力学系§1.1结构力学的研究对象和任务核电建筑结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.1结构力学的研究对象和任务结构按几何特征可分为三种类型：杆件结构薄壁结构块体结构结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.1结构力学的研究对象和任务理论力学：讨论刚体的静力学、运动学和动力学问题材料力学：研究单根杆件的强度、刚度和稳定性问题弹性力学：实体结构和板壳结构为主要研究对象结构力学的研究对象：杆系结构结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.1结构力学的研究对象和任务结构力学的研究任务：（1）研究杆系结构的组成规律及其合理的组成形式，以及结构计算简图的合理选择；（2）研究杆系结构在荷载、温度变化和支座沉陷等因素作用下，结构各部分的内力计算和位移计算，以保证结构由足够的强度和刚度；（3）研究杆系结构在动力荷载作用下的结构动力响应。结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.1结构的计算简图确定计算简图的原则：（1）保证设计上的足够精度；（2）使计算尽可能简化。实际结构是很复杂的，完全按照结构的实际情况进行力学分析，既不可能，也无必要。结构的计算简图是力学计算的基础，极为重要。在结构计算中，经过科学抽象加以简化，用以代替实际结构的计算图形，称为结构的计算简图。结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系结构力学第二章几何组成分析§1.2结构的计算简图和分类1.2.2结构的简化结构的简化通常包括：（1）结构杆件的简化；（2）支座和结点的简化；（3）荷载的简化。1）结构杆件的简化略去杆件的具体形状，以一根轴线来表示材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.2结构的简化2）支座的简化支座：把结构和基础联系起来，以固定结构位置的装置（1）活动铰支座支座反力限制X向位移限制Y向位移结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.2结构的简化2）支座的简化（2）固定铰支座固定铰支座固定铰支座反力限制X、Y向位移结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.2结构的简化2）支座的简化（3）固定支座固定支座反力限制X、Y向位移及转动结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.2结构的简化2）支座的简化（4）定向支座（滑动支座）支座反力限制Y位移及转动限制X位移及转动结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.2结构的简化3）结点的简化（1）铰结点单铰结点复铰结点特征：所联结的各杆件都可以绕结点自由转动。由于各杆端没有转动约束，相应地无杆端弯矩。结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.2结构的简化3）结点的简化（2）刚结点单刚结点复刚结点特征：所联结的各杆件不能绕结点自由转动，即在结点处各杆端之间的夹角始终保持不变。结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.2结构的简化3）结点的简化（3）组合结点特征：在同一结点上，某些杆件间相互刚结，而另一些杆间互相铰接，又称半铰结点。结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.2结构的简化4）荷载的简化：线荷载、集中荷载、力偶荷载荷载体积力表面力集中荷载：作用面积不大分布荷载：作用在较大面积其他物体通过接触面传给结构的作用力结构的自重或惯性力例如：汽车荷载例：人群、自重和风力结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.3结构的分类平面杆系结构，根据其组成特征和受力特点分为：梁、拱、桁架、刚架、组合结构。（1）梁：由水平（或斜向）放置杆件构成。梁构件主要承受弯曲变形，是受弯构件。连续梁（直线）多跨静定梁（直线）曲梁（曲线）结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.3结构的分类（2）拱：一般由曲杆构成。在竖向荷载作用下有水平支座反力。不等高三铰拱等高两铰拱结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.3结构的分类（3）桁架：由若干直杆在两端用铰结点连接构成。桁架杆件主要承受轴向变形，是拉压构件。平面桁架结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.3结构的分类（4）刚架：不同方向的杆件用结点（一般都有刚结点）连接构成。刚架杆件以受弯为主，所以又叫梁式构件。结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.2结构的计算简图和分类1.2.3结构的分类（5）组合结构：由梁式构件和拉压构件构成。梁式杆桁架杆排架一种工业厂房用的特殊组合结构柱柱柱屋架屋架结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.3荷载的分类（1）按荷载作用时间分恒载活载作用在结构上可变的荷载如：楼面荷载、风荷载、吊车荷载作用在结构上不变的荷载如：结构自重或土压力（2）按荷载作用性质分动荷载荷载（大小、方向、作用线）随时间迅速变化，并使结构发生不容忽视的惯性力。荷载由零加至最后值，且在加载过程中结构始终保持静力平衡，即可忽略惯性力的影响。静荷载结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系§1.3荷载的分类（3）按荷载作用范围分集中荷载分布荷载分布作用在一定面积或长度上的荷载，如：风、雪、自重。荷载的作用面积相对于总面积是微小的，作用上这个面积上的荷载为集中荷载。（4）按荷载位置的变化分移动荷载可以在结构上自由移动的荷载。如：吊车梁上的吊车荷载、公路桥梁上的汽车荷载。作用位置固定不变的荷载。如：风、雪、结构自重等。固定荷载结构力学第一章绪论材料力学长沙理工大学力学系结构力学第一章绪论