结构力学

1. 结构力学

2. 授课教师信息 田 霞 力学与材料学院工程力学系 tianxia@lsec.cc.ac.cn 课程网站 http://online.hhu.edu.cn/jpkc2009/jglx/ WELCOME

3. 结构力学研究的对象和任务 一. 研究对象----由细长杆件组成的杆件结构。本书仅讨论平面杆件结构。 实际的结构都是空间结构，在大多数情况下，通常可以忽略一些次要的空间约束而将其简化为若干个平面结构，使计算得到简化。 但并非所有情况都能如此，有些必须作为空间结构来研究！

4. 二、研究任务 1. 研究杆件结构的组成规律和合理形式、计算简图的合理选取。 1）组成规律：保证结构各部件之间不发生相对运动，使结构能够承载，并能够维持平衡。 2）合理形式：能够有效利用材料，使其性能得到充分发挥。

5. 2. 讨论结构内力和变形的计算方法，进行强度、刚度、稳定性计算。 1）强度计算：计算结构由于荷载、支座移动、温度变化、制造误差等引起的内力（剪力、轴力、弯矩）---- 称为强度计算。 强度计算在于保证结构在使用中的安全性，并符合经济 要求。 2）刚度计算：计算结构由于荷载、支座移动、温度变化、制造误差等引起的变形和位移----称为刚度计算。 刚度计算在于保证结构不会产生过大的变形，从而影响使用。 3）稳定性计算在于保证结构不会产生失稳破坏（即受 力构件丧失保持稳定平衡的能力）。

6. 3. 学会将计算结果用于实际结构的设计和施工。

7. 支座的简化 • 支座：将结构与基础连接起来，并用以固定结构 位置的装置。 ■ 支座反力：支座对结构的约束力。 注：支座反力总是沿着它所限制的位移方向。

8. 从支座对结构的约束作用来看，常用的计算简图从支座对结构的约束作用来看，常用的计算简图 分为四类： （1）辊轴支座 （2）铰支座 （3）定向支座 （4）固定支座

9. （1）辊轴支座 特点： 1）只阻止杆端A点沿链杆方向的移动，整个杆件既可以 沿着与链杆垂直的方向移动，又可以绕铰A自由转动。 2）支座反力通过铰中心，沿着链杆方向作用。

10. A 整个杆件既可以沿着与链杆垂直的方向移动，又可以绕铰A自由转动。

11. （b） （c） （a） （2）铰支座 特点： 1）不允许杆端A点发生任何方向上的移动，而只能绕铰 A自由转动。 2）支座反力通过铰A的中心，但是大小和方向是未知的 ，可用沿两个确定方向的未知反力 和 来表示。 模型 两种等价的计算简图

12. A （a） （b） 3、定向支座 模型 计算简图 特点： 1）杆端A点不能自由转动，不能产生沿链杆方向的线位移，但可以产生垂直于链杆方向的线位移； 2）支座反力包括一个反力矩和沿链杆方向上的反力。

13. 4、固定支座 在实际结构中，凡嵌入墙身或插入地基的杆件， 其嵌入部分有足够的长度，以便使杆端不能有任何 移动和转动时，该端就可视为固定支座。 （a） （b） 嵌入墙身的杆件 插入地基的柱子 模型

14. （c） （d） 特点： 1）不允许杆端A点自由转动和发生沿任何方向上的 移动。 2）支座反力包括一个反力矩和沿x、y方向上的反 力。 模型 计算简图：杆端A点（红点 位置处）可视为固定支座

15. 固定支座亦可用三根既不完全平行，又不全交于一点的三根链杆表示。显然，这三根链杆对杆端的约束与固定支座完全相同。固定支座亦可用三根既不完全平行，又不全交于一点的三根链杆表示。显然，这三根链杆对杆端的约束与固定支座完全相同。