定义:建筑物、构筑物中支承和传递荷载的骨架
一维》另两维
两维》另一维
三维尺寸相当
结构合理形式
结构计算
信息推定与行为控制
概念结构力学
计算结构力学
保留主要因素,略去次要因素,反映主要受力特征
简化计算可视具体要求和情况而定
空间结构 →平面结构
杆件用其轴线表达
铰接点
刚结点
活动铰支座
固定铰支座
固定支座
楼面荷载
风荷载
简化为分区均布荷载
梁是一种受弯构件,其轴线为直线或曲线。其力学特点是在竖向荷载作用下无水平支座反力(推力),并主要承受弯矩和剪力。梁可以是单跨的或是多跨的。
拱的轴线为曲线,其力学特点是在竖向荷载作用下有水平支座反力(推力),并主要承受轴力和相对较小的弯矩和剪力。拱有单跨的也有多跨的。
刚架也是由直杆组成的,但其结点通常为刚结点。其力学特点是各杆件不仅承受轴向力,还要承受弯矩和剪力。
桁架由直杆组成,所有结点都为铰结点。其力学特点是各杆件仅承受轴向力。
组合结构是桁架、梁、刚架、拱以及缆索结构相互组合在一起形成的结构,通常含有组合结点。
人群荷载、吊车荷载、雪载和风载等
结构的自重或土压力
结构的恒载和部分活载(如人群荷载、雪载)是静力荷载
动力机械运转时产生的荷载、爆炸的冲击波、台风和海浪的压力、地震力
恒载和大部分活载(如雪载、风载)在结构上的作用位置,在荷载作用期间不发生变化
有些活载如吊车荷载、汽车荷载和火车荷载,在结构上的作用位置在荷载作用期间不断地移动
广义上说使结构产生内力或变形,如温度变化、基础沉陷、材料收缩等因素称为荷载。通常把作用于结构上的外力,例如结构的自重,作用于结构的水压力、土压力等称为荷载。
任意点位移 u=a1F+a2F2+..+anFn
结构体连续性
外部撤销时,恢复形变
解的唯一性
叠加定理
互等定理
非线性弹性
弹塑性
出现塑性区
变形或位移大
需在变形后位形上应用平衡条件
唯一性定理和叠加原理等不再成立
体系的形状和位置是不能改变的;
体系的位置和形状是可以改变的。也叫常变体系。
把杆件视作刚体,由杆件组成的几何形状不变的集合。刚片只能发生位置变化,不能形状变化。
确定体系位置所需的独立坐标的数目
限制结构体系运动及变形的各种装置
能减小体系自由度的约束。对于几何不变体系,去掉某约束后变成几何可变,则该约束是必要约束
去掉此约束,体系的自由度不变,该体系的“身份”也不变!(身份:几何不变体系or几何可变体系)
体系中的一个点在初始时刻具有一个自由度,但该点发生微小位移后就不能再运动,体系在一瞬间转变为几何不变体系
把杆件当做刚体的前提下,所有结点位置都不能改变=几何不变体系!
通过在基础上不断附加二元体,扩大基础刚片“根据地、势力范围”
增加或减少二元体不改变体系的几何不变性或几何可变性!
两个刚片用三根互相平行但不等长的单链杆联结为瞬变体系
当我把所有约束都视为“必要约束”来计算W时,结果W>0,则肯定是有自由度的体系、几何可变体系。
当我把所有约束都视为“必要约束”来计算W时,结果W>0,则肯定是有自由度的体系、几何可变体系。
所有结点都是铰结点
荷载只作用在结点上
每根杆都是二力杆
有些工程结构非常符合桁架的结构特征,全都是铰结
但是,也有一些工程结构,可以近似作为桁架进行简化分析,且简化分析的结构与真实精确解很接近。——当做桁架
体系内部是由N个二元体组成
由几个简单桁架联合组成几何不变的铰接体系
不属于前两类的桁架
取一个结点为隔离体
取桁架的一部分为隔离体
联合法
两杆结点上无外荷载,若两杆不共线则均为零杆
两杆结点上外荷载与其中一杆共线时,则另一根杆为零杆
三杆结点上无外荷载时,如果其中两杆共线,则第三杆为零杆
采用结点法计算时,仅使用单个方程即可求出该杆的轴力
三杆结上有外荷载,如果其中两杆共线,则第三杆为结点单杆
X形结点上无外荷载时,则共线的一对杆轴力大小相等、性质相同
K形结点上无外荷载时,不共线的两杆轴力大小相等、符号相反