结构力学习题答案绪论.doc

绪论？？？本章问题：什么是结构？结构力学的研究对象？结构力学的研究任务？什么是结构的计算简图？杆件间连接方式有哪几种？结构与基础之间的连接方式有哪几种？杆件结构的分类有哪些？荷载的分类有哪些？§1-1结构力学的学科内容和教学要求一、研究对象：杆件结构1、什么是结构：由若干杆件用各种结点连接而成的杆件体系，当能承担一定范围内任意荷载作用时，称为杆件结构，简称结构。即建筑物和工程设施中承受荷载而起骨架作用的部分。如：①房屋中梁、柱②公路、铁路、桥梁、遂洞等结构从几何角度分：杆件结构－其横截面尺寸要比长度小得多；板壳结构（薄壁结构）－其厚度尺寸要比长度和宽度小得多；实体结构－长宽高尺寸相当。2、什么是机构：不能承担任意荷载的系统称机构。它是机械工程等的研究对象。结论：在土木等工程中应用的都是结构，但结构的组成方式不同将影响其力学性能（静定和超静定）和分析方法。因此，分析结构受力、变形之前，必须首先了解结构的组成。实际结构中的构件在外界因素作用下都是可变形的，但在小变形的情形下，分析结构组成时，其变形可以忽略不计，因而所有构件均将视为刚体。二、研究任务是根据力学原理研究在外力和其它外界因素作用下结构的内力和变形，结构的强度、刚度、稳定性和动力反应，以及结构的组成规律。包括：讨论结构的组成规律和合理形式，以及结构的计算简图的合理选择。讨论结构的内力和变形的计算方法，进行结构的强度和刚度的验算。讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应。三、能力培养分析能力：选择结构计算简图；力系平衡分析和变形几何分析；选择计算方法的能力。计算能力：确定计算步骤；校核或定性判断；初步使用结构计算程序的能力。自学能力：消化已学知识；摄取新知识的能力。表达能力：作业要整洁、清晰、严谨。§1-2结构的计算简图及简化要点选择计算简图的原则是：从实际出发――计算简图要反应实际结构的主要性能；分清主次，略去细节――计算简图要便于计算。简化过程：<1>结构的简化:杆件以其纵轴线表示。如:梁、柱——直线；曲杆、拱——曲线。<2>结点的简化：铰结点：各杆可分别绕其转动M=0(杆件联结区)刚结点：各杆转角相同，没有不完全相交<3>支座的简化可动铰支座(结构与基础联系的装置)固定铰支座固定支座定向支座<4>荷载的简化：简化为作用在纵轴线上的线荷载q，集p或力偶注：①结构体系的简化：空间——平面②材料性质的简化：对组成构件的材料一般假设为连续、均匀、各向同性、完全弹性或弹塑性的。例1、①吊车梁轴线=2\*GB3②L(梁与柱接触面中心间距)=3\*GB3③支座(梁搁于柱上可微转)=4\*GB3④荷载:自重q、轮压P1、P2例2、钢屋顶桁架，结点焊接。结构简化：杆件以轴线代替，且认为位于同一平面内并经过结点中心。注：木屋架：结点较接近于铰结点。钢屋架：实际焊接点上各杆间夹角是不会改变的。但据力学分析可证明：桁架在结点p下，主要是轴力，所以刚结点所起作用与铰结点相近，故可简化为铰接桁架，且便于计算。例3、门式刚架：预制厂形构件，插入杯口基础。例4、钢筋砼单层工业厂房，由空间简化平面a）例4、钢筋砼单层工业厂房，由空间简化平面a）b）c）§1-3杆件结构的分类几种主要类型：1、梁：受弯构件，轴线常为直线，可单跨、多跨。a）b）2、拱：轴线为曲线，竖向荷载下有水平反力3、刚架：梁、柱组成，有刚结点，M为主要内力4、桁架：直杆组成，均为铰结点。P结点下只产生N，此时各杆为二力杆5、组合结构：部分受N，由桁架和梁或刚架组合。§1-4荷载的分类概念：作用于结构的外力如：自重、风压力等设计依据：过大——浪费过小——不安全设计中：各种荷载组合，取不利荷载组合。分类：（1）据荷载分布情况可分：集中荷载P（分布面远小于结构尺寸）、分布荷载q（分布均匀时）（2）据作用时间分：恒载：长期作用于结构的不变荷载。如：自重、土压力活载可分为：a）可动载：如：人群、风、雪b）移动载：如：吊车轮压、指平行且间距不变。（3）据活载作用的性质分：静力荷载：不随时间变化或变化极为缓慢的荷载。动力荷载：随时间迅速变化或短暂时段内突然作用或消失的荷载使结构产生显著加速度，惯性力不能忽略。