第一篇:結構力學上機心得
結構力學學習心得
結構力學的學習馬上就要結束了,本學期學的主要是漸進法、矩陣位移法和平面剛架靜力分析程序設計,相比上學期的畫內(nèi)力圖和計算這學期貌似任務比較輕,需要動手的不多,但理解上難度較大。上學期學的是比較基礎的理論分析,只能計算大略的值和細小部分結構,因為按實際結構計算的話是手算不能實現(xiàn)的計算量太大,這學期把計算用編程的方法賦予給計算機計算,大大減少了人的勞動量。矩陣位移法,通過單元分析和整體分析把一個結構化整為零,編程程序簡單而且通用性強,針對不同的題只需要對相關參數(shù)進行修改就可計算。我們的編程是用的VB語言,大一學的如果不應用的話就把知識忘光了,這次的上機課給了我們一個應用所學的機會。
我們分成小組做任務,整體程序比較長,在組長的帶領下我們分塊寫程序,然后整合到一起。這是個需要每個人都嚴謹認真負責的過程,只有每一段程序都合格,整體程序才能無錯通過調(diào)試,在這次任務當中我們組長表現(xiàn)的特別有擔當,雖然有好幾個同學的程序都出了錯,需要做調(diào)試修改,他都沒有怨言的進行了整合,在他的帶領下我們組才能順利完成老師布置的任務。
整個結構力學的學習就快要結束了,我覺得上學期的知識非常多,學的也客觀,通過練習就能掌握;這學期的課比較枯燥,特別是在講程序的編寫的時候,如果條件允許的話我建議以后編程部分的課都到機房上,在老師講的同時讓同學們在電腦上實際操作,這樣我覺得學習效果會比后期讓學生再抄書上的程序要好。以后在工作中進行的計算都是要使用程序軟件的,如果學校能夠把以后會用到或者很通用的工作軟件在課程當中教授給學生的話我想這是非常好的。總結這一年的學習,非常感謝李華老師的辛勤付出和對我們的悉心照顧,課程有結束的時候,師生情誼永遠存在。
第二篇:結構力學上機實驗報告
結構力學上機實驗報告
姓名:
學號:
指導老師:肖方紅
1.作圖示剛架的FN、FS、M圖,已知各桿截面均為矩形,柱截面寬0.4m,高0.4m, 大跨梁截面寬0.35m,高0.85m,小跨梁截面寬0.35m,高0.6m,各桿E=3.0×104 MPa。10分
解:統(tǒng)一單位力kN長度m那么彈性模量單位為kPa。輸入輸出數(shù)據(jù)如下:
表一:1題輸入數(shù)據(jù)
******************************************************************************************* *
* *
sjl1 gangjia 2011.10.24
* *
* ******************************************************************************************* 3e7 1
0.16
213e-5 2
0.16
213e-5
0.2975
1791e-5 2
0.2975
1791e-5 4
0.21
63e-4 5
0.21
63e-4 5
0.16
213e-5 8
0.16
213e-5 7
0.16
213e-5 9
0.16
213e-5 0
0 0
4.5 0
7.7 7.2 7.7 7.2 4.5 11 7.7 11 4.5 7.2 0 11 0 11 0 12 0 13 0 81 0 82 0 83 0 91 0 92 0 93 0 1 6
0
0
-15 7 1
4.5 2
3.2 3-196 7.2 4-36
7.2 5-196 3.8 6-36
3.8 6-26
2.7 表二:1題輸出數(shù)據(jù)
Input Data File Name: sjl1.txt
Output File Name: sjl1out.txt
************************************************************************ *
*
sjl1 gangjia 2011.10.24
*
************************************************************************
The Input Data
The General Information
E
NM
NJ
NS
NLC
3.000E+07
The Information of Members
member start end
A
I
1.600000E-01
2.130000E-03
1.600000E-01
2.130000E-03
2.975000E-01
2.975000E-01
2.100000E-01
2.100000E-01
1.600000E-01
1.600000E-01
1.600000E-01
1.600000E-01
The Joint Coordinates
joint
X
Y
.000000
.000000
.000000
4.500000
.000000
7.700000
7.200000
7.700000
7.200000
4.500000
11.000000
7.700000
11.000000
4.500000
7.200000
.000000
11.000000
.000000
The Information of Supports
IS
VS
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
1.791000E-02 1.791000E-02 6.300000E-03 6.300000E-03 2.130000E-03 2.130000E-03 2.130000E-03 2.130000E-03
Loading Case 1
The Loadings at Joints
NLJ=
joint
FX
FY
FM
.000000
.000000
-15.000000
The Loadings at Members
NLM=
member type
VF
DST
20.000000
4.500000
20.000000
3.200000
-196.000000
7.200000
-36.000000
7.200000
-196.000000
3.800000
-36.000000
3.800000
-26.000000
2.700000
The Results of Calculation
The Joint Displacements
joint
u
v
rotation
3.076236E-21
-7.549352E-20
-7.540649E-21
4.636735E-03
-7.077518E-04
-4.359988E-04
5.924037E-03
-1.134844E-03
-3.169292E-03
5.813626E-03
-2.178472E-03
1.834783E-03
4.684030E-03
-1.341626E-03
1.384534E-05
5.788766E-03
-5.408925E-04
4.571795E-04
4.685631E-03
-3.674969E-04
-4.586878E-05
3.967738E-21
-1.431068E-19
-8.907750E-21
3.856026E-21
-3.919967E-20
-8.741193E-21
The Terminal Forces
member
FN
FS start
754.935194
75.762357
end
-754.935194
14.237643 start
640.638123
-72.863183
end
-640.638123
136.863184
M 109.156485
29.274120-96.133965-239.428195 start
136.863184
640.638123
239.428195
end
-136.863184
770.561840
-707.153563 start
-58.625540
114.297071
66.859844
end
58.625540
144.902922
-177.040903 start
41.214402
484.706696
517.753681
end
-41.214402
260.093294
-90.988284 start
-2.654138
30.896570
-29.106007
end
2.654138
131.903429
-142.007053 start
1255.268536
95.648782
116.676201
end
-1255.268536
start
1431.068027
end
-1431.068027
start
260.093294
end
-260.093294 start
391.996723
end
-391.996723
鋼架的FN圖:
-95.648782
39.677380
-39.677380
41.214402
-41.214402
38.560264
-38.560264
189.399883 89.077501 89.470709 55.897795 75.988284 87.411931 86.109258
鋼架的Fs圖:
鋼架的M圖:
2、計算圖示桁架各桿的軸力。已知A=2400mm2,E=2.0×105 MPa。5分
解:該桁架各節(jié)點均為鉸結,為了使計算簡便,所有節(jié)點均作為鋼節(jié)點,為此在輸入數(shù)據(jù)時,各桿截面二次矩取很小的值,本題取1×10-20 本題有30根桿件,17個節(jié)點,輸入輸出數(shù)據(jù)如下:
表三:2題輸入數(shù)據(jù)
************************************************************************** *
*
*
sjl2 gangjia 2011.10.24
* *
* ************************************************************************** 2e8 1
24e-4
1e-20 1
24e-4
1e-20 2
24e-4
1e-20 2
24e-4
1e-20 3
24e-4
1e-20 5
24e-4
1e-20 3
24e-4
1e-20 3
24e-4
1e-20 4
24e-4
1e-20 6
24e-4
1e-20 4
24e-4
1e-20 6
24e-4
1e-20 7
24e-4
1e-20 7
24e-4
1e-20 8
24e-4
1e-20 9
24e-4
1e-20 9
24e-4
1e-20 11
24e-4
1e-20 10
24e-4
1e-20 11
24e-4
1e-20 11
24e-4
1e-20 12
24e-4
1e-20 15
24e-4
1e-20 15
24e-4
1e-20 12
24e-4
1e-20 14
24e-4
1e-20 13
24e-4
1e-20 14
24e-4
1e-20 15
24e-4
1e-20 17
24e-4
1e-20 0
0 0 1
3.75 2
3.5 1
4.75 2
5.5 3
5.25 3
6.25 4 5
6.25 5
5.25 6
5.5 7
4.75 7
3.75 6
3.5 8 8
0 11
0 12
0 171
0 172
0 9 2 0-12 0 5 0-5
0 6 0-5
0 8 0-5
0 9 0-5
0 10 0-5
0 12 0-5
0 13 0-5
0 16 0-12 0 0
表四:2題輸出數(shù)據(jù)
Input Data File Name: sjl2.txt
Output File Name: sjl2out.txt
************************************************************************ *
*
sjl2 gangjia 2011.10.24
*
************************************************************************
The Input Data
The General Information
E
NM
NJ
NS
NLC
2.000E+08
The Information of Members
member start end
A
I
2.400000E-03
1.000000E-20
2.400000E-03
1.000000E-20
2.400000E-03
1.000000E-20
2.400000E-03
1.000000E-20
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
2.400000E-03
The Joint Coordinates
joint
X
Y
.000000
.000000
.000000
4.000000
1.000000
3.750000
2.000000
3.500000
1.000000
4.750000
1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20 1.000000E-20
1.000000E-20
1.000000E-20
1.000000E-20
1.000000E-20
1.000000E-20
2.000000
5.500000
3.000000
5.250000
3.000000
6.250000
4.000000
7.000000
5.000000
6.250000
5.000000
5.250000
6.000000
5.500000
7.000000
4.750000
7.000000
3.750000
6.000000
3.500000
8.000000
4.000000
8.000000
.000000
The Information of Supports
IS
VS
.000000
.000000
171
.000000
172
.000000
Loading Case 1
The Loadings at Joints
NLJ=
joint
FX
FY
.000000
-12.000000
.000000
-5.000000
.000000
-5.000000
.000000
-5.000000
.000000
-5.000000
.000000
-5.000000
.000000
-5.000000
.000000
-5.000000
.000000
-12.000000
The Loadings at Members
NLM=
0
The Results of Calculation
FM.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000
The Joint Displacements
joint
u
v
rotation
-5.714286E-22
-2.950000E-21
-5.676597E-05
1.682251E-04
-1.625000E-04
-1.236830E-04
1.583218E-04
-2.705629E-04
-3.193943E-05
1.833298E-04
-2.161644E-04
2.716851E-05
2.265671E-04
-2.809795E-04
-4.829399E-05
1.786882E-04
-2.578310E-04
2.349593E-05
1.918510E-04
-2.279964E-04
1.336072E-04
-2.384131E-04
1.857079E-18
-1.009603E-04
-1.336072E-04
-2.384131E-04
-1.918510E-04
-2.279964E-04
-1.786882E-04
-2.578310E-04
-2.265671E-04
-2.809795E-04
-1.583218E-04
-2.705629E-04
-1.833298E-04
-2.161644E-04
-1.682251E-04
-1.625000E-04
5.714286E-22
-2.950000E-21
The Terminal Forces
member
FN
start
19.500000
end
-19.500000 start
11.517511
end
-11.517511 start
9.375000
end
-9.375000 start
-7.730823
end
7.730823 start
-5.153882
end
5.153882 start
9.375000
end
-9.375000 start
5.000000
end
-5.000000 start
-5.038911
end
5.038911 start
10.000000
end
-10.000000
start
-2.576941
end
2.576941
4.762947E-05 1.067515E-04 9.122545E-19-1.067515E-04-4.762947E-05-2.349593E-05 4.829399E-05 3.193943E-05-2.716851E-05 1.236830E-04 5.676597E-05
FS
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
M.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000
start
1.439689
.000000
.000000
end
-1.439689
.000000
.000000
start
9.375000
.000000
.000000
end
-9.375000
.000000
.000000
start
5.000000
.000000
.000000
end
-5.000000
.000000
.000000
start
-3.599222
.000000
.000000
end
3.599222
.000000
.000000
start
9.375000
.000000
.000000
end
-9.375000
.000000
.000000
start
9.375000
.000000
.000000
end 10
-9.375000
.000000
.000000
start
-3.599222
.000000
.000000
end 11
3.599222
.000000
.000000
start 11
5.000000
.000000
.000000
end 10
-5.000000
.000000
.000000
start 10
9.375000
.000000
.000000
end 12
-9.375000
.000000
.000000
start 11
-2.576941
.000000
.000000
end 12
2.576941
.000000
.000000
start 11
1.439689
.000000
.000000
end 15
-1.439689
.000000
.000000
start 12
9.375000
.000000
.000000
end 13
-9.375000
.000000
.000000
start 15
10.000000
.000000
.000000
end 12
-10.000000
.000000
.000000
start 15
-5.153882
.000000
.000000
end 14
5.153882
.000000
.000000
start 12
-5.038911
.000000
.000000
end 14
5.038911
.000000
.000000
start 14
5.000000
.000000
.000000
end 13
-5.000000
.000000
.000000
start 13
9.375000
.000000
.000000
end 16
-9.375000
.000000
.000000
start 14
-7.730823
.000000
.000000
end 16
7.730823
.000000
.000000
start 15
11.517511
.000000
.000000
end 17
-11.517511
.000000
.000000
start 17
19.500000
.000000
.000000
end 16
-19.500000
.000000
.000000
鋼架軸力圖(其中拉力為正,壓力為負):
3.作圖示連續(xù)梁的FS、M圖,已知各梁截面面積A=6.5m2,慣性矩I=5.50m4,各桿E=3.45×104MPa。5分
解:該結構為一超靜定結構,輸入輸出數(shù)據(jù)如下:
表五:3題輸入數(shù)據(jù)
************************* *
* * sjl3 lxl 2011.10.24
* *
* ************************* 345e5 1
6.5
5.5 2
6.5
5.5 3
6.5
5.5 0
0 40
0 80
0 120
0 11
0 12
0 22
0 32
0 42
0 0 4 1
-10.5
2
-10.5
2
-320
3
-10.5
表六:3題輸出數(shù)據(jù)
Input Data File Name: sjl3.txt
Output File Name: sjl3out.txt
*************************
*
*
* sjl3 lxl 2011.10.24
*
*
*
*************************
The Input Data
The General Information
E
NM
NJ
NS
NLC
3.450E+07
The Information of Members
member start end
A
I
6.500000E+00
5.500000E+00
6.500000E+00
5.500000E+00
6.500000E+00
5.500000E+00
The Joint Coordinates
joint
X
Y
.000000
.000000
40.000000
.000000
80.000000
.000000
120.000000
.000000
The Information of Supports
IS
VS
.000000
.000000
.000000
.000000
.000000
Loading Case 1
The Loadings at Joints
NLJ=
0
The Loadings at Members
NLM=
member type
VF
DST
-10.500000
40.000000
-10.500000
40.000000
-320.000000
20.000000
-10.500000
40.000000
The Results of Calculation
The Joint Displacements
joint
u
v
rotation
0.000000E+00
6.600000E-21
-5.480896E-05
0.000000E+00
-6.600000E-21
-3.794466E-05
0.000000E+00
-6.600000E-21
3.794466E-05
0.000000E+00
6.600000E-21
5.480896E-05
The Terminal Forces
member
FN
FS
M start
.000000
144.000000
.000000
end
.000000
276.000000
-2640.000000 start
.000000
370.000000
2640.000000
end
.000000
370.000000
-2640.000000 start
.000000
276.000000
2640.000000
end
.000000
144.000000
.000000
連續(xù)梁的Fs圖:
連續(xù)梁的M圖:
第三篇:結構力學復習心得
我考過兩次研,第一次是04年本科畢業(yè)時,今年(06年)是第二次。
這次我考了434分(政治79,英語76,數(shù)學一137,結構力學142)。經(jīng)歷了一次失敗一次成功,我對考研,對考研人是有感情的。很多人說考研是惡魔,是折磨人的煉獄,但是在我看來,考研的是件很快樂的事情。我覺得自己大學最快樂的時間就是考研的時候,大學最好的朋友也是在考研中結識的,很多感情都在考研的奮斗過程中得到深化。那種痛苦并著快樂,一起奮斗的感覺真的很好。我在考研過程中也得到了很大鍛煉,給自己帶來很大的自信,當你把考研這段艱辛堅持下來,你真就會覺得沒有什么可以畏懼的了,以后什么困難你都能堅持下來,都能克服。個人覺得考研的確是一段很有價值的經(jīng)歷,我也希望所有考研人能換過角度看考研。
一直以來,我都希望能幫考研人做點什么。成績下來以后,寫了一些感想,發(fā)在帖子上,當然主要是關于公共課的。這些帖子反響挺大的,也很好,還擠進了BBS前20大熱門話題,算是同類中的佼佼者了。這份材料主要是在總結那些帖子,然后根據(jù)結構力學這一門課程補充而成的。我在這份材料著重要強調(diào)的是考研的復習方法,個人覺得這是我這次考研得高分的最主要原因。這份材料主要目的不是幫助大家復習,而且給大家介紹我這種學習方法。當然這種復習方法并不是什么很奇特的,并不是我自己獨創(chuàng)出來的。這方法,正是那些成功做到并且受益的考生所強烈推薦的,也是那些沒有做到而嘗苦果后吐血推薦的。我就是從中吸取有益成分,而真正堅持下來而已。當然,我在這個堅持的過程中還會有一些新的體會,把所有這些結合自己的經(jīng)歷講出來。有些方法很多人講出來都是很抽象的,不是很好具體操作,所以我這樣結合自己的親身經(jīng)歷和感受講出來,以便大家根據(jù)自己的情況找到適合于自己的好的方法。大家對我的這種復習方法的正確性和有效性應該不用太懷疑。我這種方法的基本思想都是很多人的經(jīng)驗之談,大家可以到網(wǎng)上去看看或者問問自己身邊的有過經(jīng)歷的人,而且這種方法也是經(jīng)過自己這次考研測試和BBS上眾多同學肯定的。個人相信,這份材料對考研人是有價值的,這也是為什么我最后被選來寫這份材料的原因。
具體內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
一、公共課的復習,這方面主要是宏觀的介紹。
1、復習順序安排;
2、資料選擇與使用;
3、主要學習方法和誤區(qū)。
二、結構力學專業(yè)部分,這是主要部分,是根據(jù)天津大學的結構力學初試大綱從細節(jié)方面介紹的。
1、大概復習步驟;
2、推薦教材和一些參考資料介紹;
3、教材的使用,根據(jù)天大的大綱和考試重點,介紹各章節(jié)核心內(nèi)容,并且做一些總結和難度的提升;
4、(個人認為這是專業(yè)課部分精華)用虛功原理把全書串聯(lián)起來。給出自己做的94-05年的試題答案,在做題的過程中,我會把虛功原理貫徹到始終,希望大家能夠跟著我的做法,真正學會使用虛功原理,把全書統(tǒng)一成一個公式;
5、總結一些細節(jié)問題和誤區(qū)。
如前面所說,我主要是結合自己的考研經(jīng)歷講復習方法,所以內(nèi)容不會嚴格按照這個順序來,但這些內(nèi)容應該都包含在其中。
第四篇:天津大學結構力學考研復習心得
我是12年考上天津大學的結構工程專業(yè)的,對于專業(yè)課結構力學這一塊,有點心得,想拿過來,與考研的學弟學妹們分享一下。如果覺得我的方法有用,請給我的文檔評價一下哈。
推薦一本書,是于玲玲寫的結構力學(研究生入學考試叢書),這本書的內(nèi)容我個人覺得很好,里面的例題是從各大名校的考試真題中摘錄的,做的時候不要走馬觀花,要做的很細致,要把題的來龍去脈摸清楚。我當初是把上面的每一道題都做了,考研時的確受益了。這本書算是看了兩遍吧!天大的題比較活,誰也不知道明看還會出什么花樣,所以多學點,還是有用的。對于公式,要弄清公式是怎么來的,這樣題做起來才會得心應手,還有一點不要忽略假設條件,所有的公式包括研究都是有前提的,只有知道了前提,才能知道有些公式什么時候能用,什么時候不能用。復習的時候建議弄一個小本子,上面記錄自己在看書時對于一個理論或是公式的理解或體會。或者記一些自己的規(guī)律性的小推論什么的。很有幫助。
對于教材,個人認為,天大的《結構力學》教材一般般幾何體系分析那一塊,推薦看一下李鐮錕那本《結構力學》。里面關于幾何體系分析,寫得很詳盡并且很有邏輯。關于動力學部分,我推薦看龍馭球?qū)懙摹督Y構力學》,外皮是綠色的,寫的很有條理,看了它,很容易知道公式的來源,不用死記公式,做題的時候公式自己能推出來。
其實我寫上面的東西不是讓大家把每本教材都看了,而是以天大編寫的教材為主,其他教材當成輔助性的工具,哪塊的內(nèi)容天大教材寫的不是很清楚時,就可以上別的教材上看看有沒有想關內(nèi)容,輔導書也是這樣,以于玲玲的為主,其他的為輔。
真題這一塊,我做的是從1997年到2010年的真題,就做了一遍,但是做的很細。
做完真題,我弄了一份題庫做做,我也不知道這到底是哪的題庫,這就屬于查缺補漏了,不要全做,沒有時間,哪塊不扎實,就集中做哪一塊的。
復習的順序就是教材—于玲玲—真題—題庫。這就是復習的大致過程,希望對學弟學妹們有用。
以上只是我的心得,具體情況還視個人而定,僅供參考。
第五篇:結構力學講稿
第一章 緒論
§1-1結構力學的研究對象和任務
一、力:物體之間的相互作用;
力學:理論力學,彈性力學,材料力學,結構力學,塑性力學,粘塑性力學,液體力學,斷裂力學等
結構:用建筑材料組成在建筑物中承擔荷載并起骨架作用的部分,稱為結構。如梁、柱、樓板、橋梁、堤壩及碼頭等。
結構力學:研究桿件結構的組成形式及外因作用下的強度、剛度和穩(wěn)定性問題。
構件:結構中的各個組成部分稱為構件。
二、結構的類型:
從結構型式劃分:磚混結構、框架結構、框架剪力墻結構、框剪結構、筒體結構等;
從建筑材料劃分:磚石結構、混凝土結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構、組合結構等;
從空間角度劃分:平面結構、空間結構等 以上結構從幾何角度來分,有:
桿系結構:由桿件組成,桿件的長度遠大于其橫截面的寬度和高度,這是本課的研究內(nèi)容。
板殼結構:厚度尺寸遠小于長度和寬度,即薄壁結構;彈性力學 實體結構:長、寬、高三個幾何尺寸屬于同一數(shù)量級;彈性力學 結構力學研究對象:平面桿系結構
注: 結構力學:常指狹義的方面,即桿件結構力學。
三、任務:(土木工程項目建設過程)
1)業(yè)主投資:可行性研究、報建立項、城建規(guī)劃土地批文、招標投標 2)設計:方案、(工藝)、建筑、結構、設備(水暖電火自控)[初步、技術、施工] 3)施工(承包人、材料供應、運輸、保險、質(zhì)檢、定額、銀行)、投入運行 4)全過程控制:監(jiān)理
5)結構設計:結構方案(合理布置)、豎向承重體系、水平承重體系、附屬結構體系、施工圖
6)初步方案+尺寸+材料、外力(靜動荷載+支座反力)、內(nèi)力(應力)+位移(應變變形)、強度剛度穩(wěn)定性設計動力響應、最后尺寸材料(鋼、木、鋼筋混凝土、組合)(修正或驗證)
四、為了使結構既能安全、正常地工作,又能符合經(jīng)濟的要求,就要對其進行強度、剛度和穩(wěn)定性(三種破壞形式)的計算。材料力學:研究單個桿件的強度、剛度及穩(wěn)定性問題; 結構力學:以桿件結構為研究對象;
彈性力學:對桿件作更精確的分析,并以板、殼、塊體等實體結構為研究對象。
五、結構力學的任務:(1)研究結構的組成規(guī)則和合理形式等問題(組成規(guī)則:保證結構各部分之間不能發(fā)生相對運動,以承擔預定的荷載;合理形式:為了充分發(fā)揮結構的性能,更有效地利用材料,以達到安全、經(jīng)濟的目的。)
(2)研究結構在外界因素(如荷載、溫度變化及支座移動)的影響下,結構的反力、內(nèi)力和 位移的計算原理和方法。求出內(nèi)力和位移后,可根據(jù)材料力學按強度條件和剛度條件來選取或驗算各桿的截面尺寸,這已不是結構力學的研究方法。
(3)研究結構的穩(wěn)定性,以保證不會失穩(wěn)破壞,如柱子細長問題以及在動力荷載作用下的 結構反應。
上述各處方面(強度、剛度、合理形式及穩(wěn)定性)都與內(nèi)力密切相關。因此,各種結構的內(nèi)力計算方法成為研究重點。
§1-2荷載的分類
一、定義:
荷載:主動作用在結構上的外力。自重、風、地震
廣義荷載:外力、溫度改變、支座沉降、制造誤差、材料的收縮及松馳、地震作用、風荷載 作用(效應):引起結構受力或變形的外因。
進行結構計算前,確定荷載大小很關鍵:若估計過大,消耗材料,浪費;若估計過小,無法保證結構的安全。《建筑結構荷載規(guī)范》
二、分類:
1、按作用時間的久暫:
恒載:(永久、長期)自重 活載:(暫時,大小方向作用點隨時間變化)人群、雪、風可動:在結構上可能占有任意位置的活荷載
移動:一組相互平行、間距不變,且在結構上移動的活荷載(吊車、車輛在橋上移動)
2、作用面積范圍:
分布面積/結構尺寸的相對比值,按分布情況:集中荷載、分布荷載(特例:均布荷載)
3、作用性質(zhì)(對結構產(chǎn)生的動力效應):
靜力荷載:略去慣性力的影響,大小方向作用點不隨時間變化或變化極為緩慢,無加速度。
動力荷載:使結構產(chǎn)生不容忽視的加速度,沖擊、振動。隨時間變化迅速或在短時間內(nèi)突然作用或突然消失、動力效應不大的動力荷載可以簡化為靜力荷載
4、接觸方式:
直接、間接,主次梁體系,(繪圖表示)
5、作用位置:
固定荷載、移動荷載
6、按荷載規(guī)范:
主要荷載:指結構在正常使用條件下經(jīng)常作用著的荷載,如結構自重、車輛荷載;
附加荷載:指不經(jīng)常作用的荷載,如風壓力、溫度變化等;
特殊荷載:指特殊事故引起的或在特殊情況下才發(fā)生的荷載,如地震作用、因部分結構損壞引起的載荷等。
§1-3結構的計算簡圖
一、實際結構:十分復雜,完全按照原結構的實際情況進行分析是不可能的,也是不必要的,因此,對實際結構進行力學計算之前,必須加以簡化,略去不重要的細節(jié),顯示其基本特點,用一個簡化的圖形來代替實際結構。
計算簡圖:意義:實際結構極其復雜,分析前,將其實體結構加以簡化,用一個簡化的圖形來代替實際結構。計算簡圖要慎重選取:若細節(jié)一一考慮,工作量大,也不為人所接受;若太簡單,不能反映實際受力情況,造成工程事故。
選擇計算簡圖的原則:
(1)從實際出發(fā)-計算簡圖要反映實際結構的主要性能;(2)分清主次,略去細節(jié)-計算簡圖要便于計算。
二、簡化方法:四方面簡化(結合廠房承重結構體系)(1)結構體系簡化:空間結構→平面結構、例如 圖示多層框架結構體系
(2)桿件簡化:一維桿件,截面尺寸比桿件長度小得多,且截面上應力可以根據(jù)截面的內(nèi)力來確定,用軸線代替桿件。桿件長度即結點間距,荷載作用點移到軸線上。如拱:圓弧;(3)結點簡化:根據(jù)結點的受力狀態(tài)和構造情況而定。影響結點受力狀態(tài)的因素有:一是結點的構造情況,另一就是結點的幾何組成情況
結點:桿件的匯交點,一般簡化成以下三種形式:
鉸結點:各桿在連接區(qū)不能相對移動,但可繞該節(jié)點自由轉(zhuǎn)動,即可以傳遞力,但不能傳遞力矩,示意(a)
剛結點:各桿在連接區(qū)既不能相對移動,也不能相對轉(zhuǎn)動(各桿軸線間夾角變形前 后一致),即可以傳遞力,也可以傳遞力矩。如現(xiàn)澆鋼筋混凝土結點。示意(b)
組合結點:同時具有以上兩種節(jié)點的特征。示意(c)
單鉸與復鉸
單剛結點及復雜剛結點
(4)支座簡化:
支座:結構與基礎聯(lián)結裝置。支座將產(chǎn)生支座反力,因此在結構計算中所選用的支座簡圖必須與支座的實際構造和變形相符合。通常有以下幾種:
活動鉸支座(滾軸支座):在支承部分有一個鉸結構或類似于鉸結構的裝置。構件繞鉸心轉(zhuǎn),并沿支承面移動。反力只有豎向力Y,(固定)鉸支座:被支承的部分可以轉(zhuǎn)動,但不能移動,能提供兩個反力X、Y。支座反力通過鉸點,但方向大小未定,一般處理方法將這種支座反力分解成互相垂直的支座反力,其方向任意選定,最后由計算結果的正負確定方向。
固定支座:被支承的部分完全被固定,不發(fā)生任何移動或轉(zhuǎn)動,能提供三個反力
X、Y、M
滑動支座(定向支座):不能轉(zhuǎn)動,不能沿垂直于支承面的方向移動,但可沿支承方向滑動,能提供反力矩M和一個反力,(不多見,常在對稱法計算中及機動法研究影響線中用)
(示意支座畫法、支座反力、及在結構中的應用)
以上為剛性支座:支座在外荷載作用下本身不產(chǎn)生變形;
彈性支座:實際工程中,支承部分有一定的彈性。在外荷載作用下支座產(chǎn)生變形,從而影響結構的內(nèi)力和變形,其反力與結構支承端相應的位移成正比;
(5)荷載簡化:
荷載簡化為作用在桿件軸線上。風、地震作用簡化 作用面積不大:按集中荷載考慮; 作用面積較大:按分布荷載考慮; 相聯(lián)作用給予的反作用力:力偶荷載; 最后化成三大作用:線荷載、集中荷載及力偶荷載。(6)材料性質(zhì)簡化:
材料假設為連續(xù)的、均勻的、各向同性的、完全彈性或彈塑性的。例:框架結構的框架計算
選擇合適計算簡圖的重要性、可變性、復雜性,主要根據(jù)前人經(jīng)驗和工程實際。同一結構,要求不同,可以簡化為不同的計算簡圖。
§ 1-4桿件結構的分類
① 按軸線和外力的空間位置劃分:平面結構,空間結構 ② 按桿件聯(lián)結性質(zhì)劃分:鉸結結構:桁架
剛結結構:剛架 混合結構:
③桿系結構按其受力特性不同可分為:
1、梁:桿件軸線一般為直線(除曲梁),可以是單個桿件,也可以是多個桿件,有單多跨之分。受彎構件,M、V。軸線常為直線
簡支梁
外伸梁
懸臂梁
多跨靜定梁
單跨超靜定梁
連續(xù)梁
(圖示)
2、拱:軸線為曲線,在豎向荷載作用下會產(chǎn)生水平反力(推力),M、N、V
3、剛架:由許多梁柱組成,結點以剛結點為主,各桿主要受彎,柱子附帶受軸力。M、V、N
4、桁架:由許多直桿組成,所有結點全是鉸結點,只有結點荷載作用時,各桿只有軸力。屋架、吊車、大跨
5、組合結構:存在組合結點。有些桿件只有N(軸力桿、二力桿),而另一些桿件同時有M、N、V(梁式桿)。主要由桁架和梁或桁架和剛架組合而成。
6、懸索結構:承重結構為懸掛于塔、柱上的纜索,只有軸向拉力
④按計算方法劃分:
靜定結構:只靠平衡條件求解
超靜定結構:平衡條件+變形條件。⑤按支座反力的方向不同:
梁式結構:只產(chǎn)生豎向支反力
拱式結構:豎向支反力+向內(nèi)水平推力
懸式結構:豎向支反力+向外水平拉力