结构力学教学课件

构造力学教学课件

构造力学是固体力学的一个分支，它主要研究工程构造受力和传力的规律，以及如何进展构造优化的学科，那么你对构造力学了解多少呢?以下是由关于什么是构造力学的内容，希望大家喜欢!

构造力学是一门古老的学科，又是一门迅速开展的学科。新型工程材料和新型工程构造的大量出现，向构造力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的开展，又为构造力学提供了有力的计算工具。另一方面，构造力学对数学及其他学科的开展也起了推动作用。有限元法这一数学方法的出现和开展就和构造力学的研究有密切关系。在固体力学领域中，材料力学给构造力学提供了必要的根本知识，弹性力学和塑性力学是构造力学的理论根底。另外，构造力学与流体力学相结合形成边缘学科——构造流体弹性力学。

评定构造的优劣，从力学角度看，主要是构造的强度和刚度。工程构造设计既要保证构造有足够的强度，又要保证它有足够的刚度。强度不够，构造容易破坏;刚度不够，构造容易皱损，或出现较大的振动，或产生较大的变形。皱损能够导致构造的变形破坏，振动能够缩短构造的使用寿命，皱损、振动、变形都会影响构造的使用性能，例如，降低机床的加工精度或减低控制系统的效率等。

观察自然界中的天然构造，如植物的根、茎和叶，动物的骨骼，蛋类的外壳，可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关，而且和它们的造型有密切的关系。很多工程构造是受到天然构造的启发而创制出来的。人们在构造力学研究的根底上，不断创造出新的构造造型。加劲构造(见加劲板壳)、夹层构造(见夹层板壳)等都是强度和刚度比拟高的构造。构造设计不仅要考虑构造的强度和刚

度，还要做到用料省、重量轻。减轻重量对某些工程尤为重要，如

减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。

一般对构造力学可根据其研究性质和对象的不同分为构造静力学、构造动力学、构造稳定理论、构造断裂、疲劳理论和杆系构造

理论、薄壁构造理论和整体构造理论等。

构造静力学是构造力学中首先开展起来的分支，它主要研究工

程构造在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态，以及构造优化问题。静载荷是指不随时间变化的外加载荷，变化较慢的载荷，也可

近似地看作静载荷。构造静力学是构造力学其他分支学科的根底。

构造动力学是研究工程构造在动载荷作用下的响应和性能的分

支学科。动载荷是指随时间而改变的载荷。在动载荷作用下，构造

内部的应力、应变及位移也必然是时间的函数。由于涉及时间因

素，构造动力学的研究内容一般比构造静力学复杂的多。(见构造动

力学)

构造稳定理论是研究工程构造稳定性的分支。现代工程中大量

使用细长型和薄型构造，如细杆、薄板和薄壳。它们受压时，会在

内部应力小于屈服极限的情况下发生失稳(皱损或曲屈)，即构造产

生过大的变形，从而降低以至完全丧失承载能力。大变形还会影响

构造设计的其他要求，例如影响飞行器的空气动力学性能。构造稳

定理论中最重要的内容是确定构造的失稳临界载荷。(见板壳稳定性) 构造断裂和疲劳理论是研究因工程构造内部不可防止地存在裂纹，裂纹会在外载荷作用下扩展而引起断裂破坏，也会在幅值较小

的交变载荷作用下扩展而引起疲劳破坏的学科。我们对断裂和疲劳

的研究历史还不长，还不完善，但断裂和疲劳理论开展很快。

在构造力学对于各种工程构造的理论和实验研究中，针对研究对象还形成了一些研究领域，这方面主要有杆系构造理论、薄壁构造理论和整体构造理论三大类。整体构造是用整体原材料，经机械铣切或经化学腐蚀加工而成的构造，它对某些边界条件问题特别适用，常用作变厚度构造。随着科学技术的不断进展，又涌现出许多新型构造，比方20世纪中期出现的夹层构造和复合材料构造构造力学的研究方法主要有工程构造的使用分析、实验研究、理论分析和计算三种。在构造设计和研究中，这三方面往往是交替进展并且是相辅相成的进展的。

使用分析在构造的使用过程中，对构造中出现的情况进展分析比拟和总结，这是易行而又可靠的一种研究手段。使用分析对构造的评价和改进起着重要作用。新设计的构造也需要通过使用来检验性能。

实验研究能为鉴定构造提供重要依据，这也是检验和开展构造力学理论和计算方法的主要手段。实验研究分为三类：①模型实验：将真实构造或者它的一局部简化为模型，然后按照设计要求或研究要求进展加力实验;②真实构造部件实验：它有两个任务，一是验证模型实验中所用简化模型的可靠性，二是验证理论设计计算的准确性;③真实构造实验：例如，飞机地面破坏实验、飞行实验和汽车的开车实验等。(见构造静力实验)

构造的力学实验通常要消耗较多的人力、物力和财力，因此只能有限度地进展，特别是在构造设计的初期阶段，一般多依靠对构造部件进展理论分析和计算。

①计算模型工程构造的形式很多，它们的联结方式也各不相同。并且，在实际构造中还存在局部的加强和削弱。因此，在理论

计算时必须采用一些假设，把实际构造简化成理想的典型构造，即简化成计算模型，然后再进展理论计算。如果简化得合理，而且数学方法选用得当，计算就比拟容易，结果也能较接近实际。计算模型的选定，与所要采用的计算方法和计算工具有关。使用古典方法和解析数学，计算模型就不能太复杂;假设使用有限元法和电子计算机，计算模型就可以包含更多的因素。目前，对于计算模型的选取尚无统一的方法，大多凭经历或通过对类似构造的比拟分析来确定，然后通过实验加以验证并改进。

②计算方法计算模型确定后，就要进展构造和构造部件的根本设计计算，即运用各种力学方法，求出构造内部的受力和变形状态以及构造的破坏极限载荷，用以检验真实构造是否满足工程设计的要求。最根本的构造计算方法是位移法和力法。位移法适于编制通用程序，在大型电子计算机出现后开展较快;力法可以直接求出内力，且误差较小，也在开展中。

结构力学教案

结构力学教案 一、教学目标 1、理解结构力学的基本概念和原理； 2、掌握结构力学的基本分析方法； 3、能够运用结构力学的知识解决实际问题； 4、培养学生对结构力学的兴趣和热情，提高其独立思考和创新能力。 二、教学内容 1、结构力学的基本概念：包括结构类型、荷载分类、结构抗力等； 2、结构力学的基本原理：包括牛顿三定律、弹性力学基本方程等； 3、结构力学的基本分析方法：包括静力分析、动力分析、稳定分析等； 4、实际工程中的结构力学问题：如桥梁、建筑、机械等领域的结构分析。 三、教学方法

1、理论教学：通过课堂讲解、板书、多媒体等多种方式，使学生深入理解结构力学的基本概念和原理； 2、实验教学：进行简单的实验操作，加深学生对结构力学原理的理解和应用； 3、项目教学：引导学生运用所学知识解决实际问题，培养其独立思考和创新能力； 4、自主学习：推荐相关书籍、网站等资源，鼓励学生进行自主学习和扩展阅读。 四、教学步骤 1、导入新课：通过实例或问题导入，激发学生对结构力学的兴趣和好奇心； 2、讲解新课：讲解结构力学的基本概念和原理，引导学生理解和掌握； 3、巩固练习：进行课堂练习、实验操作等，加深学生对知识的理解和应用； 4、归纳小结：总结本节课的重点和难点，引导学生进行反思和总结；

5、布置作业：布置相关习题和项目，要求学生进行课外学习和实践。 五、教学评估 1、平时成绩：根据学生的课堂表现、作业完成情况等，进行平时成 绩的评定； 2、期末考试：进行期末考试，检测学生对结构力学的掌握程度和应 用能力； 3、项目报告：要求学生提交项目报告，评价其对实际问题的分析和 解决能力。 结构力学是土木工程、机械工程、航空航天工程等专业的核心课程，旨在培养学生掌握结构力学的基本原理和方法，能够分析和解决实际工程中的结构问题。本课程将为学生提供必要的理论基础和实践技能，为后续专业课程的学习和未来的职业生涯做好准备。 掌握结构力学的基本概念、原理和方法，了解各种常见结构的力学性质和设计要求。 学会使用常见的结构分析软件，如ANSYS、SAP2000等，进行结构分 析和优化设计。

材料力学和结构力学课件

材料力学 1.材料力学研究内容 ⑴研究物体在外力作用下的应力、变形和能量，统称为应力分析；研究对象仅限于杆、轴、梁等物体，其几何特征是纵向尺寸远大于横向尺寸，这类物体统称为杆或杆件。 ⑵研究材料在外力和温度作用下所表现出的力学性能和失效行为；研究对象仅限于材料的宏观力学行为，不涉及材料的微观机理。 研究目的设计出杆件或零部件的合理形状和尺寸，以保证它们具有足够的强度、刚度和稳定性。 2.杆件的受力与变形形式 ⑴拉伸或压缩 ⑵剪切 ⑶扭转 ⑷弯曲 ⑸组合受力和变形 拉杆、压杆或柱、轴、梁受力特点 3.材料的基本假定 ⑴各向同性假定 ⑵均匀连续性假定 ⑶平截面假定 4.受力分析方法 ⑴截面法：应用假想截面将弹性体截开，分成两部分，考虑其中任意一部分平衡，从而确定截面上的内力的方法。 弹性体受力、变形的第二特征是变形协调。P9［例题1-1］ 平衡方程+变形协调方程 0x F =∑ 0y F =∑ 0c M =∑ P31［例题2-6］ 5.应力应变相互关系 E σε=、G τγ=

6.轴力与轴力图 正负号规定：拉正，压负。 ⑴确定约束力。 ⑵根据杆件上作用的荷载及约束力确定控制面，也就是轴力图的分段点。 ⑶应用截面法，对截开的部分杆件建立平衡方程，确定控制面上的轴力数值。 ⑷建立N x F -坐标系，将所求得的轴力值标在坐标系中，画出轴力图。 P21［例题2-1］ 7.变形计算 变形N F l l EA ?=± 应变N F l l EA E σ ε?=== 横向变形y x ευε=- υ泊松比 P25［例题2-2］ 8.拉伸与压缩杆件的强度设计 ⑴强度校核 []max σσ≤ ⑵尺寸设计 [][][] max N N F F A A σσσσ≤? ≤?≥ ⑶确定杆件或结构所能承受的许用荷载 [][][][]max N N P F F A F A σσσσ≤? ≤?≤? P28［例题2-4/5］ 9.拉伸与压缩杆件斜截面上的应力 2cos = cos N P x F F A A θθθ θσσθ==

上海交大计算结构力学课件ppt平面问题的有限元法01

CHAPTER02 平面问题的有限元 2.1 引言 ●平面应力和平面应变问题的有限元分析●位移有限元建立的一般方法 ●三角形单元、矩形单元 ●线性单元、高阶单元 ●轴对称单元 2.2 弹性力学平面问题基本方程 平面应力和平面应变 杆系结构: 长度远大于两个方向的尺度 变形在轴向采用了平面假设 只有一个未知函数() = w w x 非杆系: 比如深梁,平面假定不再成立 u v u x y v x y (,)[(,), =

图2-1 平面应力 平面应力: 厚度很小, 载荷(包括位移边界)和o xy -平面平行,沿z均匀分布,因此可以近似地认为沿z向所有的应力分量为零. 图2-2 平面应变 平面应变: 横向尺度远小于纵向尺度, 载荷(包括位移边界)和o xy -平面平行,沿z均匀分布,认为沿z位移分量为零. （1）平面应力: 沿z厚度很薄，可以认为沿厚度均匀

各个分量和z 无关，只和,x y 有关 板的两个面上没有外力， 因此两个面上 有： 0z z z x y z σσσ=== 也即对薄片所有点有：0z z z x y z σσσ=== 并进一步有: 0zx yz εε== 于是： 1 [] 1 [] 2(1)xx xx yy yy yy xx xy xy E E E εσμσεσμσμγσ=-=-+= 注意: 0ZZ ε≠ （2）平面应变: 沿z 没有位移，0w = 只有u 和v 不为零. 0z z x z y z εεε=== 1 [()] 1 [()] 2(1)xx xx yy zz yy yy xx zz xy xy E E E εσμσσεσμσσμγσ=-+=-++= 但0zz ε= ， 0zz σ≠ ()zz xx yy σμσσ=+

结构力学教学课件

构造力学教学课件 构造力学是固体力学的一个分支，它主要研究工程构造受力和传力的规律，以及如何进展构造优化的学科，那么你对构造力学了解多少呢?以下是由关于什么是构造力学的内容，希望大家喜欢! 构造力学是一门古老的学科，又是一门迅速开展的学科。新型工程材料和新型工程构造的大量出现，向构造力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的开展，又为构造力学提供了有力的计算工具。另一方面，构造力学对数学及其他学科的开展也起了推动作用。有限元法这一数学方法的出现和开展就和构造力学的研究有密切关系。在固体力学领域中，材料力学给构造力学提供了必要的根本知识，弹性力学和塑性力学是构造力学的理论根底。另外，构造力学与流体力学相结合形成边缘学科——构造流体弹性力学。 评定构造的优劣，从力学角度看，主要是构造的强度和刚度。工程构造设计既要保证构造有足够的强度，又要保证它有足够的刚度。强度不够，构造容易破坏;刚度不够，构造容易皱损，或出现较大的振动，或产生较大的变形。皱损能够导致构造的变形破坏，振动能够缩短构造的使用寿命，皱损、振动、变形都会影响构造的使用性能，例如，降低机床的加工精度或减低控制系统的效率等。 观察自然界中的天然构造，如植物的根、茎和叶，动物的骨骼，蛋类的外壳，可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关，而且和它们的造型有密切的关系。很多工程构造是受到天然构造的启发而创制出来的。人们在构造力学研究的根底上，不断创造出新的构造造型。加劲构造(见加劲板壳)、夹层构造(见夹层板壳)等都是强度和刚度比拟高的构造。构造设计不仅要考虑构造的强度和刚

度，还要做到用料省、重量轻。减轻重量对某些工程尤为重要，如 减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。 一般对构造力学可根据其研究性质和对象的不同分为构造静力学、构造动力学、构造稳定理论、构造断裂、疲劳理论和杆系构造 理论、薄壁构造理论和整体构造理论等。 构造静力学是构造力学中首先开展起来的分支，它主要研究工 程构造在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态，以及构造优化问题。静载荷是指不随时间变化的外加载荷，变化较慢的载荷，也可 近似地看作静载荷。构造静力学是构造力学其他分支学科的根底。 构造动力学是研究工程构造在动载荷作用下的响应和性能的分 支学科。动载荷是指随时间而改变的载荷。在动载荷作用下，构造 内部的应力、应变及位移也必然是时间的函数。由于涉及时间因 素，构造动力学的研究内容一般比构造静力学复杂的多。(见构造动 力学) 构造稳定理论是研究工程构造稳定性的分支。现代工程中大量 使用细长型和薄型构造，如细杆、薄板和薄壳。它们受压时，会在 内部应力小于屈服极限的情况下发生失稳(皱损或曲屈)，即构造产 生过大的变形，从而降低以至完全丧失承载能力。大变形还会影响 构造设计的其他要求，例如影响飞行器的空气动力学性能。构造稳 定理论中最重要的内容是确定构造的失稳临界载荷。(见板壳稳定性) 构造断裂和疲劳理论是研究因工程构造内部不可防止地存在裂纹，裂纹会在外载荷作用下扩展而引起断裂破坏，也会在幅值较小 的交变载荷作用下扩展而引起疲劳破坏的学科。我们对断裂和疲劳 的研究历史还不长，还不完善，但断裂和疲劳理论开展很快。

《结构力学》讲义课件

结构力学讲义 第1章绪论 §1-1 杆件结构力学的研究对象和任务 结构的定义: 建筑物中支承荷载而起骨架作用的部分。 结构的几何分类: 按结构的空间特征分类:空间结构和平面结构。 杆件结构力学的任务: (1)讨论结构组成规律与合理形式,以及结构计算简图的合理选择； (2)内力与变形的计算方法.进行结构的强度和刚度验算； (3)讨论结构稳定性及在动力荷载作用下的结构反应。 结构力学的内容(从解决工程实际问题的角度提出) (1) 将实际结构抽象为计算简图； (2) 各种计算简图的计算方法； (3) 将计算结果运用于设计和施工。

§1-2 杆件结构的计算简图 1.结构体系的简化 一般的构结都是空间结构。但是，当空间结构在某一平面内的杆系结构承担该平面内的荷载时，可以把空间结构分解成几个平面结构进行计算。本课程主要讨论平面结构的计算。当然，也有一些结构具有明显的空间特征而不宜简化成平面结构。 2.杆件的简化

铰支座 (2) 滚轴支座(3) 固定支座 4. (4)定向支座 M 5.材料性质的简化 将结构材料视为连续、均匀、各向同性、理想弹性或理想弹塑性。 6.荷载的简化 集中荷载与分布荷载

§1-3 杆件结构的类型 §1-4 荷载的分类 2.4.刚架 5.组合结构 6. A B 荷载可分为恒载和活载。 一、按作用时间的久暂 荷载可分为集中荷载和分布荷载 荷载可分为静力荷载和动力荷载 荷载可分为固定荷载和移动荷载。 二、按荷载的作用范围 三、按荷载作用的性质 四、按荷载位置的变化

? §2-1 几何组成分析的目的和概念 几何构造分析的目的主要是分析、判断一个体系是否几何可变，或者如何保证它成为几何不变体系，只有几何不变体系才可以作为结构。 几何不变体系：不考虑材料应变条件下，体系的几何形状和位置保持不变的体系 一、几何不变体系和几何可变体系 几何可变体系：不考虑材料应变条件下，体系的几何形状和位置可以改变的体系。 二、自由度 杆系结构是由结点和杆件构成的，我们可以抽象为点和线，分析一个体系的运动，必须先研究构成体系的点和线的运动。 自由度： 描述几何体系运动时，所需独立坐标的数目。 或者说几何体系运动时，可以独立改变的坐标的数目。

结构力学Ⅰ-1教案 - 重庆大学

结构力学Ⅰ-1教案 课程名称：结构力学Ⅰ-1 适用专业、年级：土木工程2004级 学年、学期：2006～2007学年，第一学期 总学时：80学时 任课教师：张来仪、陈朝晖、文国治、游渊、陈名弟等 编写时间：2006年8月 第1章绪论 一、本章的教学目标及基本要求 （1）了解结构力学课程的性质和讨论的内容。 （2）了解杆件结构分类。 （3）了解选取结构计算的原则；初步了解杆件结构怎样简化为计算简图。 （4）了解结构力学的学习方法。 二、本章各节教学内容及学时分配 §1-1 结构力学的研究对象和任务 （2学时） §1-2 杆件结构的计算简图 §1-3 平面杆件结构的分类 三、本章教学内容的重点和难点 重点是掌握杆件结构常见支座和结点的基本类型及其计算简图的变形和受力特点。 难点是怎样将实际结构简化为计算简图。 四、本章教学内容的深化和拓宽 适当介绍结构力学课程在土木工程专业教学计划中的地位和作用以及与后继专业课程的关系，以激发学生对本课程的重视和学习兴趣。 五、本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题 用多媒体课件介绍典型的房屋和桥梁工程结构，包括我国古代的和现代的一些伟大建筑物特点。以增强学生的民族自蒙感和社会责任感。 六、本章的主要参考书目 （一）结构力学（Ⅰ）龙驭球包世华主编，高等教育出版社，2001年1月 （二）结构力学赵更新编，中国水利水电出版社，2004年4月 （三）结构力学（上）李廉锟主编，高等教育出版社，1996年5月 （四）结构力学（上）吴德伦主编，重庆大学出版社，1994年 （五）结构力学（上）张来仪景瑞主编，中国建筑工业出版社，1997年 （六）结构力学辅导—概念·方法·题解赵更新编，中国水利水电出版社，2001年

结构力学

《结构力学》教学大纲 课程名称：结构力学课程类型：范围选修课学时：80学时5学分适用对象：土木、农水、水电、农建专业的本科生先修课程：高等数学、物理、理论力学、材料力学 一、课程的性质、目的与任务以及对先开课程要求 结构力学是土木、农水、水电、农建专业的一门重要专业基础课，它与高等数学、物理、理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、钢结构学、钢筋混凝土结构学、结构设计课有密切联系。结构力学课程的任务是使学生学习结构分析理论，即结构（主要是杆系结构）在外因作用下的强度h、刚度的计算理论，掌握杆系结构的静力分析方法，了解常用结构形式的受力性能，初步学会运用结构力学的基本分析方法分析结构设计和工程实践中的力学问题，为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。培养结构分析和计算能力。学习结构力学需具有高等数学、物理、理论力学、材料力学的基本静力原理和计算方法（含计算机技能）知识。 二、教学重点及难点 教学重点和难点是结构的受力分析、内力图的绘制、用虚功原理和图乘法求解静定问题、通过力法、位移法和力矩分配法求解超静定问题。 三、与其他课程的关系 高等数学、物理、理论力学、材料力学是结构力学的前期准备，同时它又为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。 四、教学内容、学时分配及其本要求 第一章绪论（2学时） 基本要求：了解结构力学的任务和学习方法，掌握结构计算简图及其简化要点，杆系结构的分类 重点：结构计算简图及其简化要点，杆系结构的分类 难点：各种形式支座所连接杆件的运动 第一节结构力学的学科内容和教学要求（0.5 学时） 第二节结构的计算简图及简化要点（0.7 学时） ?杆系结构的分类（0.3 学时） ?荷载的分类（0.5 学时） 第二章几何构造分析（4学时）

一级结构工程师基础课件

一级结构工程师基础课件 结构工程师是建筑行业中非常重要的职业之一，他们负责设计和构建各 种建筑结构，确保建筑物的稳定性和安全性。作为一级结构工程师，你需要 具备扎实的基础知识和技能，以应对复杂的工程项目。下面是一些基础知识 和技能，对于成为一名出色的一级结构工程师至关重要。 1. 结构力学：结构力学是结构工程师的核心领域之一。你需要了解静力 学和动力学，以确定结构的受力、应变和变形，并确保结构的安全性。你应 该熟悉各种载荷类型（如重力、风力、地震力等），并能够计算和分析结构 的受力情况。 2. 建筑材料：作为一级结构工程师，你需要了解各种建筑材料的特性和 用途。常见的建筑材料包括混凝土、钢材和木材等。你应该熟悉这些材料的 力学性能、耐久性和施工方法，以确保结构的质量和可靠性。 3. 结构设计：结构设计是结构工程师的主要工作之一。你需要具备良好 的设计能力，能够根据建筑需求和约束条件，制定合理的结构设计方案。你 需要了解不同结构系统（如框架结构、悬挑结构等）的设计原理和优缺点， 并考虑结构的稳定性、刚度和振动等方面的问题。 4. 结构分析：结构分析是确保结构安全性的关键步骤。你需要使用先进 的结构分析软件，进行结构的静力学和动力学分析。通过分析结构的受力情况，你可以确定结构的强度和刚度，并进行必要的优化和改进。 5. 施工监管：一级结构工程师通常需要参与工程项目的施工监管工作。 你需要确保施工过程中符合设计要求和标准，与施工人员密切合作，解决可 能出现的问题和挑战。你应该熟悉施工管理的基本原理和施工现场安全要求，以确保工程项目的顺利进行。 以上是一级结构工程师基础知识的简要介绍。成为一名出色的一级结构 工程师需要不断学习和提升自己的能力。通过不断的实践和经验积累，你将 能够在建筑行业中取得卓越的成就。祝你在结构工程师的道路上取得成功！

3静定结构的受力分析-梁结构力学

3静定结构的受力分析-梁结构力学 1 结构力学多媒体课件 ◆几何特性：无多余约束的几何不变体系 ◆静力特征：仅由静力平衡条件可求全部反力和内力 ◆常见静定结构：梁、刚架、三铰拱、桁架和组合结构。 ◆静定结构受力分析的内容：反力和内力的计算，内力图的绘制和受力性能分析。 ◆静定结构受力分析的基本方法：选取脱离体，建立平衡方程。 ◆注意静力分析（拆）与构造分析（搭）的联系 ◆学习中应注意的问题：多思考,勤动手。本章是后面 学习的基础，十分重要,要熟练掌握！ 容易产生的错误认识： “静定结构内力分析无非就是选取隔离体，建立平衡方程，以前早就学过了，没有新东西” 一、反力的计算 4kN 1kN/m D C B A 2m 2m 4m C B A 20kN/m 4m 4m 2m 6m

D C B A （1）上部结构与基础的联系为3个时， 对整体利用3个平衡方程，就可求得反力。 （2）上部结构与基础的联系多于三个时，不仅要对整体建立平衡方程，而且必须把结构打开，取隔离体补充方程。 1、内力分量及正负规定 轴力F N ：截面上应力沿杆轴法线方向的合力。 以拉力为正，压力为负。 剪力F Q ：截面上应力沿杆轴切线方向的合力。以绕隔离体顺时针转为正,反之为负。 弯矩M ：截面应力对截面中性轴的力矩。 不规定正负，但弯矩图画在受拉侧。在水平杆中，当弯矩使杆件下部纤维受拉时为正。 A 端 B 端 杆端内力 F Q AB F N AB M AB 正 F N BA F Q BA M BA 正 2、内力的计算方法 K 截面法：截开、代替、平衡。 内力的直接算式(截面内力代数和法) =截面一边所有外力沿截面法线方向投影的代数和。 轴力F N 外力背离截面投影取正，反之取负。

结构力学第三版下册教学设计

结构力学第三版下册教学设计 一、教学背景分析 结构力学课程是土木工程领域重要的基础课程之一，是土木工程学科的核心课程之一。它主要研究力学原理在结构工程中的应用，是土木工程专业学生必修的重要课程。在本课程中，学生需要学习如何分析和设计具有合理力学性能的各种结构。 因此，本教学设计的教学目标是帮助学生掌握结构力学的基本概念和分析方法，学会利用力学原理分析结构的性能。 二、教学内容及方法 1. 教学内容 本课程的教学内容主要包括弹性理论、梁和框架的应力分析、板和壳的分析、稳定性理论和有限元方法。 2. 教学方法 •授课方式：通过PPT展示和板书讲解相结合的方式进行，使学生能够更好地理解相关的知识点。 •课堂互动：课堂中引导学生就知识点进行讨论，同时也鼓励学生提问，以开展课堂互动。 •练习和实例演示：通过练习和实例的演示，使学生能够更好地掌握相关知识点，同时也能够更好地将所学的知识应用到实际生活中。

三、教学重难点及解决方法 1. 教学重点 •熟练掌握梁和框架的应力分析。 •学会理解板和壳的分析方法。 •掌握稳定性理论和有限元方法的基本知识。 2. 教学难点 •让学生理解梁和框架的应力分析的方法。 •让学生学会掌握板和壳的分析方法。 •让学生掌握稳定性理论和有限元方法的基本知识。 3. 解决方法 •强化梁和框架的应力分析的教学，使用具体的例子进行讲解，激发学生的兴趣和学习动力。 •通过板和壳的实例演示，让学生在实践中掌握板和壳的分析方法。 •加强稳定性理论和有限元方法的讲解，通过互动讨论和课程作业进行梳理。 四、教学手段和评价方式 1. 教学手段 •PPT •黑板板书 •课堂讨论和互动

等值梁法课件

等值梁法课件 等值梁法是结构力学中比较重要且基础的内容之一，它是基于梁的理论，将实际的连续体转化为等效的梁的形式，以便分析与计算结构的应力、应变、位移等各种力学性质。本课件将简要介绍等值梁法的概念、原理、导出过程以及应用。 一、概念 等值梁法（Equivalent Beam Method）是指将实际的连续体结构简化为等效的梁结构，以便于分析与计算。具体而言，等值梁法是将整个结构按梁的形式分割成多个单元，每个单元内部的应力、应变状态近似相同，再根据适当的假设和限制条件等，将各个单元的等效梁连成整个结构的等效梁，进行统一的结构分析与计算。 二、原理 等值梁法的基本原理就是将实际的连续体离散化成若干个局部的梁单元，利用梁理论分析单元内的应力、应变状态，然后再将各个单元的等效梁按连接方式相接合成整体结构的等效梁，进行更为简便的计算。 三、导出 在等值梁法分析中，每个单元内部的应力、应变分布近似相同，近似取为线性的。利用力平衡条件和变形关系，可得如下公式： $$ \begin{aligned} \frac{\partial^2}{\partial x^2}\left(EI\frac{\partial^2 v}{\partial x^2}\right)&=q(x)\\ \frac{\partial}{\partial x}\left(EI\frac{\partial^2 v}{\partial x^2}\right) &=V(x)\\ EI\frac{\partial^2 v}{\partial x^2} &=M(x)\\ \frac{\partial M(x)}{\partial x} &=Q(x) \end{aligned} $$

【课程思政优秀案例】《结构力学I》：高铁建设中的结构力学——力法基本原理

课程思政优秀案例——《结构力学I》：高铁建设中的结构力学——力法基本原理 一、课程和案例的基本情况 课程名称：结构力学I 授课对象：本科二年级 课程性质：专业基础课 课程简介：《结构力学I》是土木工程、铁道工程等专业学生必修的一门专业基础课。该课程以培养“品德优秀、基础宽厚、思维创新、能力卓越”的土木工程人才为根本任务，主要研究工程上常见杆系结构的基本力学特征、内力分析与位移计算的基本原理和基本方法。 案例简介：本案例为结构力学教学大纲中的第38节课（共64节），时长50分钟，教学内容是介绍求解超静定结构的第一种基本方法—力法。它是从静定结构过渡到超静定结构的第一节基本原理课，具有非常重要的承上启下作用。本节课的教学目标主要包含以下三个层次： 知识传授： 重点掌握力法的基本原理和力法方程的物理含义 能够应用力法基本原理求解一次超静定结构的内力 能力培养： 培养学生对超静定结构进行内力分析和计算的能力 应用理论知识分析和解决实际工程问题的能力

价值塑造： 从我国高铁建设的巨大成就中厚植学生的家国情怀和职业使命通过启发引导培养学生的工程思维和解决实际问题的科学方法从不断的拓展思考中培养学生的深度学习能力和钻研精神二、案例蕴含的思政元素分析 将结构力学课程与我国的高铁建设紧密结合，本案例打破“就力学谈力学”的局限性，从国家交通强国战略的角度充分挖掘了蕴含在力学基本原理中的育人元素，通过启发引导式的授课方式培养学生运用理论知识分析求解实际工程问题的工程思维和科学方法，拓展延伸培养学生的科研探索和创新精神，激发学生科技报国的家国情怀。本案例主要包含以下思政元素： （1）交通强国、民族自信、职业使命 通过北京奥运会、京张高铁引出中国速度和中国势力，一座座宏伟的高铁桥梁凝聚了一代又一代土木人的智慧和创新。提出问题引入主题：如何计算连续梁桥的内力进行高铁桥梁的设计？让学生在感受民族自豪的同时思考土木工程师的职业使命。 （2）解决问题的工程思维和科学方法 超静定结构的内力求解是面临的未知工程问题，如何利用已经掌握的静定结构的知识来分析求解呢？采用启发引导式的教学方法培养学生的工程思维和解决实际问题的科学方法。 （3）勇于创新、科学探索、强国有我

结构力学教案设计与实施培养学生对结构力学基础概念的理解与应用能力

结构力学教案设计与实施培养学生对结构力学基础概念的理解与应用能力【导言】 结构力学是一门研究结构系统在受力状态下的力学性能的学科，它 是土木工程、建筑工程等领域中的基础课程之一。本教案设计旨在培 养学生对结构力学基础概念的理解与应用能力，实现理论与实践的结合，提高学生的学习效果。 【一、教学目标】 通过本课程的学习与实践，培养学生具备以下能力： 1. 理解结构力学的基本概念和原理。 2. 掌握结构力学的基础计算方法和分析技术。 3. 能够运用所学知识解决实际工程问题。 4. 培养学生的团队协作与沟通能力。 【二、教学内容】 1. 结构力学基础概念 1.1 结构受力分析：力的平衡条件、杆件内力分析、静力定理等。 1.2 结构应力与应变：应力定义、应变定义、应力-应变关系等。 2. 结构力学基础计算方法

2.1 受力分析方法：截面法、图解法、解析法等。 2.2 应力与应变计算方法：弯曲应力计算、剪切应力计算、轴向力计算等。 3. 结构力学分析技术 3.1 结构静力分析：静力平衡方程、力法、位移法等。 3.2 结构稳定性分析：等效细长杆法、判别稳定稳定性条件等。 4. 实际工程问题的解决能力培养 4.1 实际建筑结构的力学分析与设计。 4.2 结构抗震设计与分析。 5. 团队协作与沟通能力培养 5.1 分组实验与项目设计，培养学生的合作意识和团队精神。 5.2 学术报告与答辩，锻炼学生的表达与沟通能力。 【三、教学方法】 1. 理论教学与实践相结合：讲授相关理论知识的同时，引入实际工程案例进行案例分析和解决。 2. 互动授课：鼓励学生参与讨论，提问解惑，促进师生互动。 3. 实验教学：组织学生进行结构实验，让学生通过实践深入了解结构力学的原理与应用。

结构力学求受拉钢筋截面面积演示教学

结构力学求受拉钢筋 截面面积

结构力学求：受拉钢筋截面面积 已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C25， fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，钢筋采用HRB335级，fy=300N/mm2，截面弯矩设计值M=165kN·m，环境类别为一类。求受拉钢筋截面面积。 (1)设计参数：fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，fy=300N/mm2；α1=1.0，ξb=0.550，c=25mm (2)计算受压区高度x和钢筋面积As： 取as=35mm，采用单排布筋，梁的有效高度为 h0=h-as=(500-35)mm=465mm 将已知数值代入公式α1fcbx=fyAs及M=α1fcbx(h0-x/2) 得1.0×11.9×200x=300A。 165×106=1.0×11.9×200(465-x/2)x 两式联立，得x=186mm，As=1475.6mm2 (3)选配钢筋及绘制配筋图：箍筋采用10，纵筋选用325， As=1473mm2，参见图3-4。(4)复核公式适用条件及构造要求：根据配筋图求得as=(25+25/2+10)mm=47.5mm 则h0=h-as=(500-47.5)mm=453.5mm ≤ξbh0=0.55×453.5mm=249mm满足条件 钢筋净间距可以 梁的截面尺寸b*h=200mm*500mm,混凝土强度c25， Fc=11.9N/mm2,f1=1.27N/mm2,

m钢筋采用HRB335;mm2，ξb=0.55,截面弯矩设计值M=165KN。环境类别一类，Fy=300N/ 过程有点复杂，有时间帮你算下，计算纵向受拉筋面积 As＝α1*fc*b*ho*ξ/.267)=0;(Es*εcu))=0.0*165. 验算最小配筋率 ρ=As/.406％ ρ=1.0*105*0.3*200*465*465)=0;(200*500)=1.80/(1.317≤ξb=0;(α1*fc* b*ho*ho)=1;(b*h)=1406/. 计算相对界限受压区高度 ξb=β1/(2.550满足要求.0033))=0, 满足最小配筋率要 求;(1+fy/.3*200*465*0.317/.214％. 确定计算系数 αs=γo*M/. 计算截面有效高度 ho=h-as=500-35=465mm 2;fy=1.0*14.267 4.550 3。 5.0*14.000*106/.406％≥ρmin=01;300=1406mm2 6;(1+300/. 计算相对受压区高度 ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2*0 一类环境，梁保护层厚度应该是25mm. 楼主应该说的是a可取35mm吧，则ho=500-35=465mm, 按砼规公式M=fc×b×x﹙ho-x/2﹚可计算出x值。因设为适筋梁，且HRB335级钢筋是有明显屈服点的，界限受压区高度xb取 0.55ho=x, 于是可利用fc×b×x=fy×As. 即 11.9×200×0.55×465=300×As. ∴ As=11.9×200×0.55×465÷300=2029(mm²). ∵300×As×﹙ho-x/2﹚ =11.9×200×0.55×465×﹙ho-x/2﹚=Mmax ∴Mmax=608685﹙465-

梁板结构——整体式双向板梁板结构(课件)

1.3 整体式双向板梁板结构 由两个方向板带共同承受荷载，在纵横两个方向上发生弯曲且都不能忽略的四边支承板，称为双向板。 双向板的支承形式：四边支承、三边支承、两边支承或四点支承。 双向板的平面形状：正方形、矩形、圆形、三角形或其他形状。 双向板梁板结构。又称为双向板肋形楼盖。图1.3.1。 双重井式楼盖或井式楼盖。 我国《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定：对于四边支承的板， ●当长边与短边长度之比小于或等于2时，应按双向板计算； ●当长边与短边长度之比大于2，但小于3时，宜按双向板计算； 若按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数 量的构造钢筋； ●当长边与短边长度之比大于或等于3时，可按沿短边方向受力的 单向板计算。 1.3.1 双向板的受力特点 1、四边支承双向板弹性工作阶段的受力特点

整体式双向梁板结构中的四边支承板，在荷载作用下，板的荷载由短边和长边两个方向板带共同承受，各个板带分配的荷载，与长跨和短跨的跨度比值()0201l l 相关。 当跨度比值()0201l l 接近时，两个方向板带的弯矩值较为接近。随着()0201l l 的增大，短向板带弯矩值逐渐增大，最大正弯矩出现在中点；长向板带弯矩值逐渐减小。而且，最大弯矩值不发生在跨中截面，而是偏离跨中截面，图1.3.2。这是因为，短向板带对长向板带具有一定的支承作用。 2、四边支承双向板的主要实验结果 位移与变形

双向板在荷载作用下，板的竖向位移呈碟形，板的四角处有向上翘起的趋势。 ●裂缝与破坏 对于均布荷载作用下的正方形平面四边简支双向板： ●在裂缝出现之前，基本处于弹性工作阶段； ●随着荷载的增加，由于两个方向配筋相同（正方形板），第一批裂缝 出现在板底中央部位，该裂缝沿对角线方向向板的四角扩展，直至 因板底部钢筋屈服而破坏。 ●当接近破坏时，板顶面靠近四角附近，出现垂直于对角线方向、大 体呈圆弧形的环状裂缝。这些裂缝的出现，又促进了板底对角线方 向裂缝的发展。图1.3.3a。 对于均布荷载作用下的矩形平面四边简支双向板： ●在裂缝出现之前，也基本处于弹性工作阶段； ●随着荷载的增加，第一批裂缝出现在板底中央部位，且平行于板的 长边方向，该裂缝向板角处延伸，与板边大体呈45°角， ●在接近破坏时，板四角处顶面也出现圆弧形裂缝，最终由于跨中及 45°角方向裂缝处截面的受拉钢筋达到屈服，混凝土达到抗压强度 而导致双向板破坏，图1.3.3b。 ●塑性铰线 双向板裂缝处截面的钢筋，从开始屈服到截面即将破坏这个阶段，截面处于第Ⅲ工作阶段，与前面所讨论的塑性铰的概念相同，此处因钢筋达到屈服所形成的临界裂缝，称为塑性铰线。塑性铰线的出现，使结构被裂缝分割的若干板块，称为几何可变体系，结构达到承载力极限状态。

结构力学-龙驭球

第一章绪论 一、教学内容 结构力学的基本概念和基本学习方法。 二、学习目标 •了解结构力学的基本研究对象、方法和学科内容。 •明确结构计算简图的概念及几种简化方法，进一步理解结构体系、结点、支座的形式和内涵。 •理解荷载和结构的分类形式。 在认真学习方法论——学习方法的基础上，对学习结构力学有一个正确的认识，逐步形成一个行之有效的学习方法，提高学习效率和效果。 三、本章目录 §1-1 结构力学的学科内容和教学要求 §1-2 结构的计算简图及简化要点 §1-3 杆件结构的分类 §1-4 荷载的分类 §1-5 方法论(1)——学习方法(1) §1-6 方法论(1)——学习方法(2) §1-7 方法论(1)——学习方法(3) §1-1 结构力学的学科内容和教学要求 1. 结构 建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为工程结构,简称结构。例如房屋中的梁柱体系，水工建筑物中的闸门和水坝，公路和铁路上的桥梁和隧洞等。 从几何的角度，结构分为如表1.1.1所示的三类: 表1.1.1 结构的分类

2. 结构力学的研究内容和方法 结构力学与理论力学、材料力学、弹塑性力学有着密切的关系。 理论力学着重讨论物体机械运动的基本规律，而其他三门力学着重讨论结构及其构件的强度、刚度、稳定性和动力反应等问题。 其中材料力学以单个杆件为主要研究对象，结构力学以杆件结构为主要研究对象，弹塑性力学以实体结构和板壳结构为主要研究对象。学习好理论力学和材料力学是学习结构力学的基础和前提。 结构力学的任务是根据力学原理研究外力和其他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，以及结构的几何组成规律。包括以下三方面内容： (1) 讨论结构的组成规律和合理形式，以及结构计算简图的合理选择； (2) 讨论结构内力和变形的计算方法，进行结构的强度和刚度的验算； (3) 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应。 结构力学问题的研究手段包含理论分析、实验研究和数值计算，本课程只进行理论分析和数值计算。结构力学的计算方法很多，但都要考虑以下三方面的条件： (1) 力系的平衡条件或运动条件。 (2) 变形的几何连续条件。 (3) 应力与变形间的物理条件（本构方程）。 利用以上三方面进行计算的，又称为“平衡-几何”解法。 采用虚功和能量形式来表述时候，则称为“虚功-能量”解法。 随着计算机的进一步发展和应用，结构力学的计算由过去的手算正逐步由计算机所代替，本课程的特点是将结构力学求解器集成到网络中，主要利用求解器进行计算和画图。

(完整)结构力学(二) 教案

第十章、矩阵位移法 授课题目：第一节概述 第二节单元坐标系中的单元刚度方程和单元刚度矩阵教学目的与要求：1．掌握整体刚度矩阵中的位移矩阵和结点力矩阵 2．掌握局部坐标系中刚度矩阵 教学重点与难点： 重点：结构的离散化，自由式杆件的单元刚度矩阵 难点：无 教学方法：讲授法 教学手段：多媒体、板书 教学措施：理论分析与实际工程相结合讲解

讲授内容: 第十章、矩阵位移法 第一节概述 结构矩阵分析方法是电子计算机进入结构力学领域而产生的一种方法。它是以传统结构力学作为理论基础，以矩阵作为数学表述形式，以电子计算机作为计算手段，三位一体的方法。 1.结构的离散化 由若干根杆件组成的结构称为杆件结构.使用矩阵位移法分析结构的第一步，是将结构“拆散”为一根根独立的杆件，这一步骤称为离散化。为方便起见，常将杆件结构中的等截面直杆作为矩阵位移法的独立单元，这就必然导致结构中杆件的转折点、汇交点、支承点、截面突变点、自由端、材料改变点等成为连接各个单元的结点。只要确定了杆件结构中的全部结点,结构中各结点间的所有单元也就随之确定了。 (a)(b) 2。结点位移和结点力 由于矩阵位移法不再为了简化计算而忽略杆件的轴向变形,因此，对于平面刚架中的每个刚结点而言，有三个相互独立的位移分量：水平方向的线位移分量u，竖直方向的线位移分量v，和结点的转角位移分量q。对于这三个分量，本章约定线位移与整体坐标系方向一致为正,转角以顺时针转向为正,反之为负. 结点荷载是指作用于结点上的荷载.本章约定结点集中力和支反力均以与整体坐标系方向相同时为正，反之为负。结点集中力偶和支座反力偶以顺时针转向为正，反之为负.

结构力学最全知识点梳理及学习方法教学文案

第一章绪论 §1-1 结构力学的研究对象和任务 一、结构的定义:由基本构件（如拉杆、柱、梁、板等）按照合理的方式所组成的构件的体系，用以支承荷载并传递荷载起支撑作用的部分。 注：结构一般由多个构件联结而成，如：桥梁、各种房屋（框架、桁架、单层厂房）等。最简单的结构可以是单个的构件，如单跨梁、独立柱等。 二、结构的分类：由构件的几何特征可分为以下三类 1．杆件结构——由杆件组成，构件长度远远大于截面的宽度和高度，如梁、柱、拉压杆。2．薄壁结构——结构的厚度远小于其它两个尺度，平面为板曲面为壳，如楼面、屋面等。3．实体结构——结构的三个尺度为同一量级，如挡土墙、堤坝、大块基础等。 三、课程研究的对象 ♦材料力学——以研究单个杆件为主 ♦弹性力学——研究杆件（更精确）、板、壳、及块体（挡土墙）等非杆状结构 ♦结构力学——研究平面杆件结构 四、课程的任务 1．研究结构的组成规律，以保证在荷载作用下结构各部分不致发生相对运动。探讨结构的合理形式，以便能有效地利用材料，充分发挥其性能。 2．计算由荷载、温度变化、支座沉降等因素在结构各部分所产生的内力，为结构的强度计算提供依据，以保证结构满足安全和经济的要求。 3．计算由上述各因素所引起的变形和位移，为结构的刚度计算提供依据，以保证结构在使用过程中不致发生过大变形，从而保证结构满足耐久性的要求。 §1-2 结构计算简图 一、计算简图的概念：将一个具体的工程结构用一个简化的受力图形来表示。 选择计算简图时，要它能反映工程结构物的如下特征： 1．受力特性（荷载的大小、方向、作用位置） 2．几何特性（构件的轴线、形状、长度） 3．支承特性（支座的约束反力性质、杆件连接形式） 二、结构计算简图的简化原则 1．计算简图要尽可能反映实际结构的主要受力和变形特点 ．．．．．．．．．．．．．．，使计算结果安全可靠； 2．略去次要因素，便于 ．．。 ．．分析和 ．．．计算 三、结构计算简图的几个简化要点 1．实际工程结构的简化：由空间向平面简化 2．杆件的简化：以杆件的轴线代替杆件 3．结点的简化：杆件之间的连接由理想结点来代替 （1）铰结点：铰结点所连各杆端可独自绕铰心自由转动，即各杆端之间的夹角可任意改变。不存在结点对杆的转动约束，即由于转动在杆端不会产生力矩，也不会传递力矩，只能传递