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(共14张PPT)
第十二章
结构的计算简图
第二节
结构力学的研究对象及其任务
第一节
杆件结构的分类
第三节
荷载的分类
第四节
第一节　结构力学的研究对象及其任务
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一、 结构的概念
　　土木工程中的各类建筑物和构筑物中，用以支承和传递荷载起骨架作用的部分或体系称为结构。例如建筑工程中的工业厂房（图12-1）等都可称之为结构。
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图12-1
　　1. 按几何特征结构可分为杆件结构、板壳结构和实体结构三大类。
　　由若干杆件组成的结构称为杆件结构；由薄板或薄壳组成的结构称为板壳结构；结构的长、宽、高三个方向尺寸大小相仿的结构称之为实体结构。
　　2. 按空间特征结构可分为空间结构和平面结构两大类。
　　组成结构的所有杆件的轴线及荷载均在同一平面内结构称为平面结构；组成结构的杆件的轴线及荷载不都在同一平面内称为空间结构。
二、 结构的分类
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三、结构力学的研究对象
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　　结构力学作为力学学科的一个分支，其研究对象涉及较广，本书主要研究对象是平面杆件结构。
四、结构力学的任务
　　结构力学的任务是研究结构的几何组成规律及合理形式，以保证结构能承受荷载并维持平衡；研究结构在荷载及其它因素（如温度改变、支座移动、制造误差等）作用下的内力与位移，以便对结构进行强度、刚度和稳定性的计算。
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第二节　结构的计算简图
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一、计算简图的概念
　　既能反映实际结构主要的受力和变形特征，又便于力学计算的结构图形称为结构的计算简图。
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二、简化的内容
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　　在把实际结构变成结构的计算简图的过程中，通常需要做如下几个方面的工作：
　　（一）结构体系的简化
　　一般都是空间结构，但在许多情况下常忽略一些次要的空间约束，将空间结构分解为若干平面杆件结构，使计算得到简化。
　　（二）杆件的简化
　　在计算简图中，杆件结构中的杆件均用杆件的轴线来表示，杆件的长度则用轴线交点间的距离来确定。
二、简化的内容
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　　（三）结点的简化
　　杆件间相互连接处称为结点。计算简图中的结点通常有三种类型：
　　（1）铰结点
　　铰结点的特征是所联结的各杆端可以绕铰结点中心自由转动，但不能有任何方向的相对移动。如图12-9所示。
　　（2）刚结点
　　刚结点的特征是所联结的杆件之间既不能绕结点作相对转动，也不能产生相对移动。如图12-10所示。
图12-9
图12-10
二、简化的内容
　　（3）组合结点
　　组合结点的特点是所联
结杆件，有些杆件之间为刚
结，有些杆件之间为铰结。
如图12-11（a）所示连续梁
中的结点B和图12-11（b）
所示刚架中结点C均是组合结点。
　　（四）支座的简化
　　支座是将结构与地基基础或其它固定不动物体相联结的装置。其作用是将结构固定，并将结构受到的荷载传递给支撑结构的物体上。常见的支座形式有以下几种：
　　（1）固定铰支座
固定铰支座的特征是：结构可以绕铰心转动，但不能移动。
图12-11
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二、简化的内容
　　（2）可动铰支座
　　可动铰支座的特征是：结构不但可以绕铰心转动，还允许结构沿支承面有微量的移动，但不能沿垂直于支承面方向移动。
　　（3）固定端支座
　　固定端支座的特征是：结构与支座联结处，既不能相对转动 ，也不能沿任意方向移动。
　　（4）滑动支座
　　滑动支座的特征是：能限制结构的转动和沿一个方向上的移动，但允许结构在另一方向上有滑动，如图12-16（a）、（d）所示。相应的计算简图可用垂直于支承面的两根平行链杆来表示，如图12-16（b）、（e）所示。其受力分析图如图12-16（c）、（f）所示。
图12-16
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二、简化的内容
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（五）荷载的简化
对于作用在结构上的荷载，按其分布情况可以划分为集中荷载和分布荷载。通常是把作用区域远小于结构尺寸的荷载简化成集中荷载，计算时可认为是作用结构上的某一个点上；把连续分布在结构上的荷载简化成分布荷载，并把荷载集度变化不大的分布荷载简化成均布荷载。
三、简化举例
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　　【例12-1】如图12-17（a）所示一根梁两端搁在墙上，上面放一重物，试选取这根梁的计算简图。
　　解：把梁用其轴线代替，梁的自重简化为均布荷载q，重物可简化为一集中荷载F。考虑支承处不能有移动，但仍需满足受热时梁的膨胀伸长，因此可将梁的一端视为固定铰支座，另一端视为可动铰支座。则简化后梁的计算简图如图12-17（b）所示。
图12-17

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