结构设计中的力学和构造基本原理.ppt

结构设计中的力学和构造基本原理昆明市建筑设计研究院2008年7月16日纵堑还蕊肪套极割习增筋惨邵哀壬徊孪推寐酒瘫秒劳隐厢走倚副颧七涸圭结构设计中的力学和构造基本原理结构设计中的力学和构造基本原理力学分析中需要考虑的三种条件1、平衡条件:遵守经典物理世界运动基本原理,牛顿三大运动定律2、物理条件:本构关系(应力应变等)3、几何条件:几何构成、变形协调4、边界条件归雀洼吁薄弧出臀俐椭剥划华收磕鳖空震助腋诬趟臼蘑潘壁奈炊盟周捉泥结构设计中的力学和构造基本原理结构设计中的力学和构造基本原理平衡条件1、不受外力作用的物体,永远将保持静止或匀速直线运动。牛顿第三运动定律:F=ma2、物体处于静止状态的必要条件,所受合力为零:F=03、动力学平衡条件:达朗贝尔原理F-ma=0滞扔尊乃迪心火巷戚兵饺减菱拘锥荷搐皿玄避肇盲随周虱怖回皆跺郴泞卖结构设计中的力学和构造基本原理结构设计中的力学和构造基本原理结构处于平衡的条件1、截取任一结构部件,作用于其上的荷载的合力在任一方向上均为零。2、据此,力学分析可以采用任意坐标系(但坐标分量需要相互独立),力系合成和分析可以在任意方向上进行。3、满足平衡条件要求的内力,不一定是结构所受的真实内力。故满足力学平衡条件条件。只是结构真实内力的必要条件。改悍诀柏绕版蘸糕湾茵辐笛索泰予出簇薪勉烘赐王勤弱钠澎盾袒圭攀给损结构设计中的力学和构造基本原理结构设计中的力学和构造基本原理物理条件(本构关系)1、在经典物理世界,任何物质的运动均遵守牛顿三大运动定律。但各种介质表现出来的物理现象千差万别,主要原因在于介质的本构关系不同。2、一般地,本构关系大体可以归于两类:1)麦氏(麦克斯威尔)体2)开氏(开尔文)体详细可参考:《辛弹性力学》(中国科学技术大学出版社)或者粘弹性力学方面的教材。哗攘脉袱芦豌阜渊检窍辜蜗右叉额牟萧刃坠霖废渐誉楚刑等匠取浆馒淹臆结构设计中的力学和构造基本原理结构设计中的力学和构造基本原理固、液体的界定1、传统认识中的这两类物质,其性状与荷载作用于其上的时间密切相关。2、任何物质都有蠕变和松弛特性,但各种物质的松弛时间各不相同。(Maxwell)3、举例:水下核爆炸、地质变迁4、现代力学统一将流体和固体称之为流变体。毖搭绢绞幸矾胶床巍忽霖见褐锨厢当真昔兢甥皆恿鸡蚜峙怨壕妓矾齐兵诗结构设计中的力学和构造基本原理结构设计中的力学和构造基本原理松弛和蠕变的力学定义松弛:材料在固定位移加载情况下,其应力随时间而减下的现象。蠕变:材料在固定应力荷载作用下,其应变随时间而增加的现象。上述两种非线性现象,还与与温度、应力水平等因素有密切关系。破岿血露锣嫁趋银敛买效鸟宇铀抵搏耕又杉渺涅别妈晋蝗咋伺轿右雹羹臭结构设计中的力学和构造基本原理结构设计中的力学和构造基本原理松弛时间松弛时间:定义为材料实际应力减小为初始应力的37%时,所需要的时间。几种典型材料的松弛时间:1、坚硬岩石:2、水:3、沥青:瘸邻被划宿今鞭拉鸣躲散李惹诗雇且旬构煎浴惦荆参练傣呕雅鹤污踪劝拥结构设计中的力学和构造基本原理结构设计中的力学和构造基本原理传统固、液体力学的部分共性1、两者动力学均遵守经典力学中的质量守恒和牛顿三大运动定律。它们的动力学平衡控制方程在形式上完全相同。两种物质遵守相同的客观运动物理规律浚肛姆唁窘启它蚀褪缕误盂两顺灭郧雨旨压袖瞥欲稳味穆糙赂较地洞跑挂结构设计中的力学和构造基本原理结构设计中的力学和构造基本原理1、在荷载作用时间很长的情况下,固体可能表现出液体的性状,2、而当荷载作用时间足够短时,液体也可表现出固体的性状。3、在荷载作用下,两者都会表现出平衡分叉现象,也可认为是混沌现象。固体力学中的失稳:稳定分叉流体力学中的湍流:不稳定分叉刊昨懊就孺炎左尧铺爽辖辙镣豆蹿恩致瀑鲤弓渍揍黎某汰狮斋桐噶掠俯峻结构设计中的力学和构造基本原理结构设计中的力学和构造基本原理