第一章 結構力學 緒論

§1-1結構力學的研究對象和任務§1-2結構計算簡圖§1-3桿系結構的分類§1-4荷載分類§1-1結構力學的研究對象和任務一、結構的概念

在構筑物中，起主要受力、傳力及支承作用的部分。二、結構的分類1、按構件的幾何特征分為：

桿系結構（空間或平面）、板殼（薄壁:薄板、薄殼）結構、實體結構。<1>、桿系結構：由桿件組成。幾何特征：橫截面<<長度<2>、板殼（薄壁:薄板、薄殼）結構幾何特征：厚度<<長度和寬度<3>、實體結構幾何特征：結構的長、寬、高屬同一量級2、按結構型式劃分為：磚混結構、框架結構、框架剪力墻結構、剪力墻結構、筒體結構等；3、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；4、從空間角度劃分：平面結構、空間結構等；示例1高層建筑高聳結構（桿系結構、框架結構、鋼筋混凝土結構等）（殼體結構、鋼筋混凝土結構、空間結構等）示例2大跨結構（桿系結構、空間網(wǎng)架結構、薄殼結構、鋼結構等）示例3橋梁結構（桿系結構、懸索結構、鋼筋混凝土結構等）示例4（實體、壩體結構、鋼筋混凝土結構）（實體結構、鋼筋混凝土結構）水利建筑核電建筑三、《結構力學》研究的對象

平面桿系結構四、《結構力學》研究的內容（任務）<1>研究平面桿系結構在載荷等外因作用下產生的內力(強度計算)；<2>研究平面桿系結構在載荷等外因作用下產生的變形(剛度計算)；<3>**分析平面桿系結構的穩(wěn)定性；<4>探討平面桿系結構的組成規(guī)律及合理形成；結構力學結構力學基礎結構力學專題幾何組成分析靜定結構受力分析結構位移計算超靜定結構受力分析計算結構力學影響線梁剛架拱桁架組合結構力法位移法力矩分配法結構矩陣分析結構動力計算結構穩(wěn)定計算**結構極限荷載**實驗五、與其它課程的關系《結構力學》討論平面桿系結構及構件的強度、剛度、和穩(wěn)定問題。前修課程：《理論力學》著重討論物體機械運動的規(guī)律?！恫牧狭W》討論單根桿件的強度、剛度和穩(wěn)定問題。后續(xù)課程：《彈性力學》：實體結構的強度、剛度和穩(wěn)定問題。注意：1、擴展和延伸《理論力學》（力系的平衡、約束的性質、質點系及剛體虛位移原理、運動及動力分析）、《材料力學》（內力分析、強度、剛度和穩(wěn)定性分析）的基礎內容；是《鋼筋混凝土結構》、《鋼結構》、《地基基礎》和《結構抗震設計》、《畢業(yè)設計》等課程和實踐環(huán)節(jié)的基礎；

2、實用性強，計算結果是各類結構設計的依據(jù)。

3、基本理論、方法是計算機輔助設計軟件的核心基礎?！?-2結構計算簡圖一、結構計算簡圖

在結構計算中，用以代替實際結構，并反應實際結構主要受力和變形特點的計算模型。

二、結構計算簡圖的簡化原則

1、反映實際結構的主要受力和變形特點：計算結果安全可靠；

２、便于計算：簡化程度與計算手段以及對結果的要求相一致。三、簡化的內容1、結構體系和構件的簡化空間桿系結構平面桿系結構桿系結構的桿件其桿件軸線代替。用桿軸線構成的幾何輪廓代替原結構的幾何尺寸，并且所有桿件軸線都位于同一平面內，且通過結點的中心，全部結點都當作理想鉸結點。2、材料性質的簡化結構為連續(xù)、均勻、各項同性，完全彈性體3、載荷的簡化自重或慣性力體積力其它物體通過接觸面?zhèn)鹘o結構的作用力表面力

4、桿件之間連接(結點）的簡化理想結點代替桿件與桿件之間的連接<１>、鉸結點

匯交于一點的桿端是用一個完全無磨擦的光滑鉸連結。鉸結點所連各桿端可獨自繞鉸心自由轉動，即各桿端之間的夾角可任意改變。

單鉸結點復鉸結點<２>、剛結點

匯交于一點的桿端是用一個完全不變形的剛性結點連結，形成一個整體。剛結點所連各桿端相互之間的夾角不能改變。單剛結點復剛結點<３>、組合結點（半鉸)

剛結點與鉸結點的組合體。

組合結點5、結構與基礎之間連接(支座）的簡化<１>、活動鉸支座

允許沿支座鏈桿垂直方向的微小移動。沿支座鏈桿方向產生約束力。

限制x方向位移限制y方向位移支座反力支座反力<2>、固定鉸支座

允許饒固定鉸鉸心的微小轉動。過鉸心產生任意方向的約束力（分解成水平和豎直方向的兩個力）。限制x和y方向位移支座反力<3>、固定支座

不允許有任何方向的移動和轉動，產生水平、豎直及限制轉動的約束力。

限制x、y、z方向的移動支座反力及繞A點的轉動§1-3桿系結構的分類不同的分類方法：一、按結構體系

平面結構、空間結構二、按幾何特征

桿件、殼體、實體三、按計算方法

靜定結構、超靜定結構四、按結構的受力特點

梁----由水平（或斜向）放置桿件構成。梁構件主要承受彎曲變形，是受彎構件。

直梁曲梁

剛架----不同方向的桿件用結點（至少有一剛結點）連接構成。剛架桿件以受彎為主，所以又叫梁式構件。桁架----由若干直桿在兩端用鉸結點連接構成。桁架桿件在結點荷載作用下，承受軸向變形，是拉壓構件。拱-----般由曲桿構成。在豎向荷載作用下有水平支座反力（或稱水平推力）。不等高三鉸拱等高兩鉸拱組合結構----由梁式桿和桁架桿構成。特殊的組合結構

----排架§1-4荷載分類一、按作用時間長短

恒載：永久作用在結構上。如結構自重、永久設備重量。

活載：暫時作用在結構上。如人群、風、雪（在結構上可占有任意位置的可動荷載）及車輛、吊車（在結構上平行移動并保持間距不變的移動荷載）。二、按作用位置是否變化

固定荷載移動荷載三、按作用性質（是否考慮慣性力影響）

靜力荷載：荷載由零加至最后值的加載過程中，結構始終保持靜力平衡，即可忽略慣性力的影響。

動力荷載：要考慮慣性力影響。四、按與結構的接觸情況：

直接荷載、間接荷載注：1、荷載：作用在結構上的主動力。

2、某些