結構力學 01 緒論

01緒論Contents目錄結構力學的研究對象和任務1

桿件結構的分類3結構力學的學習方法5

桿件結構的計算簡圖2

荷載的分類4房屋建筑、橋梁、隧道、塔架、擋土墻、水壩等建筑物或構筑物中，用以擔負預定任務、承受和傳遞荷載而起骨架作用的部分稱為結構。結構是由若干相互聯(lián)系的構件組成的整體，按其構件的幾何形狀可分為三類：桿件結構薄壁結構實體結構工程力學的材料力學部分是以單個桿件為主要研究對象，結構力學則在此基礎上著重研究桿件結構，彈性力學則以實體結構和板殼結構為主要研究對象。研究對象結構力學的研究對象和任務§1.1桿件結構

由桿件組成的結構稱為桿件結構。桿件的幾何特征是其橫截面高、寬兩個方向的尺寸比桿長小得多。梁、剛、桁架等，都是桿件結構。結構力學的研究對象和任務§1.1結構力學的研究對象和任務§1.1薄壁板殼結構由薄板或薄殼組成的結構稱為薄壁板殼結構。這類結構的幾何特征是其厚度比長度和寬度小得多，也稱為薄壁結構。結構力學的研究對象和任務§1.1實體結構長、寬、厚三個方向的尺寸相近的結構稱為實體結構。它的幾何特征是呈塊狀，且內部為實體。如橋墩、橋臺、擋土墻等結構力學的研究對象和任務§1.1結構力學的任務（1）研究結構的組成規(guī)律和合理形式等問題。（2）研究結構在荷載等各種外因作用下的內力和位移的計算，以便進行結構強度和剛度的驗算。（3）研究結構的穩(wěn)定性計算結構力學是一門技術基礎課程，它一方面要用到高等數(shù)學、工程力學等知識，另一方面又為學習建筑結構、橋梁和隧道工程等專業(yè)課程提供必要的基礎理論和計算方法。結構力學的研究對象和任務§1.1結構力學的內容和計算方法主要內容：（1）結構計算簡圖的合理選擇；（2）桿件結構的組成規(guī)則；（3）靜定結構的內力和位移計算；（4）超靜定結構的內力計算和位移計算；（5）結構的受力和合理形式；（6）移動荷載作用下結構的支反力和內力變化：影響線及應用。計算方法：（1）力系的平衡條件。（2）變形的連續(xù)條件，即幾何條件；（3）物理條件。桿件結構的計算簡圖§1.2實際結構的力學計算簡圖須注意下列原則：1．反映結構實際情況——計算簡圖能正確反映結構的主要受力情況，使計算結果盡可能精確。2．分清主次因素——計算簡圖可以略去次要因素，以便于計算分析。必須指出，恰當?shù)剡x取實際結構的計算簡圖，是結構設計中十分重要的問題。正確選擇一個結構的計算簡圖是一項不容易的工作，它需要有結構計算的豐富經(jīng)驗和對實際結構的構造、受力情況等正確的了解和判斷。桿件結構的計算簡圖§1.2工程結構一般由桿件、結點、支座三部分組成的。1．結構、桿件的簡化一般的實際結構均為空間結構，而空間結構常?？煞纸鉃閹讉€平面結構來計算；結構的桿件均可用其桿軸線來表示。2．結點的簡化桿件相互聯(lián)結處稱為結點。桿系結構的結點，通?？煞譃殂q結點和剛結點。桿件結構的計算簡圖§1.2鉸結點鉸結點的特征是各桿端可以繞結點中心自由轉動，但不能有任何方向的相對移動。因而鉸結點只產(chǎn)生桿端軸力和剪力，不引起桿端彎矩。桿件結構的計算簡圖§1.2剛結點剛結點的特征是匯交于結點的各桿可以繞結點轉動，剛結端的各桿轉動的夾角相同。因而各桿的剛結點既能承受彎矩，又能承受軸力和剪力。桿件結構的計算簡圖§1.2支座的簡化：把上部結構和基礎聯(lián)系起來的裝置稱為支座，常用的有以下四種：可動鉸支座：桿端A沿水平方向可以移動，繞A點可以轉動，但沿支座桿軸方向不能移動。固定鉸支座:桿端A繞A點可以自由轉動，但沿任何方向均不能移動。固定端支座:A端支座為固定端支座，使A端既不能移動，也不能轉動。定向支座:這種支座只允許桿端沿一個方向移動，而沿其他方向不能移動，也不能轉動。桿件結構的計算簡圖§1.2計算簡圖示例:桿件結構的分類§1.3結構的分類，實際上是指結構計算簡圖的分類。

（1）梁：梁是一種受彎構件，其軸線通常為直線。梁有單跨的和多跨的。其內力一般有彎矩和剪力，以彎矩為主。（2）剛架剛架由梁和柱組成，結點多為剛結點。其內力一般有彎矩、剪力和軸力，以彎矩為主。桿件結構的分類§1.3（3）拱拱的軸線為曲線，且在豎向荷載作用下會產(chǎn)生水平反力（推力）。這使得拱內彎矩和剪力比同跨度、同荷載的梁的為小。其內力以壓力為主。桿件結構的分類§1.3（4）桁架桁架由直桿組成，所有結點都為理想鉸結點。當僅受結點集中荷載作用時，其內力只有軸力（拉力和壓力）。桿件結構的分類§1.3（5）組合結構組合結構是由只承受軸力的桁桿和主要承受彎矩的梁桿（梁或剛架桿件）組成的結構，其中含有組合結點。桿件結構的分類§1.3荷載的分類§1.4(1)按照荷載的分布情況分①集中荷載：當荷載的分布面積遠小于結構的尺寸時，則可認為此荷載是作用在結構的一個點上，稱為集中荷載。集中荷載有集中力和集中力偶兩種。②分布荷載:當荷載的分布面積較大時，即是分布荷載。分布荷載又可分為均勻分布荷載、線性分布（如三角形或梯形分布）荷載等。荷載的分類§1.42．按作用時間——荷載可分為恒載（永久荷載）、活載（可變荷載）和偶然荷載。恒載——長期作用于結構上的不變荷載，如結構自重、安裝在結構上的設備重量、土壓力等，其荷載的大小、方向和作用位置是不變的?；钶d——暫時作用于結構上的可變荷載，如人群、風、雪的荷載等。偶然荷載——使用時不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)其值很大，持續(xù)時間短的荷載。如爆炸、地震、臺風的荷載等。荷載的分類§1.43．按作用性質——荷載可分為靜力荷載和動力荷載。靜力荷載——是指大小方向和位置不隨時間變化或變化很緩慢的荷載，它不使結構產(chǎn)生顯著的加速度，因而可略去慣性力影響。動力荷載——是指隨時間迅速變化的荷載，它將引起結構的振動，使結構產(chǎn)生不容忽視的加速度，必須考慮慣性力的影響。4．按作用位置——荷載可分為固定荷載和移動荷載。固定荷載——指在結構上的作用位置是不變的，如恒載及某些活載（風、雪）。移動荷載——指在結構上可以自由移動的荷載，如行駛的汽車、移動的人群等。結構力學學習方法§1.5結構力學的特點是：不但理論概念性比較強，而且方法技巧性要求高。理論概念需要通過練習來加深理解，方法技巧則需要通過多做練習來熟練掌握。因此，在學習本門課程的過程中，不但要搞清基本概念，而且要做好和多做練習題，這是學好結構力學的重要環(huán)節(jié)。但要注意以下兩點：

（1）做題前一定要看書復習，搞清概念及解題思路，抓住方法的本質、要點。按照例題照搬照套，不經(jīng)過自己思考而急于應付完成作業(yè)，不會有好效果。

（2）作業(yè)要條理清晰、整潔、嚴謹。要培養(yǎng)對所得計算結果進行合理校核的能力。發(fā)現(xiàn)錯誤，要及時總結，找出原因，這樣才能吸取教訓，逐步提高。只有通過足夠數(shù)量的習題訓練，才能體會