第一章 工程力學緒論

§1-1結(jié)構(gòu)力學的研究對象和任務(wù)§1-2結(jié)構(gòu)計算簡圖§1-3桿系結(jié)構(gòu)的分類§1-4荷載分類§1-1結(jié)構(gòu)力學的研究對象和任務(wù)一、結(jié)構(gòu)的概念

在構(gòu)筑物中，起主要受力、傳力及支承作用的部分。二、結(jié)構(gòu)的分類1、按構(gòu)件的幾何特征分為：

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

平面桿系結(jié)構(gòu)四、《結(jié)構(gòu)力學》研究的內(nèi)容（任務(wù)）<1>研究平面桿系結(jié)構(gòu)在載荷等外因作用下產(chǎn)生的內(nèi)力(強度計算)；<2>研究平面桿系結(jié)構(gòu)在載荷等外因作用下產(chǎn)生的變形(剛度計算)；<3>**分析平面桿系結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；<4>探討平面桿系結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律及合理形成；結(jié)構(gòu)力學結(jié)構(gòu)力學基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)力學專題幾何組成分析靜定結(jié)構(gòu)受力分析結(jié)構(gòu)位移計算超靜定結(jié)構(gòu)受力分析計算結(jié)構(gòu)力學影響線梁剛架拱桁架組合結(jié)構(gòu)力法位移法力矩分配法結(jié)構(gòu)矩陣分析結(jié)構(gòu)動力計算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算**結(jié)構(gòu)極限荷載**實驗五、與其它課程的關(guān)系《結(jié)構(gòu)力學》討論平面桿系結(jié)構(gòu)及構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)、質(zhì)點系及剛體虛位移原理、運動及動力分析）、《材料力學》（內(nèi)力分析、強度、剛度和穩(wěn)定性分析）的基礎(chǔ)內(nèi)容；是《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》、《鋼結(jié)構(gòu)》、《地基基礎(chǔ)》和《結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》、《畢業(yè)設(shè)計》等課程和實踐環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)；

2、實用性強，計算結(jié)果是各類結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。

3、基本理論、方法是計算機輔助設(shè)計軟件的核心基礎(chǔ)?！?-2結(jié)構(gòu)計算簡圖一、結(jié)構(gòu)計算簡圖

在結(jié)構(gòu)計算中，用以代替實際結(jié)構(gòu)，并反應(yīng)實際結(jié)構(gòu)主要受力和變形特點的計算模型。

二、結(jié)構(gòu)計算簡圖的簡化原則

1、反映實際結(jié)構(gòu)的主要受力和變形特點：計算結(jié)果安全可靠；

２、便于計算：簡化程度與計算手段以及對結(jié)果的要求相一致。三、簡化的內(nèi)容1、結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件的簡化空間桿系結(jié)構(gòu)平面桿系結(jié)構(gòu)桿系結(jié)構(gòu)的桿件其桿件軸線代替。用桿軸線構(gòu)成的幾何輪廓代替原結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，并且所有桿件軸線都位于同一平面內(nèi)，且通過結(jié)點的中心，全部結(jié)點都當作理想鉸結(jié)點。2、材料性質(zhì)的簡化結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的作用力表面力

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

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

單鉸結(jié)點復鉸結(jié)點<２>、剛結(jié)點

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

剛結(jié)點與鉸結(jié)點的組合體。

組合結(jié)點5、結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)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(chǎn)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(zhuǎn)動。過鉸心產(chǎn)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(zhuǎn)動，產(chǎn)生水平、豎直及限制轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動§1-3桿系結(jié)構(gòu)的分類