结构力学
结构力学常用的3种计算方法
结构力学常用的3种计算方法
结构力学是研究物体在外力作用下的变形和破坏规律的学科。在结构力学中，常用的计算方法有三种，分别是静力学方法、动力学方法和有限元方法。
静力学方法是结构力学中最基本的计算方法之一。它是通过分析物体在静力平衡状态下的受力情况，来计算物体的变形和破坏情况。静力学方法适用于简单的结构体系，如梁、柱、桥梁等。在静力学方法中，常用的计算工具有受力分析、弹性力学、杆件理论等。
动力学方法是结构力学中另一种常用的计算方法。它是通过分析物体在动力平衡状态下的受力情况，来计算物体的变形和破坏情况。动力学方法适用于复杂的结构体系，如飞机、汽车、船舶等。在动力学方法中，常用的计算工具有振动分析、动力学理论、有限元方法等。
有限元方法是结构力学中最常用的计算方法之一。它是通过将物体分割成许多小的单元，然后对每个单元进行分析，最后将所有单元的分析结果综合起来，来计算物体的变形和破坏情况。有限元方法适用于各种结构体系，无论是简单的还是复杂的。在有限元方法中，常用的计算工具有有限元分析软件、数值计算方法、计算机模拟等。结构力学中的三种计算方法各有优缺点，应根据具体情况选择合适的方法进行计算。静力学方法适用于简单的结构体系，动力学方法
适用于复杂的结构体系，有限元方法则适用于各种结构体系。在实际工程中，常常需要综合运用这三种方法，以得到更加准确的计算结果。
结构力学 课堂笔记
第一章绪论
一、教学内容
结构力学的基本概念和基本学习方法。
二、学习目标
∙了解结构力学的基本研究对象、方法和学科内容。
∙明确结构计算简图的概念及几种简化方法，进一步理解结构体系、结点、支座的形式和内涵。
∙理解荷载和结构的分类形式。
在认真学习方法论——学习方法的基础上，对学习结构力学有一个正确的认识，逐步形成一个行之有效的学习方法，提高学习效率和效果。
三、本章目录
§1-1 结构力学的学科内容和教学要求§1-2 结构的计算简图及简化要点
§1-3 杆件结构的分类§1-4 荷载的分类§1-5 方法论(1)——学习方法(1)
§1-6 方法论(1)——学习方法(2)§1-7 方法论(1)——学习方法(3)
§1-1 结构力学的学科内容和教学要求
1. 结构
建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为工程结构,简称结构。例如房屋中的梁柱体系，水工建筑物中的闸门和水坝，公路和铁路上的桥梁和隧洞等。
从几何的角度，结构分为如表1.1.1所示的三类:
2. 结构力学的研究内容和方法
结构力学与理论力学、材料力学、弹塑性力学有着密切的关系。
理论力学着重讨论物体机械运动的基本规律，而其他三门力学着重讨论结构及其构件的强度、刚度、稳定性和动力反应等问题。
其中材料力学以单个杆件为主要研究对象，结构力学以杆件结构为主要研究对象，弹塑性力学以实体结构和板壳结构为主要研究对象。学习好理论力学和材料力学是学习结构力学的基础和前提。
结构力学的任务是根据力学原理研究外力和其他外界因素作用下结构的内力和变形，结构的强度、刚度、稳定性和动力反应，以及结构的几何组成规律。包括以下三方面内容：
结构力学常用公式
结构力学常用公式
结构力学是研究结构在外力作用下的变形和破坏规律的学科。在结构力学中，有一些常用的公式，这些公式是研究结构力学的基础，下面我们来介绍一下这些公式。
1. 应力公式
应力是指单位面积内的力，常用的应力公式有：
σ=F/A
其中，σ表示应力，F表示力，A表示面积。
2. 应变公式
应变是指物体在受力作用下发生的形变，常用的应变公式有：
ε=ΔL/L
其中，ε表示应变，ΔL表示长度变化量，L表示原长度。
3. 弹性模量公式
弹性模量是指材料在弹性变形时单位应力下的应变，常用的弹性模量公式有：
E=σ/ε
其中，E表示弹性模量，σ表示应力，ε表示应变。
4. 梁的挠度公式
梁的挠度是指梁在受力作用下发生的弯曲形变，常用的梁的挠度公式有：
δ=(5WL^4)/(384EI)
其中，δ表示梁的挠度，W表示梁的集中荷载，L表示梁的长度，E表示梁的弹性模量，I表示梁的截面惯性矩。
5. 柱的稳定公式
柱的稳定是指柱在受力作用下不发生侧向位移的能力，常用的柱的稳定公式有：
Pcr=π^2EI/(KL)^2
其中，Pcr表示柱的临界压力，E表示柱的弹性模量，I表示柱的截面惯性矩，K表示柱的端部支承系数，L表示柱的长度。
以上就是结构力学常用公式的介绍，这些公式是结构力学研究的基础，掌握这些公式对于学习结构力学非常重要。
结构力学主要知识点归纳
结构力学主要知识点归纳
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结构力学主要知识点
一、基本概念
1、计算简图：在计算结构之前,往往需要对实际结构加以简化,表现其主要特点,略去其次要因素,用一个简化图形来代替实际结构;通常包括以下几个方面：
A、杆件的简化：常以其轴线代表
B、支座和节点简化：
①活动铰支座、固定铰支座、固定支座、滑动支座；
②铰节点、刚节点、组合节点;
C、体系简化：常简化为集中荷载及线分布荷载
D、体系简化：将空间结果简化为平面结构
2、结构分类：
A、按几何特征划分：梁、拱、刚架、桁架、组合结构、悬索结构;
B、按内力是否静定划分：
①静定结构：在任意荷载作用下,结构的全部反力和内力都可以由静力平衡条件确定;
②超静定结构：只靠平衡条件还不能确定全部反力和内力,还必须考虑变形条件才能确定;
二、平面体系的机动分析
1、体系种类
A、几何不变体系：几何形状和位置均能保持不变；通常根据结构有无多余联系,又划分为无多余联系的几何不变体系和有多余联系的几何不变体系;
B、几何可变体系：在很小荷载作用下会发生机械运动,不能保持原有的几何形状和位置;常具体划分为常变体系和瞬变体系;
2、自由度：体系运动时所具有的独立运动方程式数目或者说是确定体系位置所需的独
立坐标数目;
3、联系：限制运动的装置成为联系或约束体系的自由度可因加入的联系而减少,能减少一个自由度的装置成为一个联系
①一个链杆可以减少一个自由度,成为一个联系;②一个单铰为两个联系;
结构力学
1、绪论
结构：在土木工程中，由建筑材料构成，能承受荷载而起骨架作用的构筑物。
结构力学的任务：研究结构的组成规律、合形式及结构计算简图的合理选择/研究结构内力和变形的计算方法，以便进行结构强度和刚度的验算/研究结构结构的稳定性以及在动力荷载作用下结构的反应。
结构力学的计算问题分为：静定性的问题/超静定性的问题（三个基本条件：力系的平衡条件/变形的连续条件/物理条件）
结构：杆件结构/板壳结构/实体结构结点：铰结点/刚结点平面结构支座：活动铰支座/固定铰/固定/定向杆件结构：按其组成：梁/拱/刚架/桁架/组合结构，按计算特点：静定结构/超静定结构。荷载的分类：按作用时间长短：恒荷载/活荷载，按作用位置：可动荷载/移动荷载，按作用性质：静力荷载/动力荷载
2、结构的几何组成分析
自由度：一个体系的自由度表示该体系独立运动的数目，或体系运动时可以独立改变的坐标数目。约束：使体系减少自由度的装置或连接。（分为：支座约束/刚片间的连接约束）
几何组成分析的目的：判定杆件体系是否几何可变，从而决定其能否用作结构/研究几何不变、无多余约束体系的组成规则。几何不变无多余约束体系的组成规则：一刚片和一个点用不共线的两根链杆连接/两刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆连接/三刚片用不在同一直线上的三个铰两两相连。结构的几何组成和静力特征之间的关系：几何不变，无多余约束，静定结构/几何不变，有多余约束，超静定结构/几何可变，不能用作结构
3、静定梁
计算步骤：先计算支座反力/再计算截面内力/最后绘制内力图截面内力：弯矩\剪力\轴力计算截面内力的基本方法：截面法绘制弯矩图的基本方法：分段叠加法。以控制截面将杆件分为若干段。无载段的弯矩图即相邻控制截面弯矩纵坐标之间间所连直线，有载段，以相邻控制截面弯矩纵坐标所连虚直线为基线，叠加以该段长度为跨度的简支梁在跨间荷载作用下的弯矩图，剪力图和轴力图则将相邻控制截面内纵坐标连以直线即得。内力图的纵坐标垂直于杆轴线画，弯矩图画在杆件受拉纤维一侧，不注正负号，剪力图和轴力图则注明正负号。截面内力沿杆轴切线方向的分力称为轴力。轴力以拉力为正，压力为负。截面内力沿杆轴法线方向的分力为剪力。剪力对截取的隔离体邻近截面顺时针旋转者为正，反之为负。
结构力学名词解释1
名词解释
平断面假定：
平断面假定就是指梁在弯曲前的断面在弯曲后仍为平面。
弯曲要素：
梁的弯矩M，剪力N,转角，挠度V称为梁的弯曲要素。
梁的边界条件：
就是梁端弯曲要素的特定值或者弯曲要素之间的特定关系，它们取决于梁端的支座情况。
叠加原理：
梁上受到几种外力作用时的弯曲要素可以分别计算各外力单独作用时的弯曲要素后叠加得到。
三弯矩方程：
变形连续方程式中每个方程式中最多包括三个弯矩。
力法的一般原理:
1）将静不定结构的多余约束去掉，代以约束反力，使其成为静定结构
2）在去掉的约束出现约束反力的地方列变形连续方程式以保证基本结构的变形与原结构相同。
3）变形连续方程式求出未知力，并进一步可求出结构的弯曲要素。
位移法求解思路：
1）决定未知转角数目。
2）假定两端刚性固定，计算固端弯矩。
3）假定将加固的各节点强迫转动，按公式（5-5）写出杆端弯矩，并按（5-7）写出杆端总弯矩。
4）对发生转动的各节点建立节点弯矩平衡方程式(5-8)
5）求解弯矩平衡方程式组，从而求出各杆的弯曲要素。
转角：
转矩：
虚位移原理：
它研究的是一组真实力系有任意满足变形协调条件的虚位移过程中做功的情况。
虚力原理：
设结构在外力作用下处于平衡状态，如果给外力一个不破坏静力平衡条件及静力边界条件的虚变化，并且由此虚力产生的变形是协调的，则外力的虚余功必等于结构的虚余能，这就是虚力原理。
位能驻值原理：
总位能（应变能与力位能的和）有一驻值（极大值或极小值），故&II=0表示的关系称为位能驻值原理。
板条xx：
在研究板的筒形弯曲时的通常做法就是在板的筒形部分沿弯曲方向取一个单位的狭条梁来考虑，并且把此狭条梁称为板条梁。
结构力学
§1-5 结构的分类
（6）悬索结构：主要承重构件为悬挂于塔、柱上的缆索， 索只受轴向拉力。
§1-5 结构的分类
按内力是否静定分
静定结构：在任意荷载作用下，结构的全部反力和内力 都可以由静力平衡条件确定。
超静定结构：在任意荷载作用下，结构的全部反力和 内力不能由静力平衡条件确定。
缓慢的荷载，可以略去惯性力的影响； 动力荷载：随时间迅速变化的荷载，是结构产生不容
忽视的加速度，必须考虑惯性力的影响。
其他因素：温度变化、支座沉陷、制造误差、材料收 缩等也可以使结构产生内力和位移。
§1-3 结构的计算简图
结构计算简图 表现其主要特点，略去次要因素，代替实际结构的简化图形。
杆件的简化： 以轴线代替； 支座和结点的简化； 荷载的简化： 集中荷载和线分布荷载； 体系的简化： 空间结构简化为平面结构。
各杆端不能相对移动也不能相对转动，可以传递力也 能传递力矩。
§1-4 支座和结点的类型
（3）组合结点：部分刚结部分铰结的结点。
§1-5 结构的分类
按几何特征分
杆件结构 长度远大于其他两个尺度的杆件组成。
薄壁结构 其厚度远小于其他两个尺度的结构。
实体结构 三个方向尺度相近的结构。
Байду номын сангаас
§1-5 结构的分类
§1-4 支座和结点的类型
支座：连接结构与基础的装置。 （1）活动铰支座
结构力学名词解释整理
1. 框剪结构中剪力墙布置的三个原则：
（1）沿结构单元的两个方向设置剪力墙，尽量做到分散、均匀、对称，使结构的质量中心和刚度中心尽量重合，防止在水平荷载的作用下，结构发生扭转。（2）在楼盖水平刚度急剧变化处，以及楼盖较大洞口的两侧，应设置剪力墙。（3）在同一方向各片剪力墙的抗侧刚度不应大小悬殊，以免水平地震作用过分集中到某一片剪力墙上。
2. 解决拱结构拱脚推力的三种方法：
（1）推力由拉杆承受
（2）推力由侧面框架结构承受
（3）推力由基础直接承受
3. 变形体与刚体：
（1）变形体固体在外力作用下会发生变形，包括物体尺寸的改变和形状的改变，这些固体称之为变形体。
（2）刚体刚体是一种理想化的力学模型，理论力学认为刚体是这样的物体，在力的作用下，其内部任意二点之间的距离始终保持不变。
4. 索膜结构的四种主要形式：
1)．双曲面单元结构
2)．类锥形单元结构．
3)．索弯顶结构
4)．桅杆斜拉结构
5. 先张法与后张法：
（1）先张法张拉预应力钢筋在浇筑混凝土之前进行的方法叫先张法。
（2）后张法张拉预应力钢筋在浇筑混凝土之后，待混凝土达到一定的强度后再进行的方法叫后张法。
6. 端承桩与摩擦桩：
（1）端承桩：是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩端阻力分担荷载较多的桩。
（2）摩擦桩：是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩侧阻力分担荷载较多的桩。
7. 钢骨混凝土结构的优点：
（1）钢筋混凝土与型钢共同受力
（2）与全钢结构相比，可节约钢材1/3左右：
（3）型钢外包的钢筋混凝土不仅可以取代防腐，防火材料，而且更耐久，可节省经常性维护费用。
结构力学概念部分
结构力学最全知识点梳理及学习方法
一、结构力学基础知识：
1、力的分类：根据受力作用的物体的性质，可将力分为外力(外力作用于结构物体的外部，如重力、气压力、拉力等)和内力(内力作用于结构物体的内部，如弯矩、剪力等)；根据力的方向划分，可将它分为拉力、压力和旋转力；根据力的特性划分，可将它分为特殊力和普通力；根据力的大小和方向，可将它分为大力、小力、稳定力和不稳定力；根据受力物体的形状，可将它分为直线力、非直线力、旋转力和转动力等。
2、构件的类型：构件按照结构的组成形式，又分为横担、梁、柱、支撑、支座、腰椎和压杆等。
3、材料性质：构件的材料性质主要由弹性模量、屈服强度和杨氏模量等物理参数来表示。
4、结构形状：根据不同的表达方式，结构形状可分为直线式结构、曲线式结构、对称结构、反对称结构、非对称结构和无规则结构等。
5、运动学结构：可将力学结构分为机械运动结构和动力学结构，其中机械运动结构主要由动力系统、载荷系统和传动系统等部分组成；而动力学结构主要关注的是结构物体的动力运动情况，其中重点研究的是结构物体的运动特性，如动力传递、动力控制和动力分析等。
结构力学与计算
有限元法广泛应用于各种工程领域，如航空航天、土木工程、机械等。它能够 处理复杂的几何形状和非线性问题，提供精确的应力、应变和位移等结果。
有限差分法
总结词
一种数值分析方法，通过将微分方程 转化为差分方程，来求解偏微分方程 。
详细描述
有限差分法适用于求解偏微分方程， 特别是对于时间和空间离散化的物理 系统。它能够处理各种边界条件和初 始条件，提供定量的数值解。
边界元法
总结词
一种数值分析方法，通过将微分方程转化为边界积分方程，来求解偏微分方程。
详细描述
边界元法适用于求解具有复杂边界条件的偏微分方程。它能够减少计算量，提高计算效率，特别适用于处理不规 则区域和复杂边界条件的问题。
05
结构优化设计
优化设计的概念
01 02
优化设计的概念
优化设计是一种通过数学模型和计算机技术，寻找满足一定约束条件下 最优解的过程。在结构力学中，优化设计旨在寻找能够使结构性能达到 最优化的设计方案。
06
工程应用实例
桥梁结构分析
总结词
桥梁结构分析是结构力学在工程中的重要应用，通过 对桥梁的受力特性、稳定性、振动和疲劳等进行分析 ，确保桥梁的安全性和可靠性。
详细描述
在桥梁结构分析中，结构力学提供了理论基础和计算 方法，通过对桥梁的各个部位进行详细的分析，可以 确定桥梁在不同载荷下的响应和性能。这包括静力分 析、动力分析和疲劳分析等。静力分析主要研究桥梁 在恒定载荷下的应力、应变和位移等；动力分析则研 究桥梁在动态载荷下的振动特性和稳定性；疲劳分析 则考虑桥梁在交变载荷下的疲劳寿命和损伤累积。
结构力学主要知识点归纳
结构力学主要知识点归纳
结构力学是工程力学中的一个分支，主要研究结构的力学性能和行为。它是建筑设计与施工过程中不可或缺的重要内容，其知识点可以归纳如下：静力学：静力学是结构力学的基础，主要研究平衡条件下物体的力学
性质。其中包括力的合成与分解、力的平衡、力矩原理等内容。
支座反力：支座反力是指结构在受力状态下，支座对结构的反作用力。根据结构的平衡条件和力的传递原理，可以通过静力平衡方程求解支座反力。
杆件的内力：在结构中，当外力作用于结构时，结构会产生内力。杆
件的内力可以分为拉力、压力、切力、弯矩等。利用杆件内力的计算公式，可以计算出结构各个部分的内力分布情况。
弹性力学：弹性力学是研究物体在受力情况下，恢复原有形状和尺寸
的力学性质。主要研究材料的弹性模量、应变和应力的关系。
刚度：刚度是指结构在受力作用下的变形特性。刚度和弹性力学中的
弹性模量相关，刚度越大，结构的变形越小。
杆件受力分析：结构中的杆件受到外力作用时，会引起杆件的变形和
内力变化。通过受力分析，可以确定结构中杆件的变形情况和内力分布情况。
结构稳定性：结构的稳定性是指结构在受到外力作用下，不发生倒塌
或失稳的能力。通过分析结构的稳定性，可以确定结构的合理设计方案。
结构的荷载分析：荷载分析是指研究结构在受到荷载作用下的力学性
能和行为。根据结构的受力情况和材料的强度，可以确定结构的安全工作
荷载。
应力分析：应力分析是指研究结构中材料受力状态的过程。通过计算
结构中各个部分的应力分布情况，可以确定结构的承载能力和安全性。
变形分析：变形分析是指研究结构在受力状态下的变形情况。通过计
结构力学书籍
结构力学书籍
结构力学是土木工程、建筑工程、机械工程等领域中的重要学科，涉及到结构的力学性能、安全性、稳定性等方面。在学习结构力学时，相应的书籍是必不可少的学习工具。本文将介绍一些经典的结构力学书籍，供读者参考。
1. 《结构力学》（第二版）- 程永华、杨建明
这本书是中国土木工程行业的经典教材，系统地介绍了结构力学的基本概念和理论、结构受力分析、结构的稳定性分析、结构的动力学分析等内容。书中配有大量的例题和练习题，有助于读者深刻理解结构力学的核心概念和解题方法。
2. 《结构力学基础》- 裴树堂、周鸿祎、林秋实
这本书是一本适合初学者学习结构力学的入门教材，内容易懂、重点突出。书中讲解了结构的静力学分析、受力分析、稳定性分析等基本概念和解题方法，还介绍了一些实际工程中的典型结构，有助于读者将理论知识应用到实践中。
3. 《结构力学》（第三版）- Russell C. Hibbeler
这本书是国际上广受欢迎的结构力学教材，包括了静力学和动力学两部分内容。书中讲解了各种结构的受力分析和稳定性分析，同时介绍了结构的动力学分析和振动问题。该书配有大量的例题和练习题，有助于读者加深对结构力学的理解和掌握。
4. 《结构力学》（第四版）- James M. Gere、Barry J. Goodno
这本书是一本全面介绍结构力学的教材，涵盖了结构的静力学、
动力学、稳定性分析、疲劳分析等方面内容。书中注重实例分析和工程应用，给读者提供了更多的实践经验和知识。此外，该书还配有大量的插图和练习题，便于读者理解和掌握重点内容。
结构力学知识点考点归纳与总结
I1
MH h1
H
G h2
I2
I1
A
B
F
原结构
FP B
A
C
k
L/2
L/2
原结构
4.求所示组合ห้องสมุดไป่ตู้构的内力。
L/
A
4
B
EI
A21 1
C A1
X1=1 A3
D
⑶ 力法典型方程的物理意义是： A. 结构的平衡条件 C. 结 构 的 变 形 协 调 条 件
（C ） B.结点的平衡条件
D. 结 构 的 平 衡 条 件 及 变 形 协 调 条 件
简图中用支杆表示。 (2) 铰支座：约束竖向和水平位移，只允许转动。提供两个反力。在计算简图中用
两根相交的支杆表示。 (3) 定向支座：只允许沿一个方向平行滑动。提供反力矩和一个反力。在计算简图
中用两根平行支杆表示。 (4) 固定支座：约束了所有位移。提供两个反力也一个反力矩。 5. 材料性质的简化——对组成各构件的材料一般都假设为连续的、均匀的、各向同
第三章 静定结构的受力分析
3.2.2 多跨静定梁 (1)绘层次图 （2)计算各单跨梁的支座反力 (3)画弯矩图和剪力图
§3-3 静定平面刚架 例 1. 作出图 3-8a 所示简支刚架的内力图
(1) 求支反力(2)作弯矩图…(3)校核 §3-4 静定平面桁架
结构力学最全知识点梳理及学习方法
第一章绪论
§1-1 结构力学的研究对象和任务
一、结构的定义:由基本构件（如拉杆、柱、梁、板等）按照合理的方式所组成的构件的体系，用以支承荷载并传递荷载起支撑作用的部分。
注：结构一般由多个构件联结而成，如：桥梁、各种房屋（框架、桁架、单层厂房）等。最简单的结构可以是单个的构件，如单跨梁、独立柱等。
二、结构的分类：由构件的几何特征可分为以下三类
1．杆件结构——由杆件组成，构件长度远远大于截面的宽度和高度，如梁、柱、拉压杆。2．薄壁结构——结构的厚度远小于其它两个尺度，平面为板曲面为壳，如楼面、屋面等。3．实体结构——结构的三个尺度为同一量级，如挡土墙、堤坝、大块基础等。
三、课程研究的对象
材料力学——以研究单个杆件为主
弹性力学——研究杆件（更精确）、板、壳、及块体（挡土墙）等非杆状结构
结构力学——研究平面杆件结构
四、课程的任务
1．研究结构的组成规律，以保证在荷载作用下结构各部分不致发生相对运动。探讨结构的合理形式，以便能有效地利用材料，充分发挥其性能。
2．计算由荷载、温度变化、支座沉降等因素在结构各部分所产生的内力，为结构的强度计算提供依据，以保证结构满足安全和经济的要求。
3．计算由上述各因素所引起的变形和位移，为结构的刚度计算提供依据，以保证结构在使用过程中不致发生过大变形，从而保证结构满足耐久性的要求。
§1-2 结构计算简图
一、计算简图的概念：将一个具体的工程结构用一个简化的受力图形来表示。
选择计算简图时，要它能反映工程结构物的如下特征：
1．受力特性（荷载的大小、方向、作用位置）
2．几何特性（构件的轴线、形状、长度）
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张永发结构力学（二）·平时作业，
1. 请简述结构力学在土木工程领域的作用。
答：结构力学是固体力学的一个分支，它主要研究工程结构受力和传力的规律，以及如何进行结构优化的学科，它是土木工程专业和机械类专业学生必修的学科。结构力学研究的内容包括结构的组成规则，结构在各种效应（外力，温度效应，施工误差及支座变形等）作用下的响应，包括内力（轴力，剪力，弯矩，扭矩）的计算，位移（线位移，角位移）计算，以及结构在动力荷载作用下的动力响应（自振周期，振型）的计算等。结构力学通常有三种分析的方法：能量法，力法，位移法，由位移法衍生出的矩阵位移法后来发展出有限元法，成为利用计算机进行结构计算的理论基础。
结构力学是一门古老的学科，又是一门迅速发展的学科。新型工程材料和新型工程结构的大量出现，向结构力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的发展，又为结构力学提供了有力的计算工具。另一方面，结构力学对数学及其他学科的发展也起了推动作用。有限元法这一数学方法的出现和发展就和结构力学的研究有密切关系。在固体力学领域中，材料力学给结构力学提供了必要的基本知识，弹性力学和塑性力学是结构力学的理论基础。另外，结构力学与流体力学相结合形成边缘学科——结构流体弹性力学。
评定结构的优劣，从力学角度看，主要是结构的强度和刚度。工程结构设计既要保证结构有足够的强度，又要保证它有足够的刚度。强度不够，结构容易破坏；刚度不够，结构容易皱损，或出现较大的振动，或产生较大的变形。皱损能够导致结构的变形破坏，振动能够缩短结构的使用寿命，皱损、振动、变形都会影响结构的使用性能，例如，降低机床的加工精度或减低控制系统的效率等。
观察自然界中的天然结构，如植物的根、茎和叶，动物的骨骼，蛋类的外壳，可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关，而且和它们的造型有密切的关系。很多工程结构是受到天然结构的启发而创制出来的。人们在结构力学研究的基础上，不断创造出新的结构造型。加劲结构(见加劲板壳)、夹层结构(见夹层板壳)等都是强度和刚度比较高的结构。结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度，还要做到用料省、重量轻。减轻重量对某些工程尤为重要，如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。
2. 请简述对称性对力学分析中的影响，并举例说明
答：在工程实际问题中，有很多结构都具有对称性。我们对这些结构进行受力分析的时候，常常将结构简化为杆系模型，而结构力学研究的就是结构的杆系模型，因此对称性在结构力学中有着广泛的应用。特别是在求解超静定结构问题中，无论力法还是位移法，都是繁杂的。但对于对称结构，利用结构的对称性，可使结构内力计算大为简化。现在本文章就对称性在结构力学中的应用做一简单的总结。
所谓对称结构是指几何形状和支承对某一对称轴对称．且杆件截面和材料性质也对此轴对称。利用结构的对称性可使计算得到简化，这是因为对称结构具有如下特点：在正对称荷载作用下，内力和变形是正对称的；在反对称荷载作用下，内力和变形是反对称的，如下图所示：
2.对称性在求解结构内力中的应用
对称结构在正对称荷载作用下，其对称的内力（弯矩和轴力）和位移是正对称的，其反对称的内力（剪力）是反对称的；在反对称荷载作用下，其对称的内力（弯矩和轴力）和位移是反对称的，其反对称的内力（剪力）是正对称的。因此，只要我们做出半边结构的内力图，也就知道了整个结构的内力图。据此，我们在对对称结构进行内力分析时，就可以取半边结构进行分析。取半边结构进行分析，可以减少超静定次数，减少基本未知量，为解题提供了很大的方便。
在用力法解决超静定问题时，对于对称的结构，可利用对称性简化计算。简化步骤如下：①选取对称的基本结构。②将未知力及荷载分组。③取半结构进行计算。对于对称结构承受一般非对称荷载时，利用荷载分组，将荷载分解为正、反对称的两组，并将他们分别作用于结构上求解内力，然后将计算结果叠加。在计算对称结构时，根据对称结构特性，可以选取半个结构计算。选取半结构的原则：
(1)在对称轴的截面或位于对称轴的节点处
(2)按原结构的静力和位移条件设置相应的支撑，使半结构与原结构的内力和变形完全等效。
例如下图(a)所示，此二层刚架为对称结构承受对称荷载，沿对称轴断开，取半结构如图(b)所示．原六个位移基本未知量转为两个基本未知量
,并注意半结构粱抗弯刚度相应增大为原二倍即
在用位移法求解超静定结构的时候，同样可以利用对称性简化计算。分析可知，在正对称荷载时用位移法求解只有一个基本未知量；但在反对称荷载时若用位移法求解将有两个基本未知量，而用力法求解则只有一个未知量。因此，正对称时采用位移法，反对称时采用力法，这比单纯使用一种方法简便。正确理解力学概念，充分利用结构的对称性，熟练掌握结构力学计算方法．在结构分析计算中至关重要。
3.对称性在结构稳定性分析中的应用结构的稳定性分析，就是为了确定在新的平衡形式的荷载，即临界荷载。通常的解法是假设新的平衡形式，运用静力平衡法或能量法通过稳定方程求的临界荷载，进而确定新的平衡形式。但，对于对称的体系，其新的平衡形式不是正对称的就是反对称的。因此，我们就可以利用对称性，取半边结构进行分析。但此法只能应用于只有两个自由度的体系的结构稳定性分析。
4.结论正确理解力学概念，充分利用结构的对称性，熟练掌握结构力学计算方法，在结构分析计算中至关重要。在将来的工程设计实践中，我们需充分利用上述结构对称性的计算方法，简化结构计算，可大大节省时间和精力，从而保质保量地完成了上述设计任务。
3. 请简述力法的求解流程。
答：力法解题的基本步骤如下：
1、选取基本结构，确定原结构的超静定次数，去掉多余约束，代之力法基本未知量；
2、作和图，即单独作用于基本结构的单位内力图和荷载内
力图；
3、计算主系数、副系数和自由项；
4、解力法方程，求出基本未知量；
5、用叠加作内力图：