03-讲义：1.4 杆件结构的分类

第四节杆件结构的分类

这里将对结构力学主要研究对象—平面杆件结构进行分类。

杆件结构可根据其计算简图，从不同的方面进行分类。比如，若按计算特性来划分，杆件结构可分为静定结构和超静定结构两大类。静力结构的全部支座反力和内力可由静力平衡条件唯一确定；而对超静定结构，不能由静力平衡条件确定全部支座反力和内力，还必须考虑变形条件。

杆件结构通常按受力特性来划分，可分为梁、刚架、拱、桁架、组合结构及悬索结构六大类型。

一、梁

如图1-16所示，梁是一种受弯构件，它的轴线一般为直线。在竖向荷载作用下不产生水平方向的支座反力，其内力一般有弯矩和剪力，以弯矩为主。梁有静定梁和超静定梁。单跨静定梁有简支梁（图1-16(a)）、悬臂梁（图1-16(b)）和外伸梁（图1-16(c)），如图1-16(d)所示为多跨静定梁。图1-16(e)、1-16(f)分别为单跨、多跨的超静定梁。

二、刚架

如图1-17所示，刚架是由梁和柱组成，结点多为刚结点。其内力一般有弯矩、剪力和轴力，以弯矩为主。刚架有静定刚架（图1-19(a)和图1-19(b)）和超静定刚架(图1-19(c))所示。

图1-16 梁

(a)简支梁(b)悬臂梁(c)外伸梁(d)多跨静定梁(e)单跨超静定梁(f)多跨超静定梁

图1-17 刚架

(a)三铰刚架（b）两层静定刚架(c)超静定刚架

三、拱

如图1-18所示，拱的轴线一般为曲线，且在竖向荷载作用下会产生水平推力，这使得拱内弯矩、剪力比相应梁中内力要小得多，拱的内力以压力为主。图1-18(a)所示为三铰拱，它是静定拱。图1-18(b)、1-18(c)所示分别为两铰拱和无铰拱，它们为超静定拱。

图1-18 拱

(a)三铰拱(b) 两铰拱(c) 无铰拱

四、桁架

如图1-19所示，桁架全由两端铰接的链杆组成。当仅受结点荷载作用时，桁架各杆只有轴力（拉力或压力）。图1-19(a)为静定三角形桁架，图1-19(b)为超静定平行弦桁架。

图1-19 桁架

(a) 静定桁架(b) 超静定桁架

五、组合结构

如图1-20所示，组合结构由只承受轴力的链杆和主要承受弯矩的梁式杆组成，其中含有组合结点。如图1-20(a)为由桁架和刚架组合而成的静定组合结构，图1-20（b）所示为由桁架和梁组合而成的超静定组合结构。

图1-20 组合结构

(a) 静定组合结构(b) 超静定组合结构

六、悬索结构

悬索结构指由一系列柔性受拉的索作为主要承重构件，按一定规律组成各种不同形式的体系，悬挂在相应支承上的承重结构。现代悬索结构主要用于大跨度桥梁工程及大跨度屋盖结构，如图1-21所示为由主索、吊杆及加劲梁等构成的劲式悬索桥。

图1-21 斜拉桥