结构力学第一章绪论资料
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结构力学 1.绪论
（2）板壳结构—也称薄壁结构。厚度要比长度和宽度小得多。例 如：楼板和壳体屋盖等。
（3）实体（块体）结构—长、宽、厚三个尺度大小相仿。例如： 重力坝。
§1-1 结构力学的学科内容和教学方法
2 结构力学的研究对象
理论力学：着重讨论物体机械运动的基本规律；其余三门力学 着重讨论结构及其构件的强度(Strength) 、刚度 (Stiffness) 、 稳定性(Stability)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； 弹性力学：以实体结构和板壳结构为主要研究对象。
§1-1 结构力学的学科内容和教学方法
结构力学的任务： 讨论结构的组成规律和合理形式，结构计算简图的合理选择； 讨论结构内力和变形的计算方法，进行结构的强度和刚度的验算； 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应。
还有如下情况： M Fx
§1-2 结构的计算简图和简化要点
（4）固定支座：被支承的部分完全被固定，提供三个支座反力。
§1-2 结构的计算简图和简化要点
5. 材料性质的简化 组成各构件的材料一般假设为：连续的、均匀的、各向同
性的、完全弹性的或弹塑性的。
6. 荷载的简化
结构承受的荷载分为体积力和表面力两大类。两者均简 化为作用在杆件轴线上的力。
（5）组合结构：是桁架和梁或 刚架组合一 起形成的结构。
§1-4 荷载的分类
荷载：主动作用于结构的外力，如结构的自重、加于结构 的水压力和土压力等。
广义荷载：其他使结构产生内力或变形的因素，如温度变 化、基础沉陷、材料收缩等。
根据荷载作用时间久暂分：
恒载：长期作用在结构上的不变荷载，如结构的自重或 土压力。
（3）实体（块体）结构—长、宽、厚三个尺度大小相仿。例如： 重力坝。
§1-1 结构力学的学科内容和教学方法
2 结构力学的研究对象
理论力学：着重讨论物体机械运动的基本规律；其余三门力学 着重讨论结构及其构件的强度(Strength) 、刚度 (Stiffness) 、 稳定性(Stability)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； 弹性力学：以实体结构和板壳结构为主要研究对象。
§1-1 结构力学的学科内容和教学方法
结构力学的任务： 讨论结构的组成规律和合理形式，结构计算简图的合理选择； 讨论结构内力和变形的计算方法，进行结构的强度和刚度的验算； 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应。
还有如下情况： M Fx
§1-2 结构的计算简图和简化要点
（4）固定支座：被支承的部分完全被固定，提供三个支座反力。
§1-2 结构的计算简图和简化要点
5. 材料性质的简化 组成各构件的材料一般假设为：连续的、均匀的、各向同
性的、完全弹性的或弹塑性的。
6. 荷载的简化
结构承受的荷载分为体积力和表面力两大类。两者均简 化为作用在杆件轴线上的力。
（5）组合结构：是桁架和梁或 刚架组合一 起形成的结构。
§1-4 荷载的分类
荷载：主动作用于结构的外力，如结构的自重、加于结构 的水压力和土压力等。
广义荷载：其他使结构产生内力或变形的因素，如温度变 化、基础沉陷、材料收缩等。
根据荷载作用时间久暂分：
恒载：长期作用在结构上的不变荷载，如结构的自重或 土压力。
结构力学01第一章.绪论
壳式结构
通过壳体的形状和厚度 承受荷载，如穹顶、储
罐等。
荷载类型与特点
80%
永久荷载
长期作用在结构上的荷载，如结 构自重、土压力等。
100%
可变荷载
随时间变化而变化的荷载，如楼 面活荷载、风荷载、雪荷载等。
80%
偶然荷载
不常出现但一旦出现将对结构产 生重大影响的荷载，如地震力、 爆炸力等。
结构安全性与经济性
跨学科融合
与建筑学、土木工程、机械工程等学 科交叉融合，推动结构力学领域的发 展和创新。
04
结构力学在土木工程领域应用
建筑设计阶段应用
结构分析和设计
利用结构力学原理和方法，对建 筑结构进行受力分析和设计，确 保建筑物在各种荷载作用下的稳 定性和安全性。
优化设计方案
通过结构力学计算和分析，可以 对建筑设计方案进行优化，提高 建筑物的结构性能和经济效益。
国外研究现状
在结构优化设计、新材料应用等方面较为领先，注重创新性和实 用性。
未来发展趋势预测
计算方法创新
发展更高效、精确的计算方法，如有 限元法、离散元法等。
新材料应用
探索新材料在结构力学中的应用，提 高结构性能和耐久性。
智能化发展
结合人工智能、大数据等技术，实现 结构力学设计、分析的智能化和自动 化。
结构力学01第一章绪论
目
CONTENCT
录
• 绪论引言 • 结构力学基本概念 • 结构力学发展历史及现状 • 结构力学在土木工程领域应用 • 结构力学分析方法简介 • 结构力学实验方法及设备介绍
01
绪论引言
课程介绍
结构力学是固体力学的一个分 支，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。
《结构力学》第1章_绪论.
2.杆件的简化: 杆件
杆件的轴线
3.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)
4.支座的简化: 固定铰支座 活动较支座 固定支座 滑动支座(定向支座)
§1-3 杆件结构的类型
根据其结构特点可分为如下五类
1、梁
⑴ 单跨梁
静定梁 超静定梁
⑵ 多跨梁
静定多跨梁
连续梁
梁的特点： 梁的轴线通常为直线，在荷载作用下，截面存在弯矩、剪力和轴力。
作题练习是重要环节，不作一定数量的习题，就很难对基本概念和方法 有深入的理解，也很难培养好计算能力。但作题也要避免各种盲目性。
⑶ 自学能力 消化已学知识；摄取新知识。
⑷ 表达能力 作业计算书要书写整洁；作题要步骤分明、思路清楚、图形简明、数据 准确，注重培养严谨作风。
§1-2 结构的计算简图及简化要点
结构力学
第1章 绪论 第2章 体系的几何组成分析 第3章 静定结构的内力力分析 第4章 虚功原理和结构位移计算 第5章 力法 第6章 位移法和力矩分配 第7章 影响线及其应用
(课内:2,课外与课内之比1:1) (课内:6,课外与课内之比3:1) (课内:12,课外与课内之比3:1) (课内:10,课外与课内之比3:1) (课内:12,课外与课内之比3:1) (课内:12,课外与课内之比3:1) (课内:6,课外与课内之比2:1)
预习内容： 概念 几何不变体系和几何可变体系
自由度 刚片 约束 多余约束 瞬变体系 瞬铰
二、杆件的简化
计算简图中杆件用其轴线表示，杆件之间的连接区用结点表示，杆 长用结点间的距离表示，荷载的作用点也转移到轴线上。
三、杆件间连接的简化---结点简化
(1) 铰结点
(2) 刚结点
结构力学课件 第1章 绪论
一、荷载与作用 ➢荷载：主动作用在结构上的外力，如自重荷载、风荷载等； ➢广义荷载：外力、温度改变、支座沉降、制造误差、材料的收缩及松 驰、地震作用等； ➢作用：广义荷载，引起结构受力或变形的外因(外力、温度变化、支 座沉降、制造误差、材料收缩以及松弛、徐变等)
二、荷载(作用)的确定
➢荷载(作用)的确定是结构设计中极为重要的工作；
➢《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 ➢《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）
三、荷载的分类 ➢1、根据荷载作用时间的久暂划分
恒载 （永久荷载）
Permanent load 活载
（可变荷载) Variable load
永久作用在结构上的不变 荷载，如构件自重、设备
荷载等
暂时作用在结构上的可变荷载， 列车荷载、风载、地震作用等
三、荷载的分类
➢2、按作用 位置变化情况
固定荷载 移动荷载
作用在结构上的位置 是不变的，如恒载、 某些活载（风载、雪
载等）
能在结构上移动的荷载，如 列车荷载、吊车荷载
三、荷载的分类
静力荷载 动力荷载
➢3、根据荷载对结构产生的动力效应划 分 指大小、方向和位置不随时间 变化或变化很缓慢的荷载，
第一章 绪 论（Introduction )
中国矿业大学 鲁彩凤
§1-1 结构力学的研究对象和任务 §1-2 荷载的分类 §1-3 结构的计算简图 §1-4 杆件结构的分类
§1-1 结构力学的研究对象和任务
(Research object and task of Structural Mechanics )
本节主要内容： 一、工程结构及分类 二、结构力学的研究对象 三、结构力学的任务
第1章绪论(李廉锟_结构力学-中南大学2013年课件)资料
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荷兰拦海大坝 17:12
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结构力学
现代桥梁欣赏
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结构力学
现代桥梁欣赏
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现代桥梁欣赏
桥梁结构：远处为钢结构 桥梁，近处为悬索桥梁。
结构力学的内容(从解决工程实际问题的角度提出) (1) 将实际结构抽象为计算简图； (2) 各种计算简图的计算方法； (3) 将计算结果运用于设计和施工。
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各力学课程的比较：
结构力学
学 科 研究对象 理论力学 质点、刚体
材料力学 结构力学
单根杆件 杆件结构
弹性力学 板壳、实体结构
房屋建筑——梁、柱、楼板、剪力墙、基础等 交通工程——桥梁、隧道、挡土墙、涵洞等 水工建筑——大坝、闸门、采油平台等
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三大结构形式
结构力学
(b)壳体结构
(a)杆系结构
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(c)实体结构
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建筑物或构筑 物中承受、传递 荷载而起骨架作 用的部分称为结 构。如：房屋中 的框架结构、桥 梁、大坝等。
结构力学
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结构力学
二、结构分类
结构力学 第一章-绪论
1．受力特性（荷载的大小、方向、作用位置） 受力特性（荷载的大小、方向、作用位置） 几何特性（构件的轴线、形状、长度） 2．几何特性（构件的轴线、形状、长度） 支承特性（支座的约束反力性质、 3．支承特性 （支座的约束反力性质、杆件连接 形式） 形式） 10:34
第一章 绪 论 （Introduction） ）
支座(Supports)和结点(Joints) (Supports)和结点(Joints)的类型 §1-4 支座(Supports)和结点(Joints)的类型 刚架结构中的铰结点： 刚架结构中的铰结点：
结点杆（焊接）
10:34
第一章 绪 论 （Introduction） ）
(Supports)和结点(Joints)的类型 和结点(Joints) §1-4 支座 (Supports)和结点(Joints)的类型 2. 刚结点 刚结点(Rigid joint)： ： ——各汇交于结点的杆端之间不能发生任 各汇交于结点的杆端之间不能发生任 何相对位移。 何相对位移。
第一章 绪 论 （Introduction） ）
§1-5 结构的分类 Beam) 1、梁(Beam)：
10:34
第一章 绪 论 （Introduction） ）
§1-5 结构的分类 2、拱(Arch)： 、 ：
——轴线是曲线 ， 竖向荷载作用下产生 轴线是曲线， 轴线是曲线 水平支承推力。 水平支承推力。 三铰拱： 三铰拱：
（Resist bending, shearing. and tension or compression） ）
10:34
第一章 绪 论 （Introduction） ）
§1-5 结构的分类 3、刚架 、刚架(Frame)： ：
第一章 绪 论 （Introduction） ）
支座(Supports)和结点(Joints) (Supports)和结点(Joints)的类型 §1-4 支座(Supports)和结点(Joints)的类型 刚架结构中的铰结点： 刚架结构中的铰结点：
结点杆（焊接）
10:34
第一章 绪 论 （Introduction） ）
(Supports)和结点(Joints)的类型 和结点(Joints) §1-4 支座 (Supports)和结点(Joints)的类型 2. 刚结点 刚结点(Rigid joint)： ： ——各汇交于结点的杆端之间不能发生任 各汇交于结点的杆端之间不能发生任 何相对位移。 何相对位移。
第一章 绪 论 （Introduction） ）
§1-5 结构的分类 Beam) 1、梁(Beam)：
10:34
第一章 绪 论 （Introduction） ）
§1-5 结构的分类 2、拱(Arch)： 、 ：
——轴线是曲线 ， 竖向荷载作用下产生 轴线是曲线， 轴线是曲线 水平支承推力。 水平支承推力。 三铰拱： 三铰拱：
（Resist bending, shearing. and tension or compression） ）
10:34
第一章 绪 论 （Introduction） ）
§1-5 结构的分类 3、刚架 、刚架(Frame)： ：
结构力学第一章[30页]
![结构力学第一章[30页]](https://img.taocdn.com/s3/m/d2a67990c281e53a5902ff80.png)
然实际工程中多为空间结构，但很多情况下可以简化为平面结构来计算。
结构力学课件
第一章 绪论
章目录 第一节 第二节 第章三目节录 第四节
第 2 节 荷载的分类
本节目录
1.2 荷载的分类 1.2.1 按荷载作用的状况 1.2.2 按荷载作用的时间 1.2.3 按荷载对结构产生的动力效应
结构力学课件
第一章 绪论
结构力学课件
第一章 绪论
章目录 第一节 第二节 第章三目节录 第四节
第 1 节 结构的分类
1.1 结构的分类
• 结构的定义：在工程实际中能承受荷载、传递荷载并起到骨架作用的体 系称为结构，如房屋建筑中的 梁、板、柱等。结构的类型很多，可从 不同的角度来分类。
• 结构的分类：按照其几何特征，一般可分为杆件结构、薄壁结构和实体 结构。
又可分为以下几种:
结构力学课件பைடு நூலகம்
第一章 绪论
章目录 第一节 第二节
第 1 节 结构的分类
1.1.1 梁
• 梁是一种受弯杆件，其轴线通常为直线。 • 常见的有单跨梁和多跨梁 ( 见 图 1 . 1 )
第章三目节录
第四节
图1.1
结构力学课件
第一章 绪论
章目录 第一节 第二节 第章三目节录
第1节
1.1.2 钢架
• 刚架是由梁和柱组成 的结构，其结点以刚 结点为主，也有铰结 点( 见 图 1 . 2 )。
结构的分类
第四节
图1.2
结构力学课件
第一章 绪论
章目录 第一节 第二节 第章三目节录
第1节
1.1.3 拱
• 拱是轴线为曲线且在 竖向荷载作用下支座 处产生水平反力的结 构( 见 图 1 . 3 )。
结构力学 第1章 绪论
2. 根据荷载的分布范围，荷载可分为集中荷载和分 布荷载。 集中荷载是指分布面积远小于结构尺寸的荷载，如 吊车的轮压，由于这种荷载的分布面积较集中，因此在 计算简图上可把这种荷载作用于结构上的某一点处。 分布荷载是指连续分布在结构上的荷载，当连续分 布在结构内部各点上时叫体分布荷载，当连续分布在结 构表面上时叫面分布荷载，当沿着某条线连续分布时叫 线分布荷载，当为均匀分布时叫均布荷载。
一般可取纵向边框架、纵向中框架、横向边框架和 横向中框架共四榀作为计算单元。 由于现浇整体式框架结构的梁柱结点是现浇成整体 的，纵梁和横梁的梁端弯矩可通过该结点进行传递和分 配，所以该结点一般认为是刚结点 刚结点。柱下端一般与基础 刚结点 整体浇注在一起，可简化为固定支座 固定支座，见图9(b）、(c)。 固定支座
一、计算简图的概念和简化原则 1. 概念：将实际结构进行抽象和简化，使之既能反映实 际工程的主要受力和变形 受力和变形特征，同时又能使计算大大简 受力和变形 化。这种经合理简化，用来代替实际结构的力学模型 力学模型叫 力学模型 做结构的计算简图 计算简图。 计算简图 2. 简化原则 （1）计算简图要尽可能反映实际结构的主要受力和变形 特点，使计算结果安全可靠； （2）略去次要因素，便于分析和计算。
5 ．荷载 荷载的简化 荷载 荷载的简化是指将实际结构构件上所受到的各种荷 载简化为作用在构件纵轴上的线荷载、集中荷载或力偶。 在简化时应注意力的作用点、方向和大小。 6 ．材料性质 材料性质的简化 材料性质 在力学计算中一般都把各构件材料假设为均匀、连续、 各向同性、完全弹性或弹塑性的，但对于混凝土、钢筋 混凝土、砖、石等材料有一定程度的近似性。
3. 刚架 刚架由梁、柱组成，梁、柱结点多为刚结点， 柱下支座常为固定支座，在荷载作用下，各杆件的轴力、 剪力、弯矩往往同时存在，但以弯矩为主。如图10(d)所 示。 4. 桁架 由若干杆件通过铰结点连接起来的结构，各 杆轴线为直线，支座常为固定铰支座或可动铰支座，当 荷载只作用于桁架结点上时，各杆只产生轴力，如图10(e) 所示。 5. 组合结构 即结构中部分是链杆，部分是梁或刚架， 在荷载作用下，链杆中往往只产生轴力，而梁或刚架部 分则同时还存在弯矩与剪力，如图10(f)所示。
结构力学第一章绪论
<2> 板壳结构: （平板结构、壳体结构 ） 薄壳结构， 几何特征：厚度<<长度和宽度
<3> 实体结构: （块体结构 ） 结构的长、宽、高在同一量级。
<4> 薄壁充气结构 :
<5> 悬吊结构 : 主要承重构件为悬挂于塔、柱上的缆索，索只受轴向拉力， 可最充分发挥钢材强度，且自重轻，可跨越很大的跨度。 （柔式（无加劲梁或加劲桁架的）悬索桥、劲式（有加劲 梁或加劲桁架的）悬索桥、斜拉桥）
∑ Y = 0,
∑M = 0
称为静定结构
可解出 X A ,
YA ,
YB
得到杆的内力。
静定结构和超静定结构 (ii) 连续梁
称为超静定结构
荷载定义和分类 按作用位置是否变化：固定荷载和移动荷载。 恒载及某些活载（如风、雪等）在结构上的作用位置可以认 为是不变动的，称为固定荷载；而有些活载如列车、汽车、 吊车等是可以在结构上移动的，成为移动荷载。 按是否产生动力效应：静力荷载和动力荷载。 静力荷载是指其大小、方向和位置不随时间变化或变化很缓 慢的荷载，它不致使结构产生显著的加速度，可以略去惯性 力的影响。动力荷载是指随时间迅速变化的荷载，它将引起 结构振动，使结构产生不容忽视的加速度，必须考虑惯性力 的影响。
第一章
绪
论
第一章 绪论内容
1、结构定义 2、结构分类 3、三大力学的密切关系 4、学习结构力学的具体任务 5、计算简图 6、支座定义和分类 7、结点定义和分类 8、荷载定义和分类 9、静定结构和超静定结构
结构定义
1.什么是结构？
在建筑物和工程设施中用来支承和传递荷载、 在建筑物和工程设施中用来支承和传递荷载、 维持形态、起骨架作用的部分，称为结构。 维持形态、起骨架作用的部分，称为结构。
结构力学第一章
注意: 结构力学与材料力学的联系与区别： 注意 材料力学研究 单根杆件的强度 刚度和稳定性； 的强度、 单根杆件的强度、刚度和稳定性； 结构力学则是研究杆 杆件）结构的内力 位移和稳定性。 的内力、 （杆件）结构的内力、位移和稳定性。
三、结构分析的三个基本条件
无论计算强度、刚度、稳定性均涉及结构的 内力和位移。把杆件结构的内力和位移计算称为 结构分析。 结构分析一般涉及三个基本条件： —— 1、平衡条件——结构整体或局部都应满足。 2、变形连续条件 结构在变形前后应是连续的整体，并应满足支座 约束条件。 3、物理条件 即材料应力与应变之间的关系。
§1-2 杆件结构的计算简图
一、计算简图的定义
把实际结构适当简化，用作力学分析的计算模型 称为结构的计算简图。 由于实际工程结构的复杂性，要完全按照结 构的实际情况进行力学分析几乎是不可能的；而 从工程观点来看也是不必要的。因此，在进行结 构分析之前，一般都要对实际结构加以简化。
二、选取计算简图的一般原则
5.
荷载的简化
在计算简图中， 结构杆件是用其轴线来表示的， 所以作 在计算简图中 ， 结构杆件是用其轴线来表示的， 用在结构上的荷载也要简化为作用在杆件轴线上的力。 用在结构上的荷载也要简化为作用在杆件轴线上的力。 根据荷载的分布情况 根据荷载的分布情况 可分为集中荷载 分布荷载。 集中荷载和 可分为集中荷载和分布荷载。 根据荷载作用时间的久暂 可分为恒载 活载。 恒载和 可分为恒载和活载。 根据荷载作用的位置 可分为固定荷载 移动荷载。 固定荷载和 可分为固定荷载和移动荷载。 根据荷载作用的性质 可分为静力荷载 动力荷载。 静力荷载和 可分为静力荷载和动力荷载。
结点的简化： 3. 结点的简化： 杆件与杆件的连接处用它们轴线的交点表示， 杆件与杆件的连接处用它们轴线的交点表示 ， 称为结点（或节点）。
三、结构分析的三个基本条件
无论计算强度、刚度、稳定性均涉及结构的 内力和位移。把杆件结构的内力和位移计算称为 结构分析。 结构分析一般涉及三个基本条件： —— 1、平衡条件——结构整体或局部都应满足。 2、变形连续条件 结构在变形前后应是连续的整体，并应满足支座 约束条件。 3、物理条件 即材料应力与应变之间的关系。
§1-2 杆件结构的计算简图
一、计算简图的定义
把实际结构适当简化，用作力学分析的计算模型 称为结构的计算简图。 由于实际工程结构的复杂性，要完全按照结 构的实际情况进行力学分析几乎是不可能的；而 从工程观点来看也是不必要的。因此，在进行结 构分析之前，一般都要对实际结构加以简化。
二、选取计算简图的一般原则
5.
荷载的简化
在计算简图中， 结构杆件是用其轴线来表示的， 所以作 在计算简图中 ， 结构杆件是用其轴线来表示的， 用在结构上的荷载也要简化为作用在杆件轴线上的力。 用在结构上的荷载也要简化为作用在杆件轴线上的力。 根据荷载的分布情况 根据荷载的分布情况 可分为集中荷载 分布荷载。 集中荷载和 可分为集中荷载和分布荷载。 根据荷载作用时间的久暂 可分为恒载 活载。 恒载和 可分为恒载和活载。 根据荷载作用的位置 可分为固定荷载 移动荷载。 固定荷载和 可分为固定荷载和移动荷载。 根据荷载作用的性质 可分为静力荷载 动力荷载。 静力荷载和 可分为静力荷载和动力荷载。
结点的简化： 3. 结点的简化： 杆件与杆件的连接处用它们轴线的交点表示， 杆件与杆件的连接处用它们轴线的交点表示 ， 称为结点（或节点）。
结构力学-第一章绪论
*具有对计算结果进行定量校核或定性判断的能力。
*初步具有应用计算机计算的能力。 做题练习是学习结构力学的重要环节。不做一定量的习题就很难对基 本概念和方法有深入的理解和掌握，也很难培养较好的计算能力。
§1-2 结构的计算简图 《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
实际结构往往是很复杂的,进行力学计算以前，必 须加以简化，用一个简化的图形来代替实际结构，这 个图形称为结构的计算简图。 一、简化的原则： （1）从实际出发——计算简图要反映实际结构的主要 性能。 （2）分清主次，略去细节——计算简图要便于计算。
又称壁结构，几何特征是其厚 度要比长度和宽度小的多 长、宽、厚三个尺度大小相仿
梁、拱、刚架、桁架
房屋中的楼板和壳体 屋盖 水工结构中的重力坝
板壳结构 实体结构
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
结构力学的主要研究对象是杆件结构
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
杆件结构
平面杆件结构 空间杆件结构
本教程主要研究平面杆件结构
结构力学的主要任务：
强度
结构的要求： 刚度
稳定性
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
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：
二、简化的要点
《 结 构 力 学 》 第 一 章 绪 论
1.结构体系的简化 一般的结构都是空间结构。但是，当空间结构在某 一平面内的杆系结构承担该平面内的荷载时，可以把空 间结构分解成几个平面结构进行计算。 2.杆件的简化
结构力学第1章绪论
① 杆件结构— 由杆件组成的结构（横截面尺寸比 长度小很多）。 如：梁、拱、桁架、刚架。
② 板壳结构— 形状是平面或曲面的结构（厚度比 长度和宽度小得多）。如：楼板、地下连续墙、 壳体屋盖。
杆件结构－桁架 —南京长江大桥
板壳结构
③ 实体结构——长、宽、厚三个方向尺寸相当。 如： 大坝、挡土墙。
三峡工程
度验算。 • 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的响应。
3） 结构力学的研究方法
理论分析、实验研究和数值计算三方面。 要考 虑下列三方面的条件：
（1）力系的平衡条件及运动条件; （2）变形的几何连续条件; （3）应力与变形间的物理条件（本构方程）。
4、课程教学中的能力培养
1. 分析能力
• 选择结构计算简图的能力 • 力系平衡分析和变形几何分析的能力 • 选择计算方法的能力
④ 薄膜结构——将薄膜材料通过一定方式使其内部产 生拉应力，以形成某种空间结构形状作为覆盖结构， 并能承受一定外荷载的空间结构形式。 其可分为张拉式薄膜结构(也称帐篷结构)又称预应 力薄膜结构、充气式薄膜结构。
某移动式医院
3、结构力学的研究对象及任务
1) 结构力学的研究对象
结构力学与理力、材力、弹力的任务基本相 同，但研究对象和侧重点有所区别：
2) 拱： 轴线为曲线，其力学特点是在竖向荷载作用下
能产生水平推力。
3) 桁架：由多根直杆组成，且所有结点都是铰结点；
其受力特点是各杆只受轴力。
4) 刚架：也由直杆组成，但结点中含有刚结点；各
杆均有可能产生弯矩、剪力和轴力，但主要以受 弯为主。
5) 组合结构：由多根杆件组成， 其中含有组合结
点;各杆中有的杆件可产生弯矩、剪力和轴力，有 的则只产生轴力。
② 板壳结构— 形状是平面或曲面的结构（厚度比 长度和宽度小得多）。如：楼板、地下连续墙、 壳体屋盖。
杆件结构－桁架 —南京长江大桥
板壳结构
③ 实体结构——长、宽、厚三个方向尺寸相当。 如： 大坝、挡土墙。
三峡工程
度验算。 • 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的响应。
3） 结构力学的研究方法
理论分析、实验研究和数值计算三方面。 要考 虑下列三方面的条件：
（1）力系的平衡条件及运动条件; （2）变形的几何连续条件; （3）应力与变形间的物理条件（本构方程）。
4、课程教学中的能力培养
1. 分析能力
• 选择结构计算简图的能力 • 力系平衡分析和变形几何分析的能力 • 选择计算方法的能力
④ 薄膜结构——将薄膜材料通过一定方式使其内部产 生拉应力，以形成某种空间结构形状作为覆盖结构， 并能承受一定外荷载的空间结构形式。 其可分为张拉式薄膜结构(也称帐篷结构)又称预应 力薄膜结构、充气式薄膜结构。
某移动式医院
3、结构力学的研究对象及任务
1) 结构力学的研究对象
结构力学与理力、材力、弹力的任务基本相 同，但研究对象和侧重点有所区别：
2) 拱： 轴线为曲线，其力学特点是在竖向荷载作用下
能产生水平推力。
3) 桁架：由多根直杆组成，且所有结点都是铰结点；
其受力特点是各杆只受轴力。
4) 刚架：也由直杆组成，但结点中含有刚结点；各
杆均有可能产生弯矩、剪力和轴力，但主要以受 弯为主。
5) 组合结构：由多根杆件组成， 其中含有组合结
点;各杆中有的杆件可产生弯矩、剪力和轴力，有 的则只产生轴力。
结构力学 第一章 绪论
横向荷载下 P P P P P
Q
Q
纵向荷载下
Q
2016/2/29
结构力学
48
§1-3 杆件结构的分类
高层建筑、 大型水利工程、 桥梁结构、 大跨结构 高耸结构、 核电站结构、 体育馆结构。
2016/2/29
结构力学
25
框架结构
悬索桥（悬索）
结构复杂
体育馆（板、壳结构）
2016/2/29
结构力学
26
上海杨浦斜拉桥
世界第一拱——卢浦大桥
结构复杂
2016/2/29
上 海 金 茂 大 厦
结构力学
27
1-2-2 结构计算简图的概念
y
y
A x
A
x
FAy
用于大型钢桥
图1-7 可动铰支座及反力
2016/2/29
结构力学
37
固定端(固定支座)
限制全部位移 ( 移动和转动 ) ，其反力用沿 坐标的分量和力偶来表示。
y A x
y Ayx NhomakorabeaFAx
MA
A
FAy
x
图1-8
2016/2/29
平面固定端支座及反力
结构力学
38
定向支座
限制某些方向的位移和转动，而允许某一 方向产生位移，其反力除所限制位移方向力外， 还有支座反力偶。 y
2016/2/29
结构力学
31
1-2-4 杆件的简化
在计算简图中，结构的杆件就可抽象化地用 轴线来表示。
2016/2/29
结构力学
32
1-2-5 结点的简化及分类
结点 (Joint) 杆件的交汇点。
结点可分为铰结点、刚结点和组合结点。
Q
Q
纵向荷载下
Q
2016/2/29
结构力学
48
§1-3 杆件结构的分类
高层建筑、 大型水利工程、 桥梁结构、 大跨结构 高耸结构、 核电站结构、 体育馆结构。
2016/2/29
结构力学
25
框架结构
悬索桥（悬索）
结构复杂
体育馆（板、壳结构）
2016/2/29
结构力学
26
上海杨浦斜拉桥
世界第一拱——卢浦大桥
结构复杂
2016/2/29
上 海 金 茂 大 厦
结构力学
27
1-2-2 结构计算简图的概念
y
y
A x
A
x
FAy
用于大型钢桥
图1-7 可动铰支座及反力
2016/2/29
结构力学
37
固定端(固定支座)
限制全部位移 ( 移动和转动 ) ，其反力用沿 坐标的分量和力偶来表示。
y A x
y Ayx NhomakorabeaFAx
MA
A
FAy
x
图1-8
2016/2/29
平面固定端支座及反力
结构力学
38
定向支座
限制某些方向的位移和转动，而允许某一 方向产生位移，其反力除所限制位移方向力外， 还有支座反力偶。 y
2016/2/29
结构力学
31
1-2-4 杆件的简化
在计算简图中，结构的杆件就可抽象化地用 轴线来表示。
2016/2/29
结构力学
32
1-2-5 结点的简化及分类
结点 (Joint) 杆件的交汇点。
结点可分为铰结点、刚结点和组合结点。
结构力学1绪论
中南大学
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11:05
§1-1 结构力学的研究对象及任务
4. 结构力学的研究方法
结构力学
理论分析、实验研究和数值计算三方面。 结构 力学的计算方法众多，但所有方法都要考虑下列 三方面的条件：
（1）力系的平衡条件及运动条件;
（2）变形的几何连续条件;
（3）应力与变形间的物理条件（或称为本构方程）。
一、与相关课的关系
1、“理力”、“材力”是“结构力学”的先修课。
（1）“理力”为“结力”提供基本的力学原理。 （2）“材力”以研究单根杆件为主，“弹力”以研 究实体结构与薄壁结构为主，“结构力学”研究的是杆 系结构。
2、“钢结构”、“钢筋混凝土结构”、“砖石结构”、 “结构抗震”等是“结力”的后继课。
VA
或
Fx Fy
Fx Fy
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11:05
§1-4 支座和结点的类型
3. 固定端(Fixed support) 限制三个方向位移
结构力学
细石混凝土
A
HA
MA
VA
M
Fx Fy
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§1-4 支座和结点的类型
4. 滑动支座(Fixed support) 限制两个方向位移
中南大学
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§1-5 结构的分类
结构力学
2. 按受力特性的不同分类
(1) 梁(Beam)——是一种受弯杆，轴线为直线，有单跨 与多跨的。
简支梁
悬臂梁
简支外伸梁
多跨连续梁
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§1-5 结构的分类
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四、平面结构是空间结构的特例 1、按照空间观点，结构可以分为平面结构和空间结构
两类。 2、按照几何观点结构可以分为杆件结构、薄壁结构和
实体结构三类。 3、平面结构是空间结构的特例。
绪论 1、静定结构 2、超静定结构 3、几何可变体系
o2
o1
o3
4、毕业答辩中 提出的问题
绪论
三、与相关课的关系 1、“理力”、“材力”是“结构力学”的先修课。 （1）“理力”为“结力”提供基本的力学原理。 （2）“材力”以研究单根杆件为主，“弹力”以研究
结构力学
STRUCTURE MECHANICS
河南城建学院力学教研室
结构力学
课程简介
结构力学课程是土木工程专业的一 门主要技术基础课程。其主要任务是掌 握杆件结构的计算原理和计算方法，了 解各类结构的受力性能，为学习后继专 业课程以及进行结构设计和科学研究打 好基础，培养结构分析与计算等方面的 能力。
5、结构简化举例 单层工业厂房：
绪论
厂房 排架
桁架 吊车梁
绪论
1.3 平面结构的分类 一、按构造特征和受力特点分：
1、梁
梁
2、拱
3、桁架
4、刚架
拱
5、组合结构
桁架
刚架
组合结构
绪论
1.4 荷载及其分类 一、根据荷载分布情况：集中荷载、分布荷载。 二、根据作用时间久暂：恒载、活载。 三、根据作用性质：静力荷载、动力荷载。
实体结构与薄壁结构为主，“结构力学”研究的是杆系 结构。
2、“钢结构”、“钢筋混凝土结构”、“砖石结构”、 “结构抗震”等是“结力”的后继课。
3、“结力”的特点 （1）系统性：一环套一环，连锁反应。 （2）灵活性：一题多解，殊途同归。
绪论
1.2 结构的计算简图
一、结构的计算简图 1、定义： 用结构力学模型代替实际结构，简化后的模型称为计 算简图。 2、选取计算简图的原则： （1）正确反映实际结构的受力情况和主要性能。 （2）略去次要因素，便于分析和计算。 3、选取计算简图时应考虑的因素： （1）结构的重要性； （2）设计阶段； （3）计算问题的性质； （4）计算工具。
绪论（构筑物）
荷兰拦海大坝
绪论（构筑物）
长江三峡工程
绪论（结构物）
绪论（结构物）
上海南浦大桥
绪论（结构物）
奥门桥
绪论（结构物）
现代桥梁欣赏
绪论（结构物）
现代桥梁欣赏
绪论（结构物）
现代桥梁欣赏
桥梁结构：远处为钢结构 桥梁，近处为悬索桥梁。
绪论
一、研究对象ห้องสมุดไป่ตู้
1、建筑物、构筑物、结构物在各类工程中大量 存在。
（1）住宅、厂房等工业民用建筑物； （2）涵洞、隧道、堤坝、挡土墙等构筑物； （3）桥梁、轮船、潜水艇、飞行器等结构物。 2、结构力学以结构为研究对象。
3、结构：上述结构中承担荷载、起骨架作用的 部分（以土木工程结构为主）。
绪论 框架结构传力分析
绪论 桁架结构传力分析
绪论 拱结构传力分析
绪论
结构力学
第1章 绪 论
1.1 结构力学的研究对象、任务和学习方法
一、研究对象
1、建筑物、构筑物、结构物在各类工程中 大量存在。
（1）住宅、厂房等工业民用建筑物； （2）涵洞、隧道、堤坝、挡土墙等构筑物； （3）桥梁、轮船、潜水艇、飞行器等结构物。
绪论（建筑物）
绪论（建筑物）
高层建筑
绪论（构筑物）
绪论
二、结构的简化 1、结构体系的简化：
空间结构一般常简化为平面结构。
2、平面结构杆件、结点的简化： （1）杆件可用其轴线代替； （2）杆件的联结一般通过刚结点、铰结点和组合结点进行。
绪论
刚结点： 结构变形时，各杆之间相对夹角不变。
铰结点： 结构变形时，各杆可绕结点自由转动。
组合结点：某些杆件的联结视为刚结点，而另一些 视为铰结点。
A
VA
（3）固定支座（固定端支座）：力作用点、方向、大小均未知。
A
HA MA VA
绪论
（4）定向支座（滑动支座）：力作用点、方向、大小均未知。
A
A
HA
MA
MA
4、荷载的简化
VA
（1）体荷载：折算为作用于杆轴、沿杆轴线分布的线荷载。例如 自重。
（2）面荷载：折算为作用于杆轴的集中荷载或线荷载。例如风压、 雪压、设备重等。
A
B
CD
A：刚结点 B、D：铰结点
E
F
G
C：组合结点
杆BF与杆CD为刚结， 杆BC与杆BF为铰结。
绪论
3、支座结点的简化
支座定义：把结构与基础联结起来的装置。
（1）铰支座（固定铰支座）：力作用点在铰中心，方向大小均未知。 A
HA
VA
（2）可动铰支座（辊轴支座）：力作用点在铰中心，方向向上，大
小未知。
二、结构力学的任务
1、研究结构的组成规律：杆件如何拼装才能 成为一个结构，怎样拼装才能成为一个好的结构。
2、研究结构在外部因素作用下的强度、刚度 和稳定性的计算原理计算方法
3、结构组成举例：
绪论
三、按计算方法的特点分： 1、静定结构：支反力、内力可由静力平衡条件确定。 2、超静定结构：确定支反力、内力时，除依靠静力平 衡条件外，还必须考虑变形条件。
两类。 2、按照几何观点结构可以分为杆件结构、薄壁结构和
实体结构三类。 3、平面结构是空间结构的特例。
绪论 1、静定结构 2、超静定结构 3、几何可变体系
o2
o1
o3
4、毕业答辩中 提出的问题
绪论
三、与相关课的关系 1、“理力”、“材力”是“结构力学”的先修课。 （1）“理力”为“结力”提供基本的力学原理。 （2）“材力”以研究单根杆件为主，“弹力”以研究
结构力学
STRUCTURE MECHANICS
河南城建学院力学教研室
结构力学
课程简介
结构力学课程是土木工程专业的一 门主要技术基础课程。其主要任务是掌 握杆件结构的计算原理和计算方法，了 解各类结构的受力性能，为学习后继专 业课程以及进行结构设计和科学研究打 好基础，培养结构分析与计算等方面的 能力。
5、结构简化举例 单层工业厂房：
绪论
厂房 排架
桁架 吊车梁
绪论
1.3 平面结构的分类 一、按构造特征和受力特点分：
1、梁
梁
2、拱
3、桁架
4、刚架
拱
5、组合结构
桁架
刚架
组合结构
绪论
1.4 荷载及其分类 一、根据荷载分布情况：集中荷载、分布荷载。 二、根据作用时间久暂：恒载、活载。 三、根据作用性质：静力荷载、动力荷载。
实体结构与薄壁结构为主，“结构力学”研究的是杆系 结构。
2、“钢结构”、“钢筋混凝土结构”、“砖石结构”、 “结构抗震”等是“结力”的后继课。
3、“结力”的特点 （1）系统性：一环套一环，连锁反应。 （2）灵活性：一题多解，殊途同归。
绪论
1.2 结构的计算简图
一、结构的计算简图 1、定义： 用结构力学模型代替实际结构，简化后的模型称为计 算简图。 2、选取计算简图的原则： （1）正确反映实际结构的受力情况和主要性能。 （2）略去次要因素，便于分析和计算。 3、选取计算简图时应考虑的因素： （1）结构的重要性； （2）设计阶段； （3）计算问题的性质； （4）计算工具。
绪论（构筑物）
荷兰拦海大坝
绪论（构筑物）
长江三峡工程
绪论（结构物）
绪论（结构物）
上海南浦大桥
绪论（结构物）
奥门桥
绪论（结构物）
现代桥梁欣赏
绪论（结构物）
现代桥梁欣赏
绪论（结构物）
现代桥梁欣赏
桥梁结构：远处为钢结构 桥梁，近处为悬索桥梁。
绪论
一、研究对象ห้องสมุดไป่ตู้
1、建筑物、构筑物、结构物在各类工程中大量 存在。
（1）住宅、厂房等工业民用建筑物； （2）涵洞、隧道、堤坝、挡土墙等构筑物； （3）桥梁、轮船、潜水艇、飞行器等结构物。 2、结构力学以结构为研究对象。
3、结构：上述结构中承担荷载、起骨架作用的 部分（以土木工程结构为主）。
绪论 框架结构传力分析
绪论 桁架结构传力分析
绪论 拱结构传力分析
绪论
结构力学
第1章 绪 论
1.1 结构力学的研究对象、任务和学习方法
一、研究对象
1、建筑物、构筑物、结构物在各类工程中 大量存在。
（1）住宅、厂房等工业民用建筑物； （2）涵洞、隧道、堤坝、挡土墙等构筑物； （3）桥梁、轮船、潜水艇、飞行器等结构物。
绪论（建筑物）
绪论（建筑物）
高层建筑
绪论（构筑物）
绪论
二、结构的简化 1、结构体系的简化：
空间结构一般常简化为平面结构。
2、平面结构杆件、结点的简化： （1）杆件可用其轴线代替； （2）杆件的联结一般通过刚结点、铰结点和组合结点进行。
绪论
刚结点： 结构变形时，各杆之间相对夹角不变。
铰结点： 结构变形时，各杆可绕结点自由转动。
组合结点：某些杆件的联结视为刚结点，而另一些 视为铰结点。
A
VA
（3）固定支座（固定端支座）：力作用点、方向、大小均未知。
A
HA MA VA
绪论
（4）定向支座（滑动支座）：力作用点、方向、大小均未知。
A
A
HA
MA
MA
4、荷载的简化
VA
（1）体荷载：折算为作用于杆轴、沿杆轴线分布的线荷载。例如 自重。
（2）面荷载：折算为作用于杆轴的集中荷载或线荷载。例如风压、 雪压、设备重等。
A
B
CD
A：刚结点 B、D：铰结点
E
F
G
C：组合结点
杆BF与杆CD为刚结， 杆BC与杆BF为铰结。
绪论
3、支座结点的简化
支座定义：把结构与基础联结起来的装置。
（1）铰支座（固定铰支座）：力作用点在铰中心，方向大小均未知。 A
HA
VA
（2）可动铰支座（辊轴支座）：力作用点在铰中心，方向向上，大
小未知。
二、结构力学的任务
1、研究结构的组成规律：杆件如何拼装才能 成为一个结构，怎样拼装才能成为一个好的结构。
2、研究结构在外部因素作用下的强度、刚度 和稳定性的计算原理计算方法
3、结构组成举例：
绪论
三、按计算方法的特点分： 1、静定结构：支反力、内力可由静力平衡条件确定。 2、超静定结构：确定支反力、内力时，除依靠静力平 衡条件外，还必须考虑变形条件。