一、按构件的几何特征①杆件结构(空间或平面)由杆件组成的.
建筑力学
二、荷载的分类
（四）按其作用在结构上的分布情况分 1、分布荷载：满布在结构某一表面的荷载 1）均布荷载：荷载连续作用，大小各处相同。 ① 线均布荷载：以每1m长度重力来表示，N/m或 KN/m. 2 2 N / m ②面均布荷载：以每1 m 面积重力来表示， 或 KN / m2 2）非均布荷载：荷载连续作用，大小各处不相同。 如三角形荷载。 2、集中荷载：当荷载在结构上的分布面积远小于结 构的尺寸时，可认为此荷载是作用在结构的一点上。
§1-2 、荷载的分类
一、基本概念
1、主动力：使物体运动或有运动趋势的力，例如：重力、 风压、雪压等。 2、约束力：阻碍物体运动的力，例如柱子对梁的支承力， 也称为反力。 3、荷载：作用在结构上的主动力。如：自重、风载、雪 载……等。 4、外力：包括荷载和反力。 5、内力：在外力作用下，结构内各部分之间产生的相互 作用力。 6、位移：构件或结构在外力作用下发生变形后，构件或 结构中各质点和各截面在空间位置的改变，可分为线位 移和角位移。
§1-1 、建筑力学的任务
一、基本概念
1、构件：组成结构物与机械的若干部件，如房屋的梁、 板、柱，机械的轴、连杆、齿轮等。 2、结构：建筑物或工程设施中承受、传递荷载而起骨 架作用的部分。 结构的主要作用是承受荷载和传递荷载。要使建筑物 按预期功能正常工作，要求结构和构件必须满足力学 方面的要求。
•阻碍那个方向的运动，就 沿那个方向产生反力，例如 阻碍水平运动，就产生水平 反力；阻碍铅垂运动就产生 铅垂反力；阻碍转动就产生 反力矩。
（二）节点和支座 1、节点：结构中各杆件相连接的地方 ⑴ 铰结点：其特点是各杆
件可以绕节点自由转动，因 此只承受和传递力，不承受 和传递力矩。（阻碍其移动， 不阻碍转动）
建筑力学第1章绪论.
第二节 建筑力学的任务
建筑力学的任务是研究能使建筑结构安全、正常 工作且符合经济要求的理论和计算方法，具体是： ⑴ 研究物体的受力分析、力系简化与平衡的理 论。这是建筑力学的静力学基础。 ⑵ 研究结构和构件在荷载作用下内力的计算方 法，以保证结构有足够的强度。 强度：材料抵抗破坏的能力。 ⑶ 研究结构和构件在荷载作用下变形的计算方 法，以保证结构有足够的刚度。 刚度：结构抵抗单位变形的能力。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (2) 分布荷载。分布荷载指分布在结构某一表面 上的荷载。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (3) 集中荷载。作用于结构上的荷载，当分布面 积远远小于结构尺寸时, 可以认为此荷载是作用于结 构某一点上的荷载，即集中荷载。
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (1) 体荷载。体荷载指分布在结构整个体积内连 续作用的荷载。如图所示的物体G的重力就是典型的 体荷载。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (2) 分布荷载。分布荷载指分布在结构某一表面 上的荷载。 ① 均布面荷载。 ② 均布线荷载。若均布面荷载换算到计算构件 的纵轴线上，即均布面荷载乘以其负载宽度，则可得 沿纵向的均布线荷载。 ③ 三角形分布荷载。三角形分布荷载如水对水 池壁的侧向压力。
第三节 刚体、变形体及其基本假设
结构力学考研复习笔记
平面杆件结构和荷载的分类
（三）按作用位置的变化情况分类 1．固定荷载：作用位置固定不变的荷载，如所有恒载、屋楼面均布活荷载、风载、雪载等。 2．移动荷载：在荷载作用期间，其位置不断变化的荷载，如吊车荷载、火车、汽车等。 （四）按作用性质分类 1． 静力荷载： 荷载不变化或变化缓慢， 不会是结构产生显著的加速度， 可忽略惯性力的影响。 2．动力荷载：荷载（大小、方向、作用线）随时间迅速变化，使结构发生不容忽视的惯性力。 例如锤头冲击锻坯时的冲击荷载、地震作用等。 §1-4 结构力学的学习方法 一、课程定位：土建工程专业的一门主要技术基础课，在专业学习中有承上启下的作用 二、学习方法 1．注意理论联系实际，为后续专业课的学习打基础 2．注意掌握分析方法与解题思路 3．注意对基本概念和原理的理解，多做习题
1 1
1 1 1
2
2
（3）W<0，自由度数目<约束数目，体系具有多余约束（可能是几何可变体系，也可能是超静 定结构） 注：W≤0 是体系几何不变的必要条件。 §2-2 无多余约束的几何不变体系的组成规则 一、一点与一刚片 1.规则一:一个点与一个刚片之间用两根不在同一条直线上的链杆相连， 组成无多余约束的几 何不变体系。 2.结论：二元体规则 （1）二元体：两根不在同一条直线上的链杆联接一个新结点的装置。 （2）二元体规则：在一已知体系中增加或减少二元体，不改变原体系的几何性质。 注：利用二元体规则简化体系，使体系的几何组成分析简单明了。 二、两刚片规则 1.规则二：两个刚片用一个单铰和杆轴不过该铰铰心的一根链杆相连，组成无多余约束的几 何不变体系。 2.推论：两个刚片用不全交于一点也不全平行的三根链杆相连，组成无多余约束的几何不变 体系。 三、三刚片规则 1.规则三：三个刚片用不全在一条直线上的三个单铰（可以是虚铰）两两相连，组成无多余 约束的几何不变体系。 2.铰接三角形规则：平面内一个铰接三角形是无多余约束的几何不变体系。 注意：以上三个规则可互相变换。之所以用以上三种不同的表达方式，是为了在具体的几何 组成分析中应用方便，表达简捷。 四、瞬变体系的概念 1.瞬变体系的几何组成特征：在微小荷载作用下发生瞬间的微小刚体几何变形，然后便成为 几何不变体系。 2.瞬变体系的静力特性：在微小荷载作用下可产生无穷大内力。因此，瞬变体系或接近瞬变 的体系都是严禁作为结构使用的。 注：瞬变体系一般是总约束数满足但约束方式不满足规则的体系，是特殊的几何可变体系。
结构力学绪论
2.杆件的简化：以 杆件的轴线代替杆 件
3.结点的简化
(1) 铰结点：汇交于一点的杆端是用一个完
全无磨擦的光滑铰连结。铰结点所连各杆端
可独自绕铰心自由转动，即各杆端之间的夹 角可任意改变。
(2) 刚结点：汇交于一点的杆端是 用一个完全不变形的刚性结点连结， 形成一个整体。刚结点所连各杆端
(3)依据结构分析结果，进行结构设计和构造处理。
结构力学的研究对象： 结构力学以杆件群或体系（即杆系结构）为研究对象； （材料力学以单个杆件为研究对象； 弹性力学以实体结构和板壳结构为研究对象）
结构力学的任务: (1)组成规律与合理形式,计算简图的合理选择；
(2)内力与变形的计算方法.强度和刚度；
相互之间的夹角不能改变。
(3) 定向结点
(4) 组合结点：
刚结点与铰结点 的组合体
4.支座的简化 (1) 铰支座
(2) 滚轴支座
(3) 固定支座
X Y
（4）定向支座
M Y
M
Y
X
Y
5.材料性质的简化 将结构材料视为连续、均匀、
各向同性、理想弹性或理想弹塑性。
6.荷载的简化 集中荷载与分布荷载
§0-3 杆件结构的分类 按结构的受力特点分类：
5.组合结构：由梁式构件
和拉压构件构成。
按计算方法分类： 静定结构, 超静定结构。
y x
y x
z
-8-
§0-4 荷载的分类 １、根据荷载作用时间长短：恒载、活载。 ２、按荷载作用的性质：静力荷载、动力荷载。
-9-
11 位移法 12 渐近法和超静定结构的
影响线 13 矩阵位移法 14 超静定结构总论 15 结构的动力计算 16 结构的稳定计算 17 结构的极限荷载
第4章 平面杆件体系的几何组成分析
第四章平面杆件体系的几何组成分析4.1 几何组成分析的基本概念结构是由若干根杆件通过结点间的连接及与支座连接组成的。
结构是用来承受荷载的，因此必须保证结构的几何构造是不可变的。
例如：4.1.1 几何不变体系和几何可变体系1. 几何不变体系(geometrically unchangeable system)：在不考虑材料应变的条件下，体系的位置和形状不能改变。
2. 几何可变体系(geometrically changeable system)：不考虑材料的变形，在微小荷载作用下，不能保持原有几何形状和位置的体系。
图4-1 几何可变体系和不变体系显然只有几何不变体系可作为结构，而几何可变体系是不可以作为结构的。
因此在选择或组成一个结构时必须掌握几何不变体系的组成规律。
4.1.2 自由度和约束1.自由度(degree of freedom) ：自由度是指体系运动时，可以独立改变的几何参数的数目；即确定体系位置所需（平移和转动）独立坐标的数目。
（1）平面内一质点有2个自由度；x方向和y方向的运动（2）平面内一刚片有3个自由度；任意点的（x，y）坐标一个绕该点的转动角度。
（3）地基是自由度为零的刚片。
图4-2 点和刚体的平面自由度2. 约束：(restraint) ：限制物体自由度的外部条件。
或体系内部加入的减少自由度的装置。
当对刚体施加约束时，其自由度将减少。
能减少一个自由度的约束称为一个联系，能减少n个自由度的约束称为增加了n个联系。
（1）链杆（chainbar）：仅在两处与其它物体用铰相连，不论其形状和铰的位置如何。
一根链杆可以减少体系一个自由度，相当于一个约束。
一根链杆相当于一个约束。
链杆连接的两个刚片（减少一个）有五个自由度。
固定一地基上连杆，被连接的刚片（减少一个）还剩2个自由度。
（2）单铰：连结两个刚片的铰。
加单铰前构成体系的两个刚片共有六个自由度。
加单铰后体系有四个自由度。
一个刚片可以自由运动，但是，另一个刚片只能绕结点转动。
结构力学第一章
2、刚架：刚架由梁和柱组成，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。
3、拱：拱的轴线为曲线，且在竖向荷载作用下会产生 水平反力（推力）。这使得拱内弯矩和剪力比同跨度、 同荷载的梁的为小。其内力以压力为主。
4、桁架：桁架由直杆组成，所有结点都为理想铰结 点。当仅受结点集中荷载作用时，其内力只有轴力 （拉力和压力）。
2. 薄壁结构（或板壳结构）：构件的厚度远小于长度和 宽度；
3. 实体结构：构件的长、宽、高三个尺寸大致相近。
二、结构力学的研究对象及任务
研究对象：（第一类）杆件结构 任务： 1、组成规律
2、内力计算 3、位移计算 4、稳定性计算
注意: 结构力学与材料力学的联系与区别： 材料力学研究 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。
（3） 组合结点（或称半铰） 在同一个结点上，某些杆件相互刚结，而另一些 杆件相互铰结。如下图：
4.
支座的简化 结构与基础的连接装置称为支座。 支座的作用是把结构固定于基础上，结构所 受的荷载通过支座传递到基础和地基。 支座对结构的反作用力称为支座反力。 平面结构支座的类型： （1） 活动铰支座：由一根支撑链杆表示。
在实际工程结构中，杆件与杆件连接的构造做法 是多种多样的，但是计算简图中的结点通常简化为以下 三种理想情况： （1） 刚结点 刚结点的特点是：被连接的杆件在结点处既不能相对 移动，也不能相对转动；在刚结点处不但能承受和传递 力，而且能承受和传递力矩。
（2） 铰结点 铰结点的特点是：被连接的杆件在结点处不 能相对移动，但各杆可绕铰自由转动；在铰结点 处可以承受和传递力，但不能承受和传递力矩。 木屋架的结点比较接近铰结点。铰结点用小 圆圈表示。
建筑结构的类型和计算简图
FC′ FD
FC
FE′
YF FH
37
P/2
P
P
简单桁架：由基础 或一个基本铰接三 角形开始逐次增加 二杆结点，组成的 桁架。
P ⅠP
P
P/2
A
B
Ⅰ
思考：作Ⅰ-Ⅰ截面以左部分的受力图？
38
例2-1 起吊架由杆件AB和CD组成，起吊重物的 重量为Q。不计杆件自重，作杆件AB的受力图。
A
B XA A
二、结构计算简图的简化原则
1、反映实际结构的主要受力和变形特点：计算 结果安全可靠；
２、便于计算：简化程度与计算手段以及对结果 的要求相一致。
三、结构计算简图的简化过程
1、建筑物所受荷载的抽象和简化； 2、约束的抽象和简化； 3、结构构件的抽象和简化。
12
1、建筑物所受荷载的抽象和简化
+ 荷载：所有作用在结构上的外力（建筑自重、用
户重量、自然风力、雪的压力）。
+ 响应（反应）：结构在荷载作用下产生的内力
和位移。
+ 广义荷载：导致结构产生响应的非力外因（温
度变化、基础沉降、材料收缩等）。
+ 结构分析：求结构系统的特定输入（外部作用）
下的输出（响应）。
荷载或广义荷载
结构系统
内力、位移
13
荷载的抽象和简化
（1）建筑荷载的分类
a.按照荷载的性质： + 永久荷载（恒载）：长期作用在结构上的不变
21
约束的简化和约束力
（2）节点：刚节点、铰接点和组合节点 + 刚节点：汇交于一点的杆端是用一个完全不变形
的刚性结点连结，形成一个整体。刚结点所连各 杆端相互之间的夹角不能改变。
工程结构的分类(按构件的几何特征)
B
x
x
x
dx
Tx
1 2
(
x
x
x
y
dy)dy
xdy
高阶小量
同理
Txdx
1 2
(
x
x
x
dx
x
x
x
dx
x
y
dy)dy
(
x
x
x
dx)dy
高阶小量
线弹性平面问题的平衡方程
(
xy
xy
y
dy)dx
xdy
针对微元体 物理方程 几何方程 平衡方程
针对微元体 物理方程 几何方程 平衡方程
基本变量：位移、应变、应力
基本方程：力的平衡方程 几何变形方程 物理本构方程
一、平衡方程
连续体微元受力分析
x
x
y
dy
x (x, y)
C
dy o dx
A
其余类推
D
x
x
x
dx
x
y
dy
k
PD PD
3k
2
3k 1
PD
3k
求直接结点荷载列阵 PD
PD
PD
1
,
PD
2
,
PD
3
,,
PD , 3k 2 PD , 3k 1 PD 3k ,,
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。
建力第3章 几何组成分析
第一篇结构的力学计算模型第3章几何组成分析【内容提要】本章简要介绍刚片、自由度与约束等基本概念，重点介绍几何不变体系的基本组成规则。
体系的几何组成分析是判定体系能否作为建筑结构使用的依据，又是结构计算的前提条件。
通过几何组成分析可以确定静定结构计算途径，也可以确定超静定结构的多余约束数目等。
【学习目标】1. 理解几何不变体系和几何可变体系的概念，了解几何组成分析的目的。
2. 了解刚片、自由度与约束的概念。
3. 掌握几何不变体系的基本组成规则，并能熟练运用二刚片规则、三刚片规则以及二元体规则对结构几何组成进行分析。
4. 理解体系的几何组成与静定性的关系，能正确区分静定结构与超静定结构。
5. 掌握梁、刚架、桁架、组合结构和拱等平面杆件结构的受力特点。
§3－1 概述3－1－1 分析几何组成的目的（a）（b）图1-60建筑结构是由杆件通过一定的连接方式组成的体系，在荷载作用下，只要不发生破坏，它的形状和位置是不能改变的。
那么杆系怎样的连接方式才能成为结构？杆系通过不同的连接方式可以组成的体系可分为两类。
一类是几何不变体系，即体系受到任意荷载作用后，能维持其几何形状和位置不变的，则这样的体系称为几何不变体系。
如图1-60（a）所示的体系就是一个几何不变体系，因为在所示荷载作用下，只要不发生破坏，它的形状和位置是不会改变的；另一类是由于缺少必要的杆件或杆件布置的不合理，在任意荷载作用下，它的形状和位置是可以改变的，这样的体系则称为几何可变体系，如图1-60（b）所示。
因为在所示荷载作用下，不管P值多么小，它都不能维持平衡，而发生了形状改变。
结构是用来承受荷载的体系，如果它承受荷载很小时结构就倒塌了或发生了很大变形，就会造成工程事故。
故结构必须是几何不变体系，而不能是几何可变体系。
我们在对结构进行计算时，必须首先对结构体系的几何组成进行分析研究，考察体系的几何不变性，这种分析称为几何组成分析或几何构造分析。
建筑力学第1章
FT W W
FT W W FN
二、荷载的分类
1、按作用时间的久暂可分为: 恒载：长期作用于结构上且各个因素都不改变的荷载。 活载：在施工和使用期间可能存在的可变的荷载。 2、按作用位置是否改变可分为： 固定荷载：作用位置固定不变。 移动荷载：作用位置是移动的。
3、按作用性质可分为： 静力荷载：大小、方向和位置不随时间变化 或变化极其缓慢。 动力荷载：随时间迅速变化或在短时间内突发荷载。
认为在变形固体的整个体积内连续不断地充满了物 质，无任何空隙。
⒉ 均匀性假设
认为固体材料在各个方向上的力学性质完全相同。
⒊ 各向同性假设
认为在变形固体内各点处的力学性质完全相同，变形 固体内任一点的力学性质完全能代表整个固体。
§7 杆件变形的基本形式 一、杆件的几何特征及分类 杆件是指某一个方向（一般为长度方向）的尺寸 远大于其另外两个方向尺寸的构件。
桥梁结构
台北101大楼
被称为“台北新地标” 的101大楼于 1998年1月动工， 主体工程于2003年10月完工， 还有两台世界最高速的电梯， 从一楼到89楼，只要39秒的 时间。 在世界高楼协会颁发的 证书里，台北101大楼拿下了 “世界高楼”四项指标中的 三项世界之最，即“最高建 筑物”（508Ｍ）“最高使用 楼层”(438米)和“最高屋顶 高度”(448米)。
变形固体的变形，按其性质可分为两种 弹性变形 塑性变形 外力解除后，变形也随之消失 外力解除后，变形并不能全部消失
建筑工程中所用的材料，可以近似地看成是只 有弹性变形而没有塑性变形。只有弹性变形的物体 称为理想弹性体或完全弹性体。 只能产生弹性变形的外力范围称为弹性范围。
二、基本假设 ⒈ 连续性假设
国家石油公司双 塔大楼
结构力学概念部分
第一章绪论1.结构按其几何特征分为三类（1）杆件结构（2）板壳结构（3）实体结构2。
本课程讨论的范围是杆件结构理论力学研究的刚体的机械运动的基本规律和刚体的力学分析,材料力学研究的是单根杆件的强度、刚度和稳定性问题，结构力学研究杆件体系的强度、刚度和稳定性问题3。
结构力学的任务:（1）结构的组成规律、合理性是以及结构计算简图的合理选择（2）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（3）结构的稳定性以及在动力何在作用下结构的反应4。
计算简图选择原则是：计算简图：用一个能反映其基本受力和变形性能的简化的计算图形来代替实际结构。
这种代替实际结构的简化计算图形称为结构的计算简图（1）计算简图应能反映实际结构的主要受力和变形性能（2）保留主要因素，略去次要因素,使计算简图便于计算5。
结构与基础间连接的简化活动铰支座，固定铰支座，固定支座，定向支座6.材料性质的简化材料一般假设为连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的7.结构承受的荷载可分为体积力和表面力两大类.体积力指的是结构的重力或惯性力等，表面力指的是由其他物体通过接触面传给结构的作用力8。
杆件的分类梁：受弯为主拱：在竖向荷载作用下有水平推力且截面以受压为主刚架：由梁和柱等直杆组成的结构，杆件间的结点多为刚结点，主要内力为弯矩桁架：由两端为铰的直杆组成,当荷载作用于结点时，各杆只受轴力9.静定结构与超静定结构凡用静力平衡条件可以确定全部支座反力和内力结构称为静定结构凡不能用静力平衡条件确定全部支座反力和内力的结构成为超静定结构10.荷载的分类按时间：恒荷载，活荷载按性质：静力荷载，动力荷载第二章结构的几何组成分析1.根据杆件体系的形状和位置,杆件体系可以分为两类:几何不变体系，几何可变体系2．把杆件体系中的一部分杆件或结点勘察是具有自由度的运动对象，而将另一部分杆件或连接勘察是对这些刚片或结点的运动起限制作用的约束3。
自由度：描述几何体系运动时，所需要改变的坐标数目4.约束：使体系减少自由度的装置或连接分为两大类：支座约束和刚片间的连接约束5。
结构力学知识汇总
例2-3-5 对图示各体系作几何组成分析。
第一部分 静定结构内力计算
静定结构的特性： １、几何组成特性 ２、静力特性 静定结构的内力计算依据静力平衡原理。
第三章 静定梁和静定刚架
单跨静定梁的类型：简支梁、伸臂梁、悬臂梁 一、截面法求某一指定截面的内力
§3-1
单 跨 静 定 梁
第二章 小 结 一、本章要求 １、了解几何不变体系、几何可变体系、瞬变体 系、刚片、体系的自由度、虚铰、约束及多余约束 的概念； ２、重点理解并掌握平面几何不变体系的简单组 成规则，并能灵活应用到对体系的分析中； 二、简单规则应用要点 简单规则中的四个要素：刚片个数、约束个数、 约束方式、结论。 应用简单规则对体系进行几何组成分析的要点是： 紧扣规则。即，将体系简化或分步取为两个或三个 刚片，由相应的规则进行分析；分析过程中，规则 中的四个要素均要明确表达，缺一不可。
第二章 平面体系的几何组成分析
（图2-2-2）上３所示，为平面内一根链杆ＡＢ， 其一端Ａ和大地相连，显然相对于大地来说这根链 杆在平面内只有一种运动方式，即作绕Ａ点转动， 所以该体系只有一个自由度。同时又可看到，如果 用链杆ＡＢ与水平坐标的夹角作为表示该体系运动 方式的参变量，即表示该体系运动中任一时刻的位 置，表示体系位置的参变量数与体系的自由度数也 是相等的。所以，该体系的自由度数为１个。 平面内最简体系的自由度数： 一个点：在平面内运动完全不受限制的一个点有 ２个自由度。 一个刚片：在平面内运动完全不受限制的一个刚 片有３个自由度。（图２-2-1）
§1-3 杆件结构的分类
1、按结构的受力特点分类： 梁：由水平（或斜向）放置杆件构成。梁构件主 要承受弯曲变形，是受弯构件。 刚架：不同方向的杆件用结点（一般都有刚结点） 连接构成。刚架杆件以受弯为主，所以又叫梁式构 件。 桁架：由若干直杆在两端用铰结点连接构成。桁 架杆件主要承受轴向变形，是拉压构件。 组合结构：由梁式构件和拉压构件构成。 拱：一般由曲杆构成。在竖向荷载作用下有水 平支座反力。 2、按计算方法分类： 静定结构, 超静定结构。
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
杆件结构的分类
第1章绪论1.1 结构力学的研究对象和任务1.1.1 工程结构的概念与类型在土木工程中，由建筑材料按照一定的方式组成并能够承受荷载或作用的体系称为工程结构，人们在日常生活中常将其简称为结构。
各类建筑物和构筑物，例如房屋建筑中的梁柱板与基础体系，公路、铁路上的桥梁结构和隧道支护结构，水利工程中的水坝、水闸与挡土墙等，都具有各自能承受、传递荷载而起到骨架作用的体系，这部分体系都可视为工程结构。
结构的类型是多种多样的，如按结构构件变形特点可分为柔性结构和刚性结构两大类。
柔性结构有藤网结构、索膜结构、充气结构等；刚性结构有杆件结构、板壳结构和块体结l b，构等。
结构构件从几何角度来看又可以分为三类，按长度l、宽度b及厚度h来考虑，当l h时，称为杆件，杆又分为直杆和曲杆，如图1-1(a)所示。
由杆件所组成的结构称为杆件结构，典型的杆件结构有混凝土框架结构、钢框架结构和拱桁架等。
当h l，h b时，称为板壳，板壳有平面板和曲面板，如图1-1(b)所示。
由板壳组成的结构称为板壳结构，也称为薄壁结构。
平面板结构简称为平板结构，曲面板结构简称为壳体结构，典型的有房屋中的楼板和壳体屋盖等。
当长度、宽度与高度基本相当时，所形成的实心结构称为实体结构，如图1-1(c)所示。
实体结构的典型例子如水工结构中的重力坝等。
结构力学通常所说的结构指的就是杆件结构，其主要研究的对象就是杆件结构的力学行为。
图1-1 杆件、板壳与实体结构结构力学图1-1 杆件、板壳与实体结构(续)1.1.2 结构力学的任务和研究方法结构力学是理论力学和材料力学的后续课程，同时又为弹性力学、混凝土结构、砌体结构和钢结构等专业课程提供了进一步的力学知识基础。
理论力学研究物体机械运动的基本规律和刚体的力学分析；材料力学研究单个杆件的强度、刚度和稳定性问题；结构力学研究杆件结构体系的强度、刚度和稳定性问题；弹性力学主要研究实体结构和板壳结构的强度、刚度和稳定性。
建筑工程技术 教材 平面杆件结构的分类
杆件结构是以下各章的主要研究对象。
平面杆件结构的分类
二、平面杆件结构的分类 凡组成结构的所有杆件的轴线都位于同一平面内，并且荷载 也作用于该平面内的结构，称为平面杆件结构。否则，就是 空间结构。
常见的平面杆件结构有以下几种类型： • 梁---受弯构件，直杆、单跨、多跨
平杆件结构的分类
• 拱---曲轴、有水平推力
• 刚架---直杆、刚结点
平面杆件结构的分类
• 桁架---直杆 铰结点 荷载作用在结点上、轴力
• 组合结构---梁式杆和链杆
平面杆件结构的分类
第二节 平面杆件结构的分类
一、结构的分类 建筑物或构筑物中，能承受、传递荷载而起骨架作用的部分 称为结构。
结构按其几何特征可分为以下三种：
（１）杆件结构 这类结构 是由杆件所组成。杆件的几 何特征是横截面尺寸要比长 度小得多。
平面杆件结构的分类
（２）薄壁结构 这类结构是由薄壁构件组成的。薄壁构 件的厚度远小于其长度和宽度。
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多 垮 梁
(法国)
2、拱：一般由曲杆构成。
（轴 线为曲线）
赵州桥
★特点：在竖向荷载作用下支 座会产生水平推力。 ☆内力：轴力、弯矩、剪力
3、刚架：由梁和柱组成的结构。 结点：刚结点、铰结点 内力：弯矩（为主）、轴力、剪力
4、珩架：由二力杆铰结组成，杆件都是直杆 结点：铰结点 内力：轴力（结点处受力）
第三节
一、按构件的几何特征：
结构的分类
① 杆件结构（空间或平面） ：由杆件组成的结构 结构力学的研究对象-----杆件结构。 （单根杆件的内力、应力、变形等------材料力学研究） ② 板壳结构（薄板、薄壳） ：由板和壳组成的结构 由板壳力学和弹性力学研究
③ 实体结构：由块体组成的结构。由弹性力学研究。
海 洋 石 油 钻 井 平 台
5、组合结构：由珩架和梁或珩架与刚架组合在一起的结 构，其中有些杆件只承受轴向力，另一些杆件则同时还承受 弯矩和剪力。
三、按照杆件轴线和外力的 空间位置分： 1、平面结构：结构的各杆 件轴线和外力的作用线都在 同一平面内。
2、空间结构：结构的各
杆件轴线和外力的作用线 不在同一平面内。（工程 中的结构都是空间结构）
四、按照结构求解性质（几何组成）分：
1、静定结构：全部未知力（支反力和内力）可以由平衡
方程求得。 2、超静定结构：全部未知力不能只由平衡方程求得，必
须考虑其它因素，如变形情况。
梁：静定梁和超静定梁
刚架：静定钢架和超静定钢架
思考题：
1、杆系结构常用的结构类型有哪些? 2、刚架杆件主要承担什么力的作用?
杆件结构
杆件结构
巴黎的埃菲尔铁塔
杆件、板壳、实体复合结构__伦敦桥
杆件结构___海洋石油钻井平台
杆件结构___北京 、中国体育场
板壳结构_____悉尼歌剧院(澳大利亚)
二、按杆件结构的受力特点分类： 1、 梁：是受弯构件，主要承受弯曲变形。 由水平（或斜向）放置杆件构成，其轴线通常为直线。 单 垮 梁