哈工大结构力学(绪论)精品PPT课件
结构力学绪论01
杆件的轴线
2.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)
刚结点
§2 . 杆件结构的计算简图
计算简图:
在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)
确定计算简图的原则：
1.能反映实际结构的主要力学特性; 2.分析计算尽可能简便
简化内容:
1.杆件的简化: 杆件
杆件的轴线
2.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)
3.支座的简化: 固定铰支座 可动较支座 固定端支座 滑动支座(定向支座)
结构力学
绪论
1 . 结构力学的内容和任务
一.对象
结构：承受并传递荷载的骨架部分 结构分为:杆系结构,板壳结构,实体结构
二.任务 研究结构的刚度,强度,稳定性的
计算原理和计算方法
三.内容 结构组成;内力,位移,临界力计算.
§2 . 杆件结构的计算简图
计算简图:
在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)
结构力学(全套课件131P) ppt课件
的两根链杆的杆轴可以平行、交叉，或延长线交于
一点。
当两个刚片是由有交汇点的虚铰相连时，两个刚
片绕该交点（瞬时中心，简称瞬心）作相对转动。
从微小运动角度考虑，虚铰的作用相当于在瞬时
中心的一个实铰的作用。
19
20
规则二 （三刚片规则）： 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。
两个平行链杆构成沿平行方向上的无穷远虚铰。
三个刚片由三个单铰两两相连，若三个铰都有交 点，容易由三个铰的位置得出体系几何组成的结论 。当三个单铰中有或者全部为无穷远虚铰时，可由 分析得出以下依据和结论：
１、当有一个无穷远虚铰时，若另两个铰心的连 线与该无穷远虚铰方向不平行，体系几何不变；若 平行，体系瞬变。
３、通过依次从外部拆除二元体或从内部（基础、 基本三角形）加二元体的方法，简化体系后再作分 析。
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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
§3-1 单 跨 静 定 梁
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
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１、单约束（见图２-2-2） 连接两个物体（刚片或点）的约束叫单约束。
１）单链杆（链杆）（上图） 一根单链杆或一个可动铰（一根支座链杆）具
有１个约束。 ２）单铰（下图）
一个单铰或一个固定铰支座（两个支座链杆） 具有两个约束。 ３）单刚结点
一个单刚结点或一个固定支座具有３个约束。
16
２、复约束 连接３个（含３个）以上物体的约束叫复约束。
三、对体系作几何组成分析的一般途径
哈工大结构力学精品课件
结构力学张金生绪论§1 . 结构力学的内容和任务一.对象结构分为:杆系结构,板壳结构,实体结构三.内容 结构组成;内力,位移,临界力计算.二.任务 研究结构的刚度,强度,稳定性的 计算原理和计算方法结构：承受并传递荷载的骨架部分确定计算简图的原则： 1.能反映实际结构的主要力学特性;2.分析计算尽可能简便§2 . 杆件结构的计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)简化内容:1.杆件的简化: 杆件 杆件的轴线2.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)半铰结点铰结点刚结点确定计算简图的原则：1.能反映实际结构的主要力学特性;2.分析计算尽可能简便§2 . 杆件结构的计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)简化内容: 1.杆件的简化: 杆件 杆件的轴线2.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)3.支座的简化: 固定铰支座 可动较支座 固定端支座 滑动支座(定向支座)确定计算简图的原则：1.能反映实际结构的主要力学特性;2.分析计算尽可能简便§2 . 杆件结构的计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)简化内容: 1.杆件的简化: 杆件 杆件的轴线2.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)3.支座的简化: 固定铰支座 可动较支座 固定端支座 滑动支座(定向支座)4.体系的简化: 空间结构 平面结构确定计算简图的原则：1.能反映实际结构的主要力学特性;2.分析计算尽可能简便§2 . 杆件结构的计算简图计算简图:在结构分析当中用来代替实际结构的计算模型(图形)简化内容: 1.杆件的简化: 杆件 杆件的轴线2.结点的简化: 刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)3.支座的简化: 固定铰支座 可动较支座 固定端支座 滑动支座(定向支座)4.体系的简化: 空间结构 平面结构5.荷载的简化: 集中力、集中力偶、分布荷载§3 . 杆件结构的类型1.梁2.拱3.桁架4.刚架5.组合结构第一章杆件体系的几何组成分析(Geometric construction analysis)§1. 几何组成分析本章假定:所有杆件均为刚体§1-1 基本概念一. 几何不变体系几何可变体系几何可变体系不能作为建筑结构结构必须是几何不变体系本章目的:判定一个体系是否能作为结构结构是如何构造的几何形状不能变化的平面物体几何不变体系的自由度一定等于零几何可变体系的自由度一定大于零§1. 几何组成分析§1-1 基本概念一. 几何不变体系几何可变体系二. 刚片几何形状不能变化的平面物体三. 自由度确定体系位置所需的独立坐标数四. 约束(联系) 能减少自由度的装置1. 链杆2. 单铰§1. 几何组成分析§1-1 基本概念一. 几何不变体系 几何可变体系二. 刚片 几何形状不能变化的平面物体 三. 自由度 确定体系位置所需的独立坐标数四. 约束(联系) 能减少自由度的装置1. 链杆 2. 单铰 3. 链杆与单铰的关系4. 虚铰3. 链杆与单铰的关系4. 虚铰§1. 几何组成分析2. 单铰 5. 复铰1. 链杆连接N 个刚片的复铰相当于N-1个单铰§1. 几何组成分析§1-1 基本概念一. 几何不变体系 几何可变体系二. 刚片 几何形状不能变化的平面物体 三. 自由度 确定体系位置所需的独立坐标数四. 约束(联系) 能减少自由度的装置五. 计算自由度0632=−×=W 02936=×−×=W 032333=−×−×=W§1. 几何组成分析五. 计算自由度0632=−×=W 08936=×−×=W 032333=−×−×=W 链杆数单铰数刚片数链杆数结点数−×−×=−×=232W W 计算自由度大于零一定可变;若等于零则一定不变吗§1. 几何组成分析五. 计算自由度链杆数单铰数刚片数链杆数结点数−×−×=−×=232W W 计算自由度大于零一定可变;若等于零则一定不变吗六. 多余约束 必要约束计算自由度小于零一定不变吗计算自由度小于零一定有多余约束§1. 几何组成分析§1-1 基本概念一. 几何不变体系几何可变体系二. 刚片三. 自由度四. 约束(联系) 链杆单铰复铰虚铰实铰五. 计算自由度六. 多余约束必要约束P N=构成无多余约束的几何不变体系构成无多余约束的几何不变体系.§1. 几何组成分析§1-2 无多余约束的几何不变体系的组成规则一. 三刚片规则二元体:在一个体系上用两个不共线的链杆连接一个新结点的装置.二. 两刚片规则在一个体系上加减二元体不影响原体系的机动性质.三. 二元体规则§1. 几何组成分析§1-1 基本概念§1-2 无多余约束的几何不变体系的组成规则§1-3 几何组成分析举例例1: 对图示体系作几何组成分析解: 三刚片三铰相连,三铰不共线,所以该体系为无多余约束的几何不变体系.§1. 几何组成分析§1-3 几何组成分析举例例2: 对图示体系作几何组成分析解:该体系为无多余约束的几何不变体系.方法1: 若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分例3: 对图示体系作几何组成分析解: 该体系为无多余约束的几何不变体系.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.例4: 对图示体系作几何组成分析解: 该体系为瞬变体系.方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.例5:对图示体系作几何组成分析解: 该体系为常变体系.方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法4: 去掉二元体.例6:对图示体系作几何组成分析解: 该体系为无多余约束几何不变体系.方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法5: 从基础部分(几何不变部分)依次添加.方法4: 去掉二元体.例7: 对图示体系作几何组成分析方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法5: 从基础部分(几何不变部分)依次添加.方法4: 去掉二元体.解: 该体系为有一个多余约束几何不变体系.练习: 对图示体系作几何组成分析方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法5: 从基础部分(几何不变部分)依次添加.方法4: 去掉二元体.练习: 对图示体系作几何组成分析方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法5: 从基础部分(几何不变部分)依次添加.方法4: 去掉二元体.方法1: 若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它部分练习: 对图示体系作几何组成分析方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆.方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.方法5: 从基础部分(几何不变部分)依次添加.方法4: 去掉二元体.几何组成思考题§几何组成分析的假定和目的是什麽？§何谓自由度？系统自由度与几何可变性有何联系？§不变体系有多余联系时，使其变成无多余联系几何不变体系是否唯一？§瞬变体系有何特点？可变体系时如何区分瞬变还是常变？§瞬铰和实际铰有何异同？§无多余联系几何不变体系组成规则各有什麽限制条件？不满足条件时可变性如何？§按组成规则建立结构有哪些组装格式？组装格式和受力分析有无联系？§如何确定计算自由度？§对体系进行组成分析的步骤如何？几何组成作业题§1-1 b c§1-2 a d g h i j k l §交作业时间:本周 5§1. 几何组成分析作业:1-1 (1-1 (b)b)试计算图示体系的计算自由度 解:由结果不能判定其是否能作为结构1321138−=−×−×=W 110222531−=−×−×+×=W 或:§1. 几何组成分析作业:1-1 (c)试计算图示体系的计算自由度解:由结果可判定其不能作为结构131216=−×=W 13240328=−×−×=W 或:§1. 几何组成分析作业:1-2 (a)试分析图示体系的几何组成从上到下依次去掉二元体或从基础开始依次加二元体.几何不变无多余约束§1. 几何组成分析作业:1-2 (d)试分析图示体系的几何组成依次去掉二元体.几何常变体系§1. 几何组成分析作业:1-2 (f)试分析图示体系的几何组成有一个多余约束的几何不变体系§1. 几何组成分析作业:1-2 (h)( i)试分析图示体系的几何组成瞬变体系几何不变无多余约束作业:试分析图示体系的几何组成有一个无穷远铰:四杆不平行不变平行且各自等长常变平行不等长瞬变§1. 几何组成分析作业:1-2 (j)试分析图示体系的几何组成瞬变体系§1. 几何组成分析L)试分析图示体系的几何组成1-2 (L)作业:1-2 (几何不变无多余约束§1. 几何组成分析例:试分析图示体系的几何组成瞬变体系§1. 几何组成分析练习:试分析图示体系的几何组成几何不变无多余约束一个单刚结点相当于三个约束.单刚结点与其它约束的关系:复刚结点:刚片复刚结点相当于练习:试分析图示体系的几何组成无多余约束几何不变体系有两个多余约束的几何不变体系练习:试分析图示体系的几何组成无多余约束几何不变体系无多余约束的几何不变体系。
哈尔滨工业大学 05 结构力学——平面有限元幻灯片PPT
哈工大 土木工程学院
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第五章 平面问题有限元分析
4、两类座标系之间导数的变换关系
x
x
y
y
x
x
y
y
xx yyyx
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第五章 平面问题有限元分析
由
ii 8 81 1 N N ii x xii ii 8 81 1 N N ii y yii y x
2、计算低阶母元形函数在新增结点处的值。
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第五章 平面问题有限元分析
3、对低阶母元角顶结点形函数进行“它点为零” 的修正。
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第五章 平面问题有限元分析
图形变换
位移场
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第五章 平面问题有限元分析
1、6结点三角形等参元
利用母单元形函数和单元结点位移建立子单元的 位移场。
进而利用势能原理进行一定的数学推导，建立 等参元的单元刚度方程
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第五章 平面问题有限元分析
5-5-1 基本概念
1、实际单元几何形状的描述－图形变换
以任意四边形为例来说明概念
4
3
4(x4,y4)
3(x3,y3)
1
1
11
第五章 平面问题有限元分析
哈尔滨工业大学 05 结构 力学——平面有限元幻灯
片PPT
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ppt版本-哈工大版理论力学课件(全套)
理论力学课程的内容包括质点和刚体的运动、弹性力学、 流体力学、振动和波等，其体系由静力学、运动学和动力 学三个部分组成。
理论力学课程的内容非常广泛，主要包括质点和刚体的运 动、弹性力学、流体力学、振动和波等方面的知识。这些 内容在理论力学体系中占据着重要的地位，为后续的工程 技术和科学研究提供了重要的理论基础和应用方法。同时 ，理论力学体系由静力学、运动学和动力学三个部分组成 ，这三个部分相互联系、相互渗透，构成了完整的理论力 学体系。
详细描述
理论力学作为经典力学的一个重要分支，主要研究物体运动规律、力的作用机制以及它们之间的相互作用。通过 对质点和刚体的运动规律、力的合成与分解、动量守恒和能量守恒等基本原理的研究，理论力学为各种工程技术 和科学研究提供了重要的理论基础和应用方法。
理论力学课程的内容和体系
要点一
总结词
要点二
详细描述
置和速度。
刚体的转动
02
描述刚体绕固定点或轴线的旋转运动，通过角速度矢量和角加
速度矢量表示刚体的转动状态。
刚体的复合运动
03
描述刚体同时存在的平动和转动，通过平动和转动运动的合成
来描述。
刚体的动力学方程
牛顿第二定律
表述了物体运动与力的关系，即物体受到的合外力等 于其质量与加速度的乘积。
动量定理
表述了物体动量的变化率等于作用在物体上的力与时 间的乘积。
由于非惯性参考系中物体受到的力不是真实的外力，而是由于参考 系加速或旋转产生的惯性力。
非惯性参考系的应用
在研究地球上的物体运动时，常常需要用到非惯性参考系，例如研 究地球的自转和公转对物体运动的影响。
05
刚体的运动
01
描述刚体在空间中的位置和运动，通过平动矢量表示刚体的位
《哈工大理论力学》课件
总结词
动量守恒定律在物理学、工程学和天文 学等领域有着广泛的应用。
VS
详细描述
在碰撞、火箭推进、行星运动、相对论等 领域中，动量守恒定律都起着重要的作用 。通过应用动量守恒定律，可以预测系统 的运动状态和变化趋势，为实际应用提供 重要的理论支持。
04
角动量与角动量守恒定律
角动量的定义与计算
角动量的定义
体育竞技
在花样滑冰、冰球等体育项目 中，运动员通过改变身体姿态 来调整角动量，以完成各种高
难度动作。
05
万有引力定律
万有引力定律的表述
总结词
万有引力定律是描述两个质点之间由于它们 的质量而相互吸引的力的大小和方向的定律 。
详细描述
万有引力定律由艾萨克·牛顿提出，表述为 任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸 引，该力的大小与它们质量的乘积成正比，
02
牛顿运动定律
牛顿运动定律的表述
第一定律（惯性定律）
除非受到外力作用，否则保持静止或匀速直线运动 的状态不变。
第二定律（动量定律）
物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反 比。
第三定律（作用与反作用定律）
对于任何作用力，都存在一个大小相等、方向相反 的反作用力。
牛顿运动定律的应用
动力学问题
弹性力学的应用实例
总结词：实际应用
详细描述：弹性力学在工程领域有广 泛的应用，如桥梁、建筑、机械和航 空航天等。应用实例包括梁的弯曲、 柱的拉伸和压缩、壳体的变形等。
THANKS
感谢观看
提供理论基础和解决方案。
理论力学的发展历程
总结词
理论力学的发展经历了古典力学和相对论力学两个阶段，相对论力学对于高速运动和强引力场的研究具有重要意 义。
哈工大理论力学PPT课件
感谢您的观看。
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3 、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固 定铰链支座等）
（1） 径向轴承（向心轴承）
约束特点： 轴在轴承孔内，轴为非自由体、 轴承孔为约束．
约束力： 当不计摩擦时，轴与孔在接触处为 光滑接触约束——法向约束力．约束力作用在接 触处，沿径向指向轴心．
第30页/共52页
当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的 大小与方向均有改变．
， 的受
CD AB
解：
取 杆，其为二力构件，简称二力杆，其
受力C图D如图(b)
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取 A梁B，其受力图如图 (c)
CD 杆的受力图能否画
为图（d）所示？
若这样画，梁 的A受B力图又如何
改动?
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例1-4
不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、
右拱 图．
的受力图A与B,系C统B 整体受力
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公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡 状态保持不变。
柔性体（受拉力平衡） 反之不一定成立．
刚化为刚体（仍平衡）
刚体（受压平衡）
柔性体（受压不能平衡）
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思考
只适用于刚体的公理有哪些？ 二力平衡条件和加减平衡力系公理
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光滑支承接触对非自由体的约束力，作用 在接触处；方向沿接触处的公法 线并指向受力 物体，故称为法向约束力，用 FN 表示．
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2 、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束
柔索只能受拉力，又称张力.用
FT
表示．
01 哈工大 结构力学
M 2
M 2
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1. 简支梁弯矩叠加法
MA FP
MB
复杂的弯矩图是由几 个简单的图形合成的 做法：
MB
先在梁端绘弯矩竖标 过竖标顶点连直虚线
MA
FP l 4
MA
MB
以虚线为基础叠加相应 简支梁弯矩图
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MA
FP
MB
注意：
①弯矩图叠加是竖标相加，不 是图形的拼合； ②要熟练地掌握简支梁在跨中 荷载作用下的弯矩图； ③利用叠加法可以少求或不求 反力，就可绘制弯矩图； ④利用叠加法可以少求控制截 面的弯矩； ⑤问题越复杂外力越多，叠加 法的优越性越突出。
D
C
1 q( l x ) 2
A
B
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q A l B x D l-x l D C C
1 1 2 q( l x ) x qx 2 2
A
B
1 q( l x ) 2 8
令
q( l x ) 1 2 1 2 x qx ql x 2 2 8
x 0.172 l
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静定结构分类
两刚片结构 按其构造特点
三刚片结构
基附型结构
静定结构分析方法
1 由几何构造特点确定计算途经；
2 用截面法，通过平衡方程计算内力和反力；
3 使用叠加原理。在线弹性、小变形假设下结构 上所有荷载作用产生的效果等于每一荷载单独 作用产生的效果之代数和。
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l FAx
FAy Mk FNk FQk
哈尔滨工业大学 11 结构力学—— 结构的极限荷载-PPT文档资料
k F Pu F [ F ] 塑性设计时的荷载条件： Pw Pu k
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4
17 结构的塑性分析和极限荷载
理想弹塑性材料假设：
• 在OA段线性，满足 E
• 在 AB 段应力达到屈服， 材料进入塑性流动；
s
A
C
B
E • 在C点卸载，满足
加载时是弹塑性，卸载时是弹性。
17 结构的塑性分析和极限荷载
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
结构力学
土木工程学院
工程力学学科组 李强
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1
17 结构的塑性分析和极限荷载
§17.1 极限荷载的概述
此前主要讨论结构的弹性分析： • • • 假定应力应变关系是线性的； 荷载卸去后，结构无任何残余变形； 应力达到材料的极限应力即认为结构将 破坏； 正常使用条件下弹性计算能给出足够准 确的结果； 以弹性极限作为设计依据的设计方法称 弹性设计法。
• 塑性铰只能沿极限弯矩方向发生有限转角；
• 截面弯矩一旦小于极限弯矩(卸载)，塑性铰即消失。
塑性铰与普通铰的差别：
1.塑性铰可承受极限弯矩～普通铰不承担弯矩 2.塑性铰是单向的～普通铰是多向铰 3.塑性铰卸载时消失～普通铰与荷载无关 4.塑性铰随荷载分布可出现于不同截面～普通铰位置固定
哈工大 土木工程学院
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3
17 结构的塑性分析和极限荷载
为弥补弹性设计法的不足，进一步挖掘结构的承载 能力，给达到弹性极限的结构继续施加同样形式的 荷载，直至结构破坏。 • 结构所能够承担的最大荷载叫作极限荷载；
• 结构即将达到破坏时的状态称作极限状态；
哈工大结构力学绪论
2020年6月1日7时50分
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绪论
§0-2 结构力学的任务
分析——结构在外因作用下的反应。通过分析使
设计的结构既经济合理，又安全可靠。
识别——通过系统的反馈信息，确定体系内在实
质（系统识别）或外界作用（荷载识 别）。
2020年6月1日7时50分
哈工大 土木工程学院
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绪论
选取结构的计算简图的原则：
能反映结构的实际受力特点，保证计算精度和可靠性。 忽略次要因素，使计算切实可行。
计算简图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） 3．支承特性（支座的约束反力性质、杆件连接形式）
静力荷载（Static loading） 略去惯性力的影响，
大小方向作用点不随时间变化或变化极为 缓慢，无加速度。
动力荷载（Dynamic loading） 使结构产生不容忽
视的加速度，冲击、振动。
•按荷载规范分为
主要荷载：指结构在正常使用条件下经常作用着的荷
载，如结构自重、车辆荷载；
附加荷载：指不经常作用的荷载，如风压力、温度变
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绪论
4.刚架(rigid frame)
2020年6月1日7时50分
由梁柱组成，具有 刚结点，主要受弯
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绪论
5.组合结构(composite structure)
兼有刚架和桁架的 组合体
2020年6月1日7时50分
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哈工大 结构力学51页PPT
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
哈工大 结构力学
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
结 构 力 学 绪论PPT课件
（1）能反映实际结构主要 受力、变形特征，以使结 构分析、计算的结果有效、 可靠；
（2）便于计算， 满足需要。
选择结构的计算简图要做的工作有三个方面：
（a）荷载的简化；
（b）杆件的简化； （c）杆件之间的联结和结构与支承物之间联结的简化。
§1-2 结构计算简图和简化要点
二、简化要点 1.杆件——杆系结构的主体
1、集中荷载和分布荷载
当荷载作用点的尺寸与结构尺寸相比很小时，可 作为集中荷载，反之为分布荷载。
2、固定荷载和移动荷载 当荷载作用位置不变，称为固定荷载，反之为移动 荷载。
§1-4 荷载分类
3、静力荷载和动力荷载 当荷载作用时间不变时，称为静力荷载，反之为动 力荷载。 4、非荷载因素 温度改变、支座沉降、材料收缩等因素。
二、结构力学研究对象
结构力学作为力学学科的一个分支，其研究对象涉 及较广，通常将结构力学分为“狭义结构力学”、“ 广义结构力学”、“ 现代结构力学”。
本课程研究的是杆系结构力学，也即狭义结构力学。
§1-1 结构与结构力学
三、结构力学的任务
1.研究结构的几何组成规律和合理形式；
2.讨论结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差 引起的内力计算——称为强度计算；
材料力学、结构力学、弹性力学均研究结构的强度、刚 度和稳定问题：
材料力学——单根杆件 结构力学——杆件系统（杆系） 弹性力学——板壳和实体结构
§1-2 结构计算简图及简化要点
一、计算简图
用以代替原结构进行结 构的力学分析、计算的 简化图形叫结构的计算 简图。
什么叫结构 计算简图？
选择结构计算简图的原则：
（2）固动铰支座（铰支座）
——Hinged support
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变形计算是为了保证结构不发生过大位移，满 足使用要求
3. 讨论结构的稳定性及在动荷载作用下的结构反 应规律，利用控制理论寻找恰当的控制方法。
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绪论
研究手段
1. 理论分析 2. 实验研究 3. 数值计算
首先把实际结构简化为计算 简图，再对计算简图进行理 论分析。
合理形式：为了充分发挥结构的性能，更有效 地利用材料，以达到安全、经济的 目的；
计算简图：将实际结构变成理论模型（Structural idealization) ，便于研究和讨论。
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绪论
2. 讨论结构内力和变形的计算原理和计算方法
研究结构在外界因素(如荷载、温度变化及支座 移动)的影响下，结构的反力、内力和位移的计 算原理和方法。为结构设计提供理论依据。 内力计算是为了保证结构强度和稳定性，使结
识别——通过系统的反馈信息，确定体系内 在实质（系统识别）或外界作用 （荷载识别）。
控制——通过控制理论和控制技术，智能化 地抵御外界作用下的结构反应。
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绪论
基本任务
1. 研究结构的组成规律和合理形式以及计算简图 的合理选择；
组成规律：保证结构各部分之间不能发生相对 运动，以承担预定的荷载；
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绪论
计算简图(computing model of structure )
为了结构计算，需要对实际结构进行一些 简化和假设，略去某些次要因素，保留其 主要受力特征和变形特点，以简化图形代 替实际结构，该图形称为计算简图。
选取结构的计算简图必要性、重要性：
实际结构错综复杂，面面俱到困难重重。 适当简化合理选型，存本去末关键一环。
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绪论
天上飞的结构
洲际客机
直升机
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绪论
陆地跑的结构
军车集锦
机车集锦
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绪论
水上游的结构
航空母舰
巡洋舰
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绪论
娱乐设施的结构
旋转车
过山车
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绪论
影响计算简图选取的主要因素：
结构性质 ： 次要结构——粗；重要结构——精；
设计阶段： 初步设计——粗；技术设计——精；
计算性质： 动力计算——粗；静力计算——精；
结构由于受力过大而无法继续发挥功能时，就称为 “失效”(Faliure)，如果结构在预期的工作条件下， 正常使用，它就是具备“安全性”(Safety)的结构。
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绪论
§0-1 结构的分类
结构的受力特性和承载能力 与结构的几何特征密切相关
杆系结构(structure of bar system) ： 构件的横截面尺寸<<长度尺寸；
结构力学分析要综合考虑三个方面的条件：
1.力系的平衡条件好运动条件； 2.变形的几何连续条件； 3.应力-应变间的物理条件。
将三个条件根据不同的具体情况结合起来就可以得 到不同的计算方法。
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绪论
本课与其它课程的关系
高等数学 作为分析工具 理论力学 着重讨论物体的机械运动 材料力学 以单杆作为对象，讨论应力-应变关系 弹性力学 以实体和板壳结构为研究对象
研究结构合理形式及在 外界条件作用下反应的 规律性的学科。
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由古
绪论
人类为了生存和发展 建造了大量各式各样
的构筑物
现代太空站
远古人的穴居陋室
至今
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绪论
人类活动的各个领域都有形形色色的结构
静止的结构
商业大厦内景
公路大桥雄姿
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绪论
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
结构力学
结构力学学科组
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绪论
Iห้องสมุดไป่ตู้troduction
什么是结构力学 ?
The meaning of "Structural Mechanics"
顾名思义，结构力学是研究“结构”的“力
学”。
结构
力学
用某种材料按一定方式 组成旨在承受和传递荷 载载荷的体系。
结构力学 重点研究杆系结构，它为钢混结构、 钢木结构，水工结构和桥梁结构等专 业课提供力学基础和设计依据。
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绪论
基本要求：
(1).注意与理论力学和材料力学的联系 (2).注意理论联系实际 (3).注意分析方法和计算能力的培养 (4).注意多练，认真做好作业，不盲目 (5).注意自学能力的培养
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绪论 §0-3 计算简图
计算工程实际问题的过程:
实际对象 力学模型
数学模型
计算
力学模型的合理性直接决定计算结果的正确性， 因此模型的概念和建立力学模型的思想是学习的一 个重点。计算简图的选用需要较深厚的力学概念， 并与工程实践相结合，以及实践的检验。需要通过 物体间的接触与联接方式的简化来体会建模思想和 建模过程。
板壳结构(plate and shell structure) ： 构件的厚度<<表面尺寸 ；
实体结构(massive structure) ： 结构的长、宽、厚三个尺寸相仿。
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绪论
§0-2 结构力学的任务
分析——结构在外因作用下的反应。通过分 析使设计的结构既经济合理，又安 全可靠。
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绪论
选取结构的计算简图的原则：
能反映结构的实际受力特点，保证计算精度和可靠性。 忽略次要因素，使计算切实可行。
计算简图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） 3．支承特性（支座的约束反力性质、杆件连接形式）
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绪论
结构无所不在
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绪论
物体的存在并不是为了受力，而是为了发挥某种 “功能”（Function）。
飞机要在蓝天翱翔
为了防汽车止要在结大地构奔失驰 效，保证其
安全性轮船就要在要海洋研游究弋 结构力学！
为了发挥它的功能，它们必须经受外力和内力， 因此它们又必须是“结构”。