结构力学十大关系
结构力学基础
结构力学基础一、引言结构力学是工程力学的分支之一，主要研究物体在外力作用下的变形和破坏行为。
通过学习结构力学，人们可以了解结构的受力分布、变形规律以及承载能力，从而合理设计和优化各种结构体系。
本文将介绍结构力学的基础概念、原理和应用，希望读者能够对结构力学有一个全面的了解。
二、受力分析受力分析是结构力学研究的基础，它通过分析结构体系内外力的大小、方向和作用点位置，确定结构的受力状态。
受力分析可以采用静力学的方法，即利用牛顿定律和平衡方程来进行计算。
在受力分析中，我们需要确定结构的支座条件、受力方向和受力大小，以及各个受力构件之间的相互作用。
三、受力构件的内力分析在结构力学中，受力构件的内力是指构件内部的应力和应变。
内力分析是结构设计和分析的重要内容，它可以用来评估结构的承载能力和安全性。
常见的内力分析方法有力学平衡法和应力分析法。
力学平衡法通过平衡方程和受力构件的几何关系，确定构件上各点的内力大小和方向；应力分析法则通过应力和应变的关系，计算构件上各点的内力大小和分布情况。
内力分析可以帮助工程师了解结构的强度和刚度，并进行相应的优化设计。
四、变形分析变形分析是结构力学中的重要内容，它研究结构在受力作用下的变形规律和变形量。
变形分析可以通过应变能、位移方法和叠加法等不同的方法进行。
应变能方法利用材料的弹性势能和虚功原理来计算结构的变形位移；位移方法则直接利用位移方程来求解结构的变形规律；叠加法则将结构的变形分解为多个简单形式的叠加，通过求和得到整个结构的变形。
五、承载性能分析承载性能分析是结构力学的重要应用之一，它通过计算结构在极限状态下的承载能力，评估结构的安全性和可靠性。
在承载性能分析中，我们需要确定结构的强度指标、加载方式和荷载组合，采用极限平衡法、塑性极限分析法或有限元法等方法进行计算。
承载性能分析可以帮助工程师确定结构的安全工作状态和设计荷载，以确保结构在使用过程中具有足够的承载能力。
六、结构优化设计结构优化设计是结构力学的重要应用之一，它通过改变结构的形状、材料和构造，寻找最优的设计方案。
结构力学基础概念及原理
结构力学基础概念及原理结构力学是研究物体在受到外力作用下的变形和破坏行为的一门学科。
它是土木工程、航空航天工程和机械工程等领域中的重要基础学科，对于设计和分析各种结构的性能至关重要。
本文将介绍结构力学的基础概念和原理。
一、力的基本概念力是一种物理量，用来描述物体之间相互作用的现象。
常见的力包括重力、弹力、摩擦力等等。
力的大小用牛顿（N）作为单位，方向用箭头表示。
力的共轭现象是反作用力，即两个物体之间的相互作用力大小相等而方向相反。
二、结构的受力情况结构受到的力可以分为内力和外力。
外力是指作用在结构上的力，如重力、风力等。
内力是指结构内部的分子间力，如剪力、挠曲力等。
结构力学通过研究结构的受力情况，可以确定结构的稳定性和安全性。
三、结构的静力平衡条件结构处于静力平衡状态时，结构受力的合力和合力矩都等于零。
根据静力平衡条件，可以解析和计算结构受力情况，进而设计结构的合适尺寸和材料。
四、梁的受力分析梁是一种常见的结构元件，用来支撑和传递荷载。
在结构力学中，通过对梁的受力分析来研究梁的强度和刚度。
梁的受力分析方法包括受力图法、弹性线条法和工程力学方法等。
五、杆的受力分析杆是另一种常见的结构元件，通常用来承受拉力或压力。
在结构力学中，通过对杆的受力分析来研究杆的稳定性和强度。
杆的受力分析方法包括受力图法、截面法和位移法等。
六、结构的变形与刚度结构在受到外力作用时会发生变形，变形可以分为弹性变形和塑性变形两种情况。
弹性变形是指结构受力后恢复原状的变形，而塑性变形是指结构受力后无法恢复原状的变形。
结构的刚度可以用来描述结构对力的响应程度，刚度越大，结构变形越小。
七、结构的破坏与强度结构在承受超过其承载能力的荷载时会发生破坏。
结构力学研究结构的破坏机理和破坏模式，以确定结构的强度和安全性。
常见的结构破坏模式包括拉断、压碎、剪切和弯曲等。
结构力学基础概念及原理的理解对于工程设计和结构分析至关重要。
本文介绍了结构力学的基础概念和原理，包括力的基本概念、结构的受力情况、结构的静力平衡条件、梁和杆的受力分析、结构的变形与刚度以及结构的破坏与强度。
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。
4、计算自由度：)2(3r h m W +-=,m 为刚片数，h 为单铰束，r 为链杆数。
A 、W>0,表明缺少足够联系，结构为几何可变；B 、W=0，没有多余联系；C 、W<0,有多余联系，是否为几何不变仍不确定。
5、几何不变体系的基本组成规则：A 、三刚片规则：三个刚片用不在同一直线上的三个单铰两两铰联，组成的体系是几何不变的，而且没有多余联系。
B 、二元体规则：在一个刚片上增加一个二元体，仍未几何不变体系，而且没有多余联系。
甘肃省考研土木工程复习资料结构力学重要知识点总结
甘肃省考研土木工程复习资料结构力学重要知识点总结一、静力学基本概念在学习土木工程的过程中，结构力学是一门非常重要的基础课程。
在考研过程中，掌握结构力学的重要知识点对于顺利通过考试至关重要。
下面将对甘肃省考研土木工程的结构力学重要知识点进行总结归纳。
1. 左手坐标系和右手坐标系在结构力学中，我们经常会用到坐标系。
左手坐标系和右手坐标系是两种常见的坐标系，其区别在于坐标轴的正方向。
在左手坐标系中，x轴正方向指向左边，y轴正方向指向垂直向上，z轴正方向指向观察者。
而在右手坐标系中，x轴正方向指向右边，y轴正方向指向垂直向上，z轴正方向指向观察者。
2. 三维受力分析在结构力学中，我们需要对三维结构的受力进行分析。
对于一个受力体系，我们需要计算力的合力与合力矩，以确定结构的平衡状态。
通过使用平衡方程和力矩平衡方程，我们可以求解未知受力的大小和方向。
3. 平面受力分析在结构力学中，平面受力分析是一种常见的分析方法。
通过将三维受力问题简化为平面受力问题，我们可以更容易地解决问题。
平面受力分析可以通过使用力的平衡方程和力矩平衡方程来解决。
二、结构力学基本定理1. 受力分析定理在结构力学中，受力分析定理是一个非常重要的原理。
它指出，在一个静力平衡的结构中，受力体系中的所有力的合力和合力矩都为零。
这意味着结构处于静力平衡状态。
2. 受力传递定理受力传递定理是结构力学中的另一个基本定理。
它指出，在一个静力平衡的结构中，任意一点的受力和受力矩都可以通过力的平衡方程和力矩平衡方程来计算。
三、杆件结构分析在土木工程中常常会遇到杆件结构，对于杆件结构的分析是结构力学的重要内容。
以下是杆件结构分析的一些重要知识点。
1. 静力平衡方程杆件结构的静力平衡方程是求解杆件结构的关键。
通过使用平衡方程，我们可以计算每个节点的受力。
静力平衡方程包括力的平衡方程和力矩平衡方程。
2. 杆件内力分析在杆件结构中，杆件上的内力是非常重要的。
通过计算杆件上的内力分布，我们可以确定结构的受力情况。
土木工程结构力学基本知识解析
土木工程结构力学基本知识解析土木工程结构力学是土木工程中一门重要的基础学科，主要研究各种结构的力学性能和力学行为。
本文将对土木工程结构力学的基本知识进行解析，包括力的基本概念、应力与变形的关系、结构受力分析、应力分析和变形分析等方面的内容。
一、力的基本概念力是物体相互作用的结果，是描述物体受力情况的物理量。
力的基本概念包括力的大小、方向和作用点等要素。
在土木工程中，我们通常关注结构所受到的外力和内力。
外力是作用于结构上的力，包括静力学的重力、支反力以及动力学的风荷载、地震力等。
设计土木工程结构时，需要对这些外力进行合理估计和计算，以保证结构的安全性。
内力是结构内部各点之间相互作用的结果，是力学分析的重要内容。
常见的内力有轴力、剪力和弯矩。
了解结构内部的内力分布情况，可以帮助工程师评估结构的抗力能力，从而优化结构设计。
二、应力与变形的关系应力和变形是结构力学分析中的两个重要概念，它们之间存在密切的关系。
应力是单位面积上的力，是描述结构内部力学行为的物理量。
常见的应力有压应力、拉应力和剪应力。
应力的分布情况会直接影响结构的承载能力和稳定性。
变形是结构在受力作用下发生的尺寸、形状或位置的改变。
结构的变形既包括弹性变形，也包括塑性变形。
弹性变形是结构在受力作用下能够恢复原状的变形，而塑性变形则是结构受力超过其塑性极限时发生的不可恢复的变形。
应力与变形之间的关系可以通过应变来描述。
应变是描述物体变形程度的物理量，可以用应变率表示。
根据材料力学性质的不同，应力与应变之间存在不同的本构关系，如胡克定律等。
三、结构受力分析结构受力分析是土木工程结构设计的基础，它主要研究结构所受到的外力和内力的计算和分析。
在结构受力分析中，首先需要确定结构所受的外力，包括静力学和动力学的作用力。
然后，根据结构的几何形状、材料特性和内力分布等信息，采用静力学、动力学和能力法等方法对结构进行受力分析。
通过受力分析，可以计算出结构各点的内力和应力分布情况。
结构力学重点理解
(1)第2章第2节得重点、难点剖析一、重点剖析1、自由度(也称实际自由度,用S表示,英文Degree of Freedom,简写为DOF)。
这个概念中要特别注意“独立”这两个字,“独立”得含义就是指几何坐标不被包含在函数关系中,彼此间也不呈函数关系,即坐标得变化既不受限,亦不会相互影响。
S取为不小于0得整数,当S=0时体系几何不变;S>0时,体系几何可变。
2、多余约束与必要约束。
从定义可知,多余约束得增减不改变S,而必要约束得增减会导致S变化。
因此,多余约束决定不了体系得几何组成性质。
在一个体系中,多余约束得个数就是确定得,但就是选取多余约束得方法就是多样得。
3、链杆。
在第2章中,链杆就是指仅通过两铰与体系其余部分相连得杆。
这两铰不区分就是铰结点还就是铰支座。
二、难点剖析1、约束在数学上得表现。
约束就是减少自由度得装置,数学上如何表述它呢？从自由度要求就是彼此独立得坐标这个概念里,就能找出答案。
要减少体系得自由度(或者说增加体系得约束),只要通过建立使坐标间相关联得函数关系或者方程,使它们彼此不再独立,就实现了自由度得减少。
而这样得函数关系或者方程,就称为约束方程(其性质就是几何方程)。
(2)第2章第3~5节得重点、难点剖析一、重点剖析1、计算自由度W>0,体系几何可变;W≤0,无法确定体系就是否几何不变。
2、二元体得相对性。
二元体因为在附加于体系上时,有先后顺序(即依次附加),因此谈二元体,就不能离开其所基于得那个体系。
即需要考虑二元体就是相对一部分体系而言,还就是相对整体而言。
相对于体系某一部分就是二元体得装置,未必就是相对于整体得二元体。
根据这个特点,在利用二元体规则做分析时,一定要按先付加得二元体后去除(或后附加得二元体先去除)得次序来做。
3、几何不变体系三个组成规则得前提条件。
1)二元体规则:要求构成二元体装置得两链杆不能共线;2)两刚片规则表述一:要求链杆所在直线不穿过铰心;两刚片规则表述二:要求三链杆不全平行且所在直线不全交于一点;3)三刚片规则:要求三铰不共线。
结构力学主要定理
§11-1概述1．变形功与变形能弹性杆受拉力P作用（图11-1），当P从零开始到终值缓慢加载时，力P在其作用方向上的相应位移也由零增至而做功，称为变形功。
（11-1）与此同时弹性杆被拉长而具有做功的能力，表明杆件内储存了变形能。
单位体积储存的应变能称为应变比能（11-2）整个杆件的变形能为（11-3）如果略去拉伸过程中的动能及其它能量的变化与损失，由能量守恒原理，杆件的变形能U在数值上应等于外力做的功W，即有U=W （11-4）这是一个对变形体都适用的普遍原理称为功能原理，弹性固体变形是可逆的，即当外力解除后，弹性体将恢复其原来形状，释放出变形能而做功。
但当超出了弹性范围，具有塑性变形的固体，变形能不能全部转变为功，因为变形体产生塑性变形时要消耗一部分能量，留下残余变形。
2．应变余功与余能变形体受外力作用时的余功定义为其中P1是外力从零增加到的终值，仿照功与变形能相等的关系，将余功相应的能称为余能，用U c表示。
余功与余能相等，即可仿照前面，定义单位体积余应变能（或应变余能），称为余应变比能由此整个结构余应变能可写成应指出：余功、余应变能、余应变比能具有功的量纲，是变形体的另一能量参数，但都没有具体的物理概念，只是常力所做的功减去变力所做功余下的那部分功。
3．能量原理固体力学中运用功与能有关的基本原理统称为能量原理，由此发展出来的方法称为能量法。
能量原理是在总体上从功与能的角度考察变形体系统的受力、应力与变形的原理与方法，是进一步学习固体力学的基础，也是当今应用甚广的有限元法求解力学问题的重要基础。
4．本章内容本章只涉及能量原理在材料力学中常用的部分内容，如：变形能、互等定理、卡氏定理、虚功原理、单位载荷法及图乘法，更为深入的，如最小势能原理，最小余能原理等变分原理，可参考其它专著。
§11-2 杆件变形能计算杆件不同受力情况下的变形能。
1．轴向拉伸或压缩线弹性杆件（图11-3）拉、压杆应变比能则整个杆的变形能或（11-5）（11-6）其中，N是内力（轴力），A是截面面积，l是杆长。
结构力学知识点超全总结
（2）任取一力法基本结构，加虚拟力作出其M 图； （3）将M图和M 图图乘。
10．超静定结构内力图的校核
最后内力图的校核包括平衡条件和位移条件的校核。
·平衡条件校核，即利用最后内力图，取结构的整体及任一
隔离体，考察是否满足平衡条件。
力法方程表示位移条件或变形条件。
6.力法计算步骤
• 确定超静定次数，取基本体系
• 建立力法方程
• 做 M i 、MP 图
•
求系数
和自由项Δ
ij
iP
• 解力法方程，求出多余力
• 作内力图（可利用迭加原理）
• 校核
7．用力法计算超静定结构在支座位移和温 度变化时的内力
超静定结构在支座位移和温度变化作 用下，即会产生变形和位移，也会产生内力 和反力。其计算与在荷载作用下的基本相同， 只是其中的自由项是基本结构在支座位移和 温度变化作用下产生的位移，需按照静定结 构相应的位移计算公式和方法来确定。
几何可变体系
几何不变体系
A
C
B
几何常变体系
几何瞬变体系
几何可变体系
联系：链杆、单铰、复铰
W—自由度，m—刚片数，h—单铰数，r—支座链杆数
W = 3m － （２h＋r） 若有复铰，则要换算成单铰。
连接n个刚片的复铰，相当于 (n-1)个单铰。
2 几何不变体系的简单组成规则
三刚片规则:三个刚片通过三个不共线单铰两两相连,
8 对称性及应用
概念：对称结构在对称荷载作用下，其
内力、反力和变形的对称性与荷载的对称 性是一致的
应用：半结构法
原结构
结构力学-
结构力学结构力学是力学的一个分支，研究物体的形状、结构、材料性质等因素对其力学性能的影响，是现代工程学的基础理论之一。
以下是关于结构力学的的详细介绍。
一、结构概述结构是指能够承受外部力学作用，保持稳定形态的一个整体。
从宏观的角度，结构可以分成水平结构、竖直结构、桥梁、隧道等各种形式。
从微观的角度，结构可以分为分子结构、晶体结构等形式。
结构力学主要研究物体的载荷、应变、应力等相关性质以及它们之间的关系。
二、结构的分类根据力学性质，结构可以分为刚性结构和柔性结构两类。
刚性结构是指在外力作用下，结构内部的形状和尺寸保持不变的结构，常常用于桥梁、机车车辆等领域。
柔性结构是指在外力作用下，结构发生形变的一类结构，常常用于帆船、气球、飞机等领域。
三、杆件理论在结构力学中，杆件指的是长度很长、截面形状相似且轴向载荷较大的组件。
杆件理论是对杆件受到应力和应变情况的数学描述。
根据杆件的形态、截面形状和载荷类型的不同，杆件可以分为柱、梁、挑杆、桁架等。
梁：在结构中，梁经常用于承载悬挂式的载荷且跨度较大，例如桥梁。
当梁受到竖直向的负载时，其顶部会产生压应力，而底部会产生拉应力。
当梁受到水平向的负载时，内部会产生剪切应力。
根据受力状态，可以将梁分成两种类型：悬臂梁和简支梁。
其中，悬臂梁是一端支持并在另一端悬挂的梁，而简支梁是在两端都有支持的梁。
柱：柱是一种通常用于承载垂直于其轴线方向的载荷的杆件。
当柱受到挤压的载荷时，表现出的应力是大于拉伸载荷下的应力值的。
同时，越高的柱子越容易扭曲。
挑杆：挑杆是一种长而且细的杆，在多数情况下负载情况将会变得更加复杂。
如果挑杆在一端弯曲，其另外一端也会发生弯曲。
挑杆是一种常见于建筑的构件，如电子塔及气象站。
桁架：桁架是由许多相对较小的杆组成的结构，被运用在建造高层建筑和桥梁上，作为大而高强的构件。
桁架必须要通过分析和设计各种应力↓和挠度的情况来设计，以确保其负荷能够得到承受。
桁架的紧缩元件为棱柱。
结构力学最全知识点梳理及学习方法
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》知识点归纳梳理(最祥版本)
《结构力学》知识点归纳梳理（最祥版本）第一章绪论第一节：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。
第二节结构计算简图一、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）3．支承特性（支座的约束反力性质、杆件连接形式）二、结构计算简图的简化原则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．．．．．．．。
三、结构计算简图的几个简化要点1．实际工程结构的简化：由空间向平面简化2．杆件的简化：以杆件的轴线代替杆件3．结点的简化：杆件之间的连接由理想结点来代替（1）铰结点：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。
不存在结点对杆的转动约束，即由于转动在杆端不会产生力矩，也不会传递力矩，只能传递轴力和剪力，一般用小圆圈表示。
（2）刚结点：结点对与之相连的各杆件的转动有约束作用，转动时各杆间的夹角保持不变，杆端除产生轴力和剪力外，还产生弯矩，同时某杆件上的弯矩也可以通过结点传给其它杆件。
（3）组合结点（半铰）：刚结点与铰结点的组合体。
4.支座的简化：以理想支座代替结构与其支承物（一般是大地）之间的连结（1）可动铰支座：又称活动铰支座、链杆支座、辊轴支座，允许沿支座链杆垂直方向的微小移动。
结构力学必考知识点
KP
yc
EI
图乘法几点说明
• 必须符合以上三个条件
• 与 yc分别取自不同M图，且 yc 只能是直线
M图的竖标 • 图乘法范围必须一致，且每一段图乘范围内，
y c 所在M图只有一条直线
• 若 与 yc 受拉侧相同， yc为正，反之为负
要熟练应用图乘法计算结构的位移，必须牢记一些常用 标准图形的面积和形心位置（如三角形，标准二次抛物 线等），对于非标准图形，可利用迭加原理进行分解。
mBB
mA
mB
P
+
mB Pl/4
M图的迭加不是图形的简单拼凑,而是竖标迭加
2 多跨静定梁 多跨静定梁的组成 基本部分--能独立
附属部分--不能独 承载的部分。 立承载的部分。
多跨静定梁的内力计算：先附后基
3 静定平面刚架
▪ 刚架:若干不共线杆件通过若干刚结点连接，组成的结构
▪ 平面刚架：刚架中的所有杆件和荷载均位于同一平面内
n W
式中，n为结构的超静定次数, W为体系的计算自由度。 （2）去约束法 将多余约束去掉，使原结构转化为静定结构，则所去联系总数， 即为原结构的超静定次数。 （3）框格法 框格法计算超静定次数的公式
n 3m h
式中，m为封闭框格数,h为单铰数
n=3×5-7=8 n=3×7-13=8
3. 力法的基本概念 基本未知量：多余约束力。 基本结构：去掉多余联系后的结构。 基本方程：利用基本结构与原结构变形一致的条件建立的求解 多余约束力的方程，又称为力法的典型方程或简称力法方程。 4. 力法的思路 力法的思路是搭桥法。即：综合考虑结构的平衡条件、物理条 件和位移条件，将超静定结构的计算转化为静定结构的计算。 可见，力法计算实际上是对静定结构进行计算。
结构力学十大关系
简单看，B2的转动刚度大！
在支座转动相同的情况下， 那不是违背刚者弯矩更大的准则了吗？
概念结构力学
这是因为：
概念结构力学
可是：复杂看，B2的转动刚度还是大！
概念结构力学
下面精确计算：
概念结构力学
这是最后的结果！
显然，我关于右上角弯矩0点位臵判断失误。 承认这点，对我而言，确实很痛苦！
概念结构力学
我的地盘我做 主
从属部分内力自相平衡
概念结构力学
荷载作用在主体部分
附属部分不受力
概念结构力学
6. 静定与超静定关系
有多余约束的结构－－叫超静定结构。 超静定总体而言使内力分布更均匀，相应 地，使变形量也相对减少。
一般情况下，只要是能够承受弯矩的地方， 不管距离远近，多少要承担一点，不然不 够意思。
请大家注意：ANSYS 有自己的内外之分，所以，同样的弯矩用不同颜色。
Z X
Y
概念结构力学
解释：对称与反对称的利用，是学习 结构力学的高级技术, 也是上帝管理 地球的美学原则。问题是我们要理解 他的苦心。
概念结构力学
9. 原结构与基本结构 原结构是彼岸，基本结构是渡船。
你是准备租船呢，（结构概念分析） 还是准备造船（位移法） ？ 或者你体力超强，游泳过河？－－力法！
对称结构，反对称荷载或者支座位移 （温度变化）在对称面上只产生剪力。
概念结构力学
？如果地基B有倾斜，先加固哪里？
概念结构力学
B点外侧能想到，那么C点内侧呢
到底是那一种情况呢？我的第一感觉是：正对称情况下 转动困难！因此，应该是M1>M2.
概念结构力学
为什么我认为M1>M2?
同学们：请首先相信你的感觉，保护好你这种简单的直觉；然后用理论知识 检验它。这是结构力学的全部！
结构力学考点归纳总结(最新整理)
结构力学考点归纳总结第一章一、简化的原则1. 结构体系的简化——分解成几个平面结构2. 杆件的简化——其纵向轴线代替。
3. 杆件间连接的简化——结点通常简化为铰结点或刚结点4. 结构与基础间连接的简化结构与基础的连接区简化为支座。
按受力特征,通常简化为:(1)滚轴支座:只约束了竖向位移,允许水平移动和转动。
提供竖向反力。
在计算简图用支杆表示。
(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、各向同性的、完全弹性或弹塑性的6. 荷载的简化——集荷载和分布荷载§1-4 荷载的分类一、按作用时间的久暂荷载可分为恒载和活载二、按荷载的作用范围荷载可分为集荷载和分布荷载三、按荷载作用的性质荷载可分为静力荷载和动力荷载四、按荷载位置的变化荷载可分为固定荷载和移动荷载第二章几何构造分析几何不变体系:体系的位置和形状是不能改变的讨论的前提:不考虑材料的应变2.1.2 运动自由度SS:体系运动时可以独立改变的坐标的数目。
W:W= (各部件自由度总和a )-(全部约束数总和) W=3m-(3g+2h+b)或w=2j-b-r.注意:j与h的区别约束:限制体系运动的装置2.1.4 多余约束和非多余约束不能减少体系自由度的约束叫多余约束。
能够减少体系自由度的约束叫非多余约束。
注意:多余约束与非多余约束是相对的,多余约束一般不是唯一指定的。
2.3.1 二元体法则约束对象:结点 C 与刚片约束条件:不共线的两链杆;瞬变体系§2-4 构造分析方法与例题1. 先从地基开始逐步组装2.4.1 基本分析方法(1)一. 先找第一个不变单元,逐步组装1. 先从地基开始逐步组装2. 先从内部开始,组成几个大刚片后,总组装二. 去除二元体2.4.3 约束等效代换1. 曲(折)链杆等效为直链杆2. 联结两刚片的两链杆等效代换为瞬铰①.分析:1.折链杆AC 与DB 用直杆2、3代替;2.刚片ECD 通过支杆1与地基相连。
结构力学知识点总结大全
一、平面体系的机动分析
1 基本概念
刚片：几何形状不能变化的平面物体 自由度：确定体系位置所需的独立坐标数 约束(联系)：能减少自由度的装置
一根链杆——1个联系 一个单铰——2个联系——2根链杆
几何不变体系：若不考虑变形，荷载下形状 不发生改变的体系
几何常变体系：荷载下形状发生改变的体系 几何瞬变体系：形状发生瞬时改变的体系
▪ 符号规定： N
Q
N M 不规定符号
Q
▪ 作图规定：N图、Q图—绘在杆件的任一侧，但要注明符号 M图—绘在杆件的受拉侧
▪ 刚架弯矩图的绘制
做法:拆成单个杆,求出杆两端的弯矩,按与单跨 梁相同的方法画弯矩图.
分段 定点 连线 迭加原理
▪ 结点规律 m2
m2
0
m m2
m1
m1 m1=m2
m1
m1=m2
• W<0,有多余联系 2、简化
• 去二元体
• r =3,且三根支座链杆不全平 行也不交于同一点，可只考 虑体系本身 • 代换
3、取刚片,并形成扩大刚片,这 些刚片之间必须两两之间存在 足够的联系
4、利用规则得结论
• 二元体
C C
A
B
A
B
可去 二元体 不可去 二元体
二、静定结构的内力计算 1 单跨静定梁
• 非荷载因素的影响
非荷载因素不会使静定结构产生内力和反力。
• 平衡力系的影响
当平衡力系作用于静定结构的某一几何不变部分上时， 只有该部分受力，其它部分不受力。
• 荷载等效变换的影响
在静定结构的某一几何不变部分进行荷载等效变换时，只有该部 分受力状态发生变化，其余部分受力状态保持不变。
结构力学第十章总结
解：答案选A。
EI y 1 l 1.5 l 2 2EI x
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总
结
结构力学
例：矩阵位移法中，结构的原始刚度方程是表示下 列两组量值之间的相互关系：（ ） A．杆端力与结点位移 C．结点力与结点位移 解：答案选C。 例：平面杆件结构用后处理法建立的原始刚度方程 组,（ ） A．可求得全部结点位移 B．可求得可动结点的位移 B．杆端力与结点力 D．结点位移与杆端力
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结
结构力学
对于支座位移等于给定值时，采用“乘大数法”。 设结点位移向量中第 r个位移等于d0，在矩阵K与向量P中， ， 主对角元素krr 改为Gkrr，将Pr改为d0Gkrr，其中G为一 大数通常取108～1010 。
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结
结构力学
2. 先处理法 (1) 集成。将单元刚度矩阵先按边界条件进行处理 , 然后按照单元连接结点的总位移编号将单元刚度矩阵的 元素在结构的刚度矩阵中对号入座，形成总刚后即可进 行求解。上述过程可通过引入定位向量来实现。在单元 定位向量中考虑边界条件，凡给定的结点位移分量，其 位移总码均编为零，与总码编为零相应的行、列元素在 集成总刚时被屏弃在外。 单元定位向量：按单元连接结点编号顺序由结点未 知位移编号组成的向量。
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结
结构力学
表 8-1 一 般 位 移 法 矩 阵 位 移 法 1． 写出各杆的转角位移方程 1．列出各单元的单元刚度矩 阵和单元刚度方程 2．考虑结点和截面平衡建立 2．由各单元刚度矩阵装配总 位移法典型方程 刚度矩阵 3．解方程求结点位移 3．考虑约束条件建立结构刚 度方程并求解
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请大家注意：ANSYS 有自己的内外之分，所以，同样的弯矩用不同颜色。
Z X
Y
概念结构力学
解释：对称与反对称的利用，是学习 结构力学的高级技术, 也是上帝管理 地球的美学原则。问题是我们要理解 他的苦心。
概念结构力学
9. 原结构与基本结构 原结构是彼岸，基本结构是渡船。
你是准备租船呢，（结构概念分析） 还是准备造船（位移法） ？ 或者你体力超强，游泳过河？－－力法！
概念结构力学
刚柔搭配要得当，配合不协调，刚者不能发挥作用
概念结构力学
3. 曲与直
力的自然属性是尽快入土为安。因此，
只要有可能，主要传力路径，就是接地的直杆；
承受剪力的直杆必然有连续的弯曲变形。
概念结构力学
力的最短传递路径
朋友们,再见,我直接 下地狱了
概念结构力学
形式上不对称，实质上对称，因为荷载特殊。
<结构力学>十大关系
---------课程阶段总结
概念结构力学
1. 强与弱的关系
在机制公平条件下，强者承担更多荷载 。
概念结构力学
概念结构力学
解释: 强弱, 指支座约束的强弱. 机制公平, 是指AC与BD线 刚度相同。图中CD线刚度为无穷大. 实际上, CD刚度为任一 值,结论不变。
概念结构力学
所有的方法，显得十分地可笑！ 可是，还是有人倡导这个那个方法，
或不合时宜，或不愿面对现实。
什么方法可以解决C点桡度过大的问题？
概念结构力学
既不是力法；
也不是位移法； 更不是清华大学推崇的混合法。 方法只是工具，不可能帮你建立概念！
概念结构力学
如果觉得C点 桡度太大， 采用那种 设计方式 更有效？
对于1绞；如果上榀框架不存在，应该在
2a/3处，
但是，上榀框架存在，使右边加强，0点
应该左移；
但是，左移不能过梁中点。要解释这点
十分困难。我们尝试一下：
概念结构力学
概念结构力学
对于1绞；如果上榀框架不存在，应该在
2a/3处;
只需要考虑上榀作用，分为两个剪力与两
个弯矩； 两个剪力的作用效果，与底层框架受剪效 果完全一样，说明2a/3处0点弯矩的概念 得到加强。
M BC
1 Pa 4i B 8
解释：杆中的B点，在荷载作用下， 必然有顺时针旋转的趋势，而BA 杆与BD 杆，显然是被迫跟着顺时 间旋转。这样，M(BC)在数值上 必然分解成M（BA）M（BD）的和。
具 体 解 法
概念结构力学
8. 对称与反对称
对称结构，对称荷载或者支座位移（温 度变化），在对称面上不产生剪力；
一次超静定，使全部杆件都受力
概念结构力学
静定与超静定没有鸿沟，当弹簧刚度无穷大，就是固端； 当弹簧刚度为0，就是绞。
概念结构力学
７．主动与被动
在节点弯矩分配这个问题上， 分清主动与被动是必要的， 至于爱情，也就算了。
概念结构力学
概念结构力学
比较结构©和基本结构(a)、(b)的内力
概念结构力学
概念结构力学
10.力法与位移法关系
力法是位移法的根，位移法是力法的果实； 力法有清晰的概念，道理很简单， 但过程不直观，容易将概念淹没在计算之中。
概念结构力学
位移法概念难懂，需要想象力， 但计算方法简单，过程很直观，
容易与结构最终的变形趋势结合，
是一种技术先进的方法。
概念结构力学
力 法
位移位
原结构利用力法和位移法化为不同的基本结构
概念结构力学
概念结构力学
1
LINE STRESS STEP=1 SUB =1 TIME=1 SMISC1 SMISC7 MIN =-668.819 ELEM=240 MAX =239.403 ELEM=15
Y
对前面框架，计算机计算的轴力图。请大家注意，中柱轴力为 0。 Z X
概念结构力学
1
LINE STRESS STEP=1 SUB =1 TIME=1 SMISC6 SMISC12 MIN =-1109 ELEM=1 MAX =1158 ELEM=120
当判断结果与计算结果矛盾的时候， 首先怀疑自己， 其次是怀疑计算机。
概念结构力学
概念结构力学的第二条原则是：
在开始学习概念结构力学之前，所有判断
工具来自结构的变形趋势；
在应用概念结构力学的时候，所有判断工
具，来自基本超静定结构的完整解答。
概念结构力学
对称结构在中间支座的位移下内力对称
因此，这里涉及一个传导机制问题
梁刚度越大，传导水平力的机制越好，支
座B的强，越能够发挥作用；
如果梁刚度越小，传导机制越差，支座强
的能力显现不出来，VA,与VB的差别越小。
这正如。。。
概念结构力学
中央有个好政策，
由于中层干部故意曲解误解，导致下层执
行结果的偏差。
不过要记住，结构力学中的偏差，没有社
哎,公共财政的 阳光何时才能 照到咱们边远 山区
远与近的关系受力图
概念结构力学
荷载离支座虽然很近，但没有反力， 这是因为右半部分为附属结构。
概念结构力学
5. 主从关系
荷载作用在主体部分一定不会传播到从属部分； 反过来，结论恰 好相反。 但有时一个非基本部分，由于其内力能够自相平衡， 所以也不能传播到主体部分。
概念结构力学
显然
结构概念分析， 是面对复杂原结构的 首选方案。 比如：
概念结构力学
这是一个很复杂的框架， 但我们可以借助概念结构力学的方法，近似解决它！
概念结构力学
也许个别节点的弯矩不平衡，但是，要适当调整梁上弯矩0点位臵 （在给定的范围内调），可以解决这个问题。
概念结构力学
绞（反弯点）所在区间估计：
荷载作用在主体部分，谓之近； 荷载作用在附属部分，谓之远。
解释：主体部分－－－－能够自身作为刚片与大地直接 静定或超静定 相连的部分； 附属部分－－－－自身不是刚片，或者是刚片但 不能自身稳定平衡的部分
概念结构力学
荷载离支座的远与近
概念结构力学
概念结构力学
概念结构力学
一对孪生的弯矩图
概念结构力学
1
LINE STRESS STEP=1 SUB =1 TIME=1 M6 M12 MIN =-3.587 ELEM=320 MAX =3.68 ELEM=281
Y Z X
概念结构力学
或许你觉得这个还是太难，或者觉得这个不规矩？
或者你只想坐在岸边，搭乘光波过河？ 所以，彼岸是确定的，
过河的方式
是可以自己选择的。
概念结构力学
原始结构
撤除 多于 约束
基本结构1
基本结构2
基本结构3
概念结构力学
复杂结构由基本结构组成
概念结构力学
解释：如果承认支座的价值就在于承受荷 载，并保持支座处位移为0（或者保持支 座位移为给定值），那么所有的超静定结 构都不过只是多了一些未知反力、并在反 力处有确定位移的静定结构。
概念结构力学
因此，正如静定与超静定没有鸿沟一样,
力法与位移法没有鸿沟.
概念结构力学
我的要求是：
忘掉什么是力法，什么是位移法，
那玩意不重要，是人为了把问题系统化进 行的分类。 我们的面前，没有方法，只有问题！
概念结构力学
记住这样一句话：
人类一思考，上帝就发笑！
概念结构力学
在计算机面前，
加斜撑？ 还是加强上下弦？
条件是材料用量 基本一致。
概念结构力学
概念1：
它基本上就是一个简支梁！ 均布荷载下的简支梁！ 所有关于梁的知识，不会改变！
概念结构力学
比如：
下弦杆全部受拉，且跨中最大； 上弦杆全部受压，且跨中最大。
概念结构力学
概念2：
这是一个对称结构，C点立杆上不会有任
概念结构力学
下面讨论两个弯矩的作用效果
显然，对于左边梁，M1 与M2的作用效果
完全相反； 虽然他们的反弯点在另一个三分点上， 但由于其弯矩数值比较小（弯矩分配系数 小），使真实的弯矩0点，只能使向左偏 移，但没有越过中点的实力。
所以，我们说反弯点在稍微偏右一点的地
方。请ANSYS验证。
概念结构力学
简单看，B2的转动刚度大！
在支座转动相同的情况下， 那不是违背刚者弯矩更大的准则了吗？
概念结构力学
这是因为：
概念结构力学
可是：复杂看，B2的转动刚度还是大！
概念结构力学
下面精确计算：
概念结构力学
这是最后的结果！
显然，我关于右上角弯矩0点位臵判断失误。 承认这点，对我而言，确实很痛苦！
支座绝对没有水平反力
没有可能直接下地！
概念结构力学
连续的弯曲变形
概念结构力学
拱形结构中的直线传力路径
概念结构力学
解释: 曲线是相对直线而言的。 从拱形结构中发现直线， 是判断各个截面受力状态的一种简便方法。 对连续介质力学而言，所有的变形曲线必须分段光滑， 或者整体光滑。
概念结构力学
4. 远与近关系
概念结构力学
概念4：
立杆与弦的交点上，
三个弯矩必然平衡，
两个弯矩必然相等（对两个边立杆）。
上述概念十分重要，但他们不是来自方法。 事实上，我们也不可能用力法位移法计算这样复
杂的题目。
概念结构力学
那么，让我们看看框架弯矩近似计算方法！
概念结构力学
概念结构力学
这是电算成果，与概念分析结构大致一样，细部有差别。
概念结构力学
因此，刚柔是相对的，不是绝对的！
柱与梁比较
当梁柱刚度比不断增大，反弯点不断下移，直到最后稳定在柱子中点。