第一章河海大学结构力学

（2）铰结点---汇交于结点处各杆端不能相对移动但可以相对转动。
（3）组合结点---同时含有刚结点和铰结点的结点。即交于该结点的部 分杆件之间可以相对转动，部分不能相对转动。
4.支座的简化
支座---杆与基础的连接装置，起固定位置和传递荷载至基础的作用。
从支座对结构的约束作用来看，常用的计算简图分为四类：辊轴支座（活动 铰支座）、铰支座（固定铰支座）、定向支座（滑移支座）、固定支座
结构力学 Mechanics of Structure
河海大学
课程概况
河海大学结构力学课程是河海大学的公共核心课 程，承担10多个专业的结构力学教学任务。 与理论力学、材料力学、水力学等其它力学课程 一起建成了三个国家级教学平台：国家工科力学 教学基地、国家级教学团队和国家实验教学示范 中心。 2009年被评为国家级精品课程和国家级双语示范 课程。 2013年入选国家精品资源共享课。
1、按作用时间的久暂分类： 恒载：永久作用。自重、固定设备重量 活载：暂时作用及位置可变。风力、雪重、人群、水压、汽车、临时 设备等。 2、按作用性质分类： 静力荷载：荷载逐渐增加，不致使结构产生显著的冲击或振动，因 而可略去惯性力影响的荷载。如恒载、多数活载。 动力荷载：引起结构显著冲击或振动的荷载，结构产生不可忽视的 加速度。如机械振动、爆炸冲击、地震等。
4.拱---在竖向载荷下产生水平推力的曲杆结构。
5.组合结构---既有受弯杆又有拉压杆的结构。
其它分类：按材料、按结构型式等。
杆件结构可分为：
平面结构---所有杆件与载荷处于同一平面内； 空间结构---杆件与杆件或与荷载处于不同平面。
平面结构
空间结构
二、结构力学的对象和任务
研究对象---杆件结构，这里只讨论平面杆件结构。 研究任务---研究杆件结构在荷载等因素作用下的内力、位移的计算理 论和方法，以及结构的组成规律、受力特点和合理形式，为结构的强 度、刚度、稳定性设计服务。 结构力学与几门力学课程的关系： 理论力学---研究质点和刚体体系的机械运动规律； 材料力学---单个杆件的强度、刚度、稳定性问题； 结构力学---杆件结构的强度、刚度、稳定性问题； 弹性力学---实体结构和板壳结构的强度、刚度、稳定性问题。
http://www.icourses.cn/coursestatic/course_3290.html
教师信息
张健飞
力学与材料学院工程力学系
本部力学楼416
jianfei@hhu.edu.cn
http://www.icourses.cn/coursestatic/course_3290.html
本课程只讨论结构在静力荷载作用下的计算问题。
荷载可能作用于结构表面或体积内，对杆件都可以简化为作用于杆轴线 上的分布力或集中力。
荷载作用范围大大小于杆长时，可以简化为集中力，如车辆轮压等。
计算简图：一种科学的抽象，一个复杂的问题
选取原则 实践经验——前人经验 反复试验 与计算方法和计算工具有关
二.结构分类
一 结构及其类型
人们为了生存和发展建造了大量的各种结构物和建筑物：
建筑物上承载着各种载荷。这里的结构是指建筑物中的承受 荷载的骨架部分，例如
水坝（承受水压力、自重）； 拱支撑渡槽 （承受上部传下的自重）； 房屋框架（承受风载荷、自重、设备重等）。
结构从几何形态的角度可分为三类：
杆件结构--由横截面尺寸远小于长度的杆件组成，如输电塔、大桥、房屋 板壳结构--由厚度远小于其长度和宽度的板和壳组成，也称为薄壁结构， 如楼板，屋 顶，拱坝。 实体结构--由三个方向尺寸相近的块体组成，如重力坝 包含不同的类型构件的结构称混合结构，如杆板混合结构：码头--面板 、纵横梁、桩
简化的内容：影响力学性能的各方面。
1、材料性质的简化：一般假设结构材料为连续、均匀、各向同性、完 全弹性体。 2、杆件的简化：用杆轴线代替杆件； 用杆轴线构成的几何轮廓代替原结构形状和尺寸。
3.结点简化
结点---杆与杆的连接处。根据结构的受力特点和结点的构造所允许各 杆件绕结点转动的情况，在计算中常采用以下两种结点简图：铰结点、 刚结点。 （1）刚结点---汇交于结点处各杆端不能相对移动和转动。
根据结构的计算简图，平面杆件结构通常分为以下几类： 1.梁---通常由水平方向的受弯杆组成。
单跨静定梁
连续梁
多跨静定梁
2.刚架---通常受弯的梁、柱组成，结点主要是刚结点，也 可以是部分铰结点和组合结点。
渡槽支架 多跨多层房屋框架 高架桥支墩
3.桁架---由拉压杆（桁杆）组成，仅结点受载荷。
钢桁架桥 厂房屋顶
（4）滑移支座---支座处杆相对于基础不能转动，不能垂直基础面移动 但可沿基础面移动。支座反力包括一个反力矩和一个垂直于基础面的反 力。
5.结构体系的简化
实际结构多为空间结构，有些情况可简化为平面结构计算 例如： （1）地下输水涵管
（2）厂房结构
（3）拱坝
6.载荷的简化
荷载一般指主动作用于结构之上的外力，如自重、水压力等。 广义荷载：温度变化、支座位移、材料收缩等。
结构力学的地位： 结构力学是一门重要的技术基础课程。掌握结构力学的原理和方法，不 仅可以计算结构的内力、位移等，而且可以对结构的受力性能、优缺点等 问题有深入认识，从而能对工程中有关问题作出正确判断。同时为学习后 续专业课程（钢结构、钢筋混凝土结构等）和力学课程（弹性力学等）提 供必要的力学基础。
三、如何学好结构力学
要注意与先修课程理论力学、材料力学联系； 要注意理论联系实际； 要注意分析方法和解题思路； 要注意多练，认真完成作业，避免盲目性。
§1-2 杆件结构的计算简图和分类
一、结构的计算简图 结构的计算简图---实际结构经简化供力学计算用的图形 （理想模型） ，即力学计算模型。
反映实际受力性能 ，以使计算结果可靠、准确 选取原则 抓住主要矛盾，忽略次要因素，力求计算简便
（1）辊轴支座---支座处杆相对于基础可以转动，沿基础面移动但不能 在垂直于基础方向移动。支座反力通过铰中心并与基础面垂直。 （2）铰支座---支座处杆相对于基础只可以转动，不能移动。支座反力 通过铰中心，大小、方向未知，可分解为两个确定方向的未知分反力。
Fy
辊轴支座简图
Fx Fy 铰支座简图
（3）固定支座---支座处杆相对基础既不能转动，也不能移动。支座反力 包括一个反力矩和水平和竖向的两个分反力。
参考书
《结构力学教程》，龙驭球、包世华 ，高 等教育出版社 《结构力学》，朱慈勉，高等教育出版社 《结构力学》，王焕定、章梓茂、景瑞 ， 高等教育出版社 《结构力学》，王焕定，清华大学出版社
第一章 绪论
§1-1 结构力学的研究对象
§1-2 杆件的计算ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ图和分类
§1-1 结构力学的研究对象和任务