结构力学绪论(李廉锟)
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三堆子金沙江大桥，单跨192米 在结点荷载作用下，各杆发生沿轴线方向伸长或缩短为主的变形， 并产生以轴力为主的内力。因此，桁架杆又称二力杆。
⑸ 组合结构：
由桁架和梁或桁架和刚架等组合在一起的结构。
杆件结构的分类：
1.梁
2.桁架
3.拱
4.刚架
5.组合结构
平面结构和空间结构
RA
RB
§1.6 结构力学的学习方法 (1) 与其它课程的关系
各力学课程的比较：
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
研究任务 物体机械运动的一般规律
变形体的强度、刚度 和稳定性
§1—2 荷载的分类
1.荷载：作用在结构上的主动力。 如：自重、荷重、风载、雪载……等。
2.荷载的分类
恒载(长期且不变), 如自重、土压力等。 按作用时间久暂
对高数、理力、材力根据个人实际情况进行必要的 复习，并在运用中得到巩固和提高。
(2) 理论联系实际
从解决工程实际问题的角度来看，分三部分：
1）实际结构简化为计算简图 2）研究各种计算简图的计算方法 3）将计算结果运用于实际结构的设计和施工
第二部分占比重大，第一、三部分是重要环节
(3) 注意分析问题的方法与解题思路 掌握基本原理，解体思路，计算方法的适用
❖ 1088米
万县长江大桥
桥梁
赵州桥
青马大桥
旧金山大桥
高层建筑
荷兰拦海大坝
长江三峡工程
上海南浦大桥
现代桥梁欣赏
现代桥梁欣赏
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。
中国民航飞机
卫星飞行器
Байду номын сангаас 高速列车
二、结构分类
1. 杆系结构
——杆件长度l远大于横截面尺寸b、h。
按内力是否静定分： 静定结构——全部反力和内力都可由静力平衡条件确定。
超静定结构——只靠平衡条件不能确定全部反力和 内力，必须考虑变形条件才能确定。
2. 结构力学的基本任务（强、刚、稳）
1）结构组成规律； 2）计算结构内力和变形； 3）研究结构稳定性和动力反应。
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。
应用：利用结构的对称性，取一半结构计算时、机动 法作影响线时应用，实际结构不常见。
排架的立柱与基础联结如图：
材料1、2若用细石砼， 简化为固定支座。 材料1 用细石砼，2用沥青麻丝 ，简化为固定铰支座。
1.杆件之间的联结——结 点
⑴ 铰结点
铰结点所连各杆杆端可做相对转动，但不能相对移动。 铰结点不传递力矩，但传递力。
§1—4 支座和结点的类型
支座——把结构与基础联系起来的装置。传递荷载，固定结
构的位置。
1.支座的类型： ⑴活动铰支座
A FAy
被支承物可绕铰链的铰转动，也可沿支承物的支承平面 方向移动。活动铰支座对被支承物产生过铰且垂直与支承平面 的反力。
（a）
辊轴支座
摇轴支座
⑵固定铰支座
A FAx
FAy
被支承端相对支承物只能转动，不能移动。 铰支座对被支承物产生反力，由于该反力大小、方 向均待求，一般分解为相互垂直的两个分力。
第一章 绪论
第一章 绪论
§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支座和结点的类型 §1-5 结构的分类
第一章 绪 论
§1—1 结构力学的研究对象和任务
1. 结构——建筑物、构筑物中承受、传递荷载并起骨 架作用的部分。
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
三大结构形式
(b)壳体结构
(a)杆系结构
(c)实体结构
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。
万里长城
天安门城楼
国家大剧院
三峡大坝
印度泰姬陵
意大利比萨斜塔
凯旋门
埃菲尔铁塔
吉隆坡石油双塔
世界第一悬索桥——日本明石海峡大桥
活载(暂时且可变)，如车辆、人群、风、雪等。
固定荷载(位置不变)，恒载及某些活载，风雪 按作用位置是否变化
移动荷载(位置可变)，如：车辆、吊车。
静力荷载(荷载的大小、方向和位置不随时间变
按动力效应大小
化或变化很缓慢—动力效应小)。
动力荷载(动力效应大—冲击荷载、风及地震产
生的随机荷载等)。
§1—3 结构的计算简图
⑵ 刚结点
A1
A
各杆端既不能做相对转动，也不能做相对移动。 刚结点可传递力矩 ,也可传递力。
计 算 简 图 示 意
§1—5 结构的分类
杆系结构按受力和变形的特征分为:
⑴梁：一种受弯杆件，轴线通常为直线，支座没有
水平反力。梁又分为单跨梁和多跨梁。
内力以弯矩、剪力 为主。
大田菁特大桥长1207米
钢结构梁、柱
埃菲尔铁塔
2. 板壳结构 ——厚度远小于其长度与宽度的结构
悉尼歌剧院
大礼堂
3. 实体结构 ——长、宽、高三个尺寸相近的结构
大坝
按杆轴线与外力的空间位置分 (1) 平面结构
各杆轴线、外力均在同一平面内
(2) 空间结构
各杆轴线、外力均不在同一平面内
结构力学的研究对象系指由杆件组成的平面杆系结构。
⑶ 固定支座
A
FAx A MA FAy
A
被支承物相对支承物既不能有转动，也不能有移动。 固定支座对被支承物产生过支承点的两个相互垂直的反力分量 和一个反力矩。
(4)滑动支座(也称定向支座、平行双链杆座）
A
A MA
FAy 结构在支承处不能转动，不能沿垂直于支承面的方向移动， 但可沿支承面方向滑动。
范围。
(4) 多练、完成作业
做题练习，是学习结力的重要环节，不做一 定数量的习题很难掌握概念、原理和方法。
⑵拱：轴线为曲线且在竖向荷载作用下产生水平反力，
其弯矩比相应梁的弯矩为小。
一线天大石拱桥，拱跨54米
380公斤炸药炸不垮 被誉“桥刚强”
⑶刚架： 由直杆组成并具有刚结点。
各杆以弯曲变形为主，并应同时考虑弯矩、剪力 和轴力三个内力分量。
⑷桁架：由直杆组成，但所有结点均为铰结点， 在集中结点荷载作用下，各杆只产生轴力。 ：
计算简图: 实际结构的抽象，也称力学建模 简化原则——符合实际，尽量简单
简化的内容
1.杆件的简化; 2.荷载的简化； 3.支座和结点的简化。
例如:
F q
杆件简化：用轴线代替了杆件。
荷载简化：重物——看作集中荷载。 自重——看作均布荷载。
支座简化：考虑到支承面有摩擦，梁不能左右移动， 但受热膨胀时可伸长，将一端视为固定铰支座，另一 端视为活动铰支座。
大桥全长3910m，主跨1991m。在主缆施工中，首次利用 直升飞机架设引导索。建设期间，在1995年1月17日遇到 阪神大地震，大桥经受住了考验，不影响继续建设。
江阴长江公路大桥是20世纪“中国第一、世界第四” 大钢箱梁悬索桥 ，大桥全长3071米，主跨1385米 。总 投资36．25亿元
多多罗桥目前是世界上最大跨径 （890M)的斜拉桥
⑸ 组合结构：
由桁架和梁或桁架和刚架等组合在一起的结构。
杆件结构的分类：
1.梁
2.桁架
3.拱
4.刚架
5.组合结构
平面结构和空间结构
RA
RB
§1.6 结构力学的学习方法 (1) 与其它课程的关系
各力学课程的比较：
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
研究任务 物体机械运动的一般规律
变形体的强度、刚度 和稳定性
§1—2 荷载的分类
1.荷载：作用在结构上的主动力。 如：自重、荷重、风载、雪载……等。
2.荷载的分类
恒载(长期且不变), 如自重、土压力等。 按作用时间久暂
对高数、理力、材力根据个人实际情况进行必要的 复习，并在运用中得到巩固和提高。
(2) 理论联系实际
从解决工程实际问题的角度来看，分三部分：
1）实际结构简化为计算简图 2）研究各种计算简图的计算方法 3）将计算结果运用于实际结构的设计和施工
第二部分占比重大，第一、三部分是重要环节
(3) 注意分析问题的方法与解题思路 掌握基本原理，解体思路，计算方法的适用
❖ 1088米
万县长江大桥
桥梁
赵州桥
青马大桥
旧金山大桥
高层建筑
荷兰拦海大坝
长江三峡工程
上海南浦大桥
现代桥梁欣赏
现代桥梁欣赏
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。
中国民航飞机
卫星飞行器
Байду номын сангаас 高速列车
二、结构分类
1. 杆系结构
——杆件长度l远大于横截面尺寸b、h。
按内力是否静定分： 静定结构——全部反力和内力都可由静力平衡条件确定。
超静定结构——只靠平衡条件不能确定全部反力和 内力，必须考虑变形条件才能确定。
2. 结构力学的基本任务（强、刚、稳）
1）结构组成规律； 2）计算结构内力和变形； 3）研究结构稳定性和动力反应。
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。
应用：利用结构的对称性，取一半结构计算时、机动 法作影响线时应用，实际结构不常见。
排架的立柱与基础联结如图：
材料1、2若用细石砼， 简化为固定支座。 材料1 用细石砼，2用沥青麻丝 ，简化为固定铰支座。
1.杆件之间的联结——结 点
⑴ 铰结点
铰结点所连各杆杆端可做相对转动，但不能相对移动。 铰结点不传递力矩，但传递力。
§1—4 支座和结点的类型
支座——把结构与基础联系起来的装置。传递荷载，固定结
构的位置。
1.支座的类型： ⑴活动铰支座
A FAy
被支承物可绕铰链的铰转动，也可沿支承物的支承平面 方向移动。活动铰支座对被支承物产生过铰且垂直与支承平面 的反力。
（a）
辊轴支座
摇轴支座
⑵固定铰支座
A FAx
FAy
被支承端相对支承物只能转动，不能移动。 铰支座对被支承物产生反力，由于该反力大小、方 向均待求，一般分解为相互垂直的两个分力。
第一章 绪论
第一章 绪论
§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支座和结点的类型 §1-5 结构的分类
第一章 绪 论
§1—1 结构力学的研究对象和任务
1. 结构——建筑物、构筑物中承受、传递荷载并起骨 架作用的部分。
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
三大结构形式
(b)壳体结构
(a)杆系结构
(c)实体结构
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。
万里长城
天安门城楼
国家大剧院
三峡大坝
印度泰姬陵
意大利比萨斜塔
凯旋门
埃菲尔铁塔
吉隆坡石油双塔
世界第一悬索桥——日本明石海峡大桥
活载(暂时且可变)，如车辆、人群、风、雪等。
固定荷载(位置不变)，恒载及某些活载，风雪 按作用位置是否变化
移动荷载(位置可变)，如：车辆、吊车。
静力荷载(荷载的大小、方向和位置不随时间变
按动力效应大小
化或变化很缓慢—动力效应小)。
动力荷载(动力效应大—冲击荷载、风及地震产
生的随机荷载等)。
§1—3 结构的计算简图
⑵ 刚结点
A1
A
各杆端既不能做相对转动，也不能做相对移动。 刚结点可传递力矩 ,也可传递力。
计 算 简 图 示 意
§1—5 结构的分类
杆系结构按受力和变形的特征分为:
⑴梁：一种受弯杆件，轴线通常为直线，支座没有
水平反力。梁又分为单跨梁和多跨梁。
内力以弯矩、剪力 为主。
大田菁特大桥长1207米
钢结构梁、柱
埃菲尔铁塔
2. 板壳结构 ——厚度远小于其长度与宽度的结构
悉尼歌剧院
大礼堂
3. 实体结构 ——长、宽、高三个尺寸相近的结构
大坝
按杆轴线与外力的空间位置分 (1) 平面结构
各杆轴线、外力均在同一平面内
(2) 空间结构
各杆轴线、外力均不在同一平面内
结构力学的研究对象系指由杆件组成的平面杆系结构。
⑶ 固定支座
A
FAx A MA FAy
A
被支承物相对支承物既不能有转动，也不能有移动。 固定支座对被支承物产生过支承点的两个相互垂直的反力分量 和一个反力矩。
(4)滑动支座(也称定向支座、平行双链杆座）
A
A MA
FAy 结构在支承处不能转动，不能沿垂直于支承面的方向移动， 但可沿支承面方向滑动。
范围。
(4) 多练、完成作业
做题练习，是学习结力的重要环节，不做一 定数量的习题很难掌握概念、原理和方法。
⑵拱：轴线为曲线且在竖向荷载作用下产生水平反力，
其弯矩比相应梁的弯矩为小。
一线天大石拱桥，拱跨54米
380公斤炸药炸不垮 被誉“桥刚强”
⑶刚架： 由直杆组成并具有刚结点。
各杆以弯曲变形为主，并应同时考虑弯矩、剪力 和轴力三个内力分量。
⑷桁架：由直杆组成，但所有结点均为铰结点， 在集中结点荷载作用下，各杆只产生轴力。 ：
计算简图: 实际结构的抽象，也称力学建模 简化原则——符合实际，尽量简单
简化的内容
1.杆件的简化; 2.荷载的简化； 3.支座和结点的简化。
例如:
F q
杆件简化：用轴线代替了杆件。
荷载简化：重物——看作集中荷载。 自重——看作均布荷载。
支座简化：考虑到支承面有摩擦，梁不能左右移动， 但受热膨胀时可伸长，将一端视为固定铰支座，另一 端视为活动铰支座。
大桥全长3910m，主跨1991m。在主缆施工中，首次利用 直升飞机架设引导索。建设期间，在1995年1月17日遇到 阪神大地震，大桥经受住了考验，不影响继续建设。
江阴长江公路大桥是20世纪“中国第一、世界第四” 大钢箱梁悬索桥 ，大桥全长3071米，主跨1385米 。总 投资36．25亿元
多多罗桥目前是世界上最大跨径 （890M)的斜拉桥