结构力学绪论

河北理工大学轻工学院

结构力学StructuralMechanics统称为工程结构，简称为结构。第一章结构力学总论§1.1结构力学的研究对象和任务一、结构力学的研究对象—结构1、结构—建筑物或构筑物中支承荷载而起骨架作用的部分。

房屋建筑—建筑结构桥梁—桥梁结构水利工程—水工结构

……

结构举例：教学大楼、长江大桥、水坝、水塔……2、结构的分类（1）按结构构件的几何特征：杆件结构、薄壁结构、实体结构。（2）按建造结构的材料：钢结构、钢筋混凝土结构、木结构等。（3）按结构和荷载的空间特征：空间结构、平面结构。研究结构的力学性能的学科称为结构力学，但通常所说的结构力学以杆件结构为研究对象，也称杆件结构力学。三峡大坝南京长江大桥

世界上最早的石拱桥，建于公元605年前后，全长50.82米，净跨37.02米，拱高7.23米，距今已有1400多年，仍完好无损！世界建筑TOP10+1No.1台北101大厦508米高101层中国台北世界建筑TOP10+1No.2双子塔452米高88层吉隆坡世界建筑TOP10+1

No.3西尔斯大厦442米高110层芝加哥世界建筑TOP10+1

No.4金贸大厦

421米高88层上海世界建筑TOP10+1

No.5

国际金融中心（二期）

420米高

90层香港世界建筑TOP10+1

No.6中信广场

391米高

80层广州世界建筑TOP10+1

No.7地王大厦384米高

69层深圳世界建筑TOP10+1

No.8帝国大厦

381米高102层纽约世界建筑TOP10+1

No.9

中环广场374米高

78层香港世界建筑TOP10+1

No.10中银大厦367米高72层香港世界建筑TOP10+1

“玻璃人行天桥”从大峡谷南端的飞鹰峰延伸出来约21米距离谷底1219米二、结构力学课程的任务

——研究杆件结构的组成规律，以及结构在外因作用下的强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方法。一般包括4个方面：1、研究组成规律与合理形式,保证结构组成合理，能够承担荷载并保持平衡；2、研究结构内力与变形的计算原理和计算方法—强度和刚度,本课重要内容；3、研究结构的整体稳定和动力荷载作用下的计算原理和计算方法；4、了解各类结构的受力性能和特点，选取合理的结构类型，以利结构设计。从解决工程实际问题的角度看结构力学的内容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。§1-1结构力学的研究对象和任务三、结构力学与其它课程的关系

理论力学—研究物体机械运动的一般规律，即力学中最普遍、最基本的规律。

材料力学—以单个杆件为主要对象

结构力学—以杆件结构为主要对象

弹塑性力学—以板、壳和实体结构为主要对象任务：强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方法。§1-1结构力学的研究对象和任务四、结构力学在专业培养中的作用

—土木工程专业重要的专业基础课。先行课：数学、理论力学、材料力学；后续课：弹性力学、塑性力学以及专业课。能力培养：分析能力、计算能力、自学能力、表达能力、解决工程实际 问题的能力本课特点：实践性强、灵活性大、理论与实践并重§1-2结构的计算简图一、计算简图概念1、计算简图：分析计算结构时用于代替实际结构的计算模型。2、选取计算简图的必要性和可能性（举例说明）

必要性：不简化常使分析计算不可能；

可能性：使分析计算简单而结果又能反映实际。3、选取计算简图的原则

计算简单—略去次要因素；

反映实际—保留主要因素，能反映结构的主要力学性能。须要考虑的其他因素（举例说明） （1）结构的重要性—重要、一般、临时建筑 （2）不同设计阶段的要求—初步设计、施工图设计 （3）问题的性质和难易程度—静力、动力，复杂结构 （4）计算手段和工具—手算：计算尺、计算器；电算：计算机（…）※——计算简图的选取不仅需要力学知识,还需要有丰富的实际经验和工程结构知识。§1-2结构的计算简图二、平面杆件结构的计算简图1、结构体系的简化空间平面？2、杆件的简化以杆件的轴线代表杆件：直杆和曲杆(1)铰结点(2)刚结点3.结点的简化(3)组合结点4.支座的简化(1)铰支座(2)滚轴支座(3)固定支座YXYYXM（4）定向支座MY（5）弹性支座绪论支座定义：把结构与基础联结起来的装置。（1）铰支座（固定铰支座）：力作用点在铰中心，方向大小均未知。（2）可动铰支座（辊轴支座）：力作用点在铰中心，方向向上，大小未知。（3）固定支座（固定端支座）：力作用点、方向、大小均未知。AVAAMAVAHAAVAHA绪论4、荷载的简化（1）体荷载：折算为作用于杆轴、沿杆轴线分布的线荷载。例如自重。（2）面荷载：折算为作用于杆轴的集中荷载或线荷载。例如风压、雪压、设备重等。5、结构简化举例单层工业厂房：（4）定向支座（滑动支座）：力作用点、方向、大小均未知。AMAVAMAHAA绪论厂房排架桁架吊车梁绪论1、静定结构3、几何可变体系2、超静定结构4、毕业答辩中提出的问题o2o3o15.材料性质的简化

将结构材料视为连续、均匀、各向同性，理想的线形弹性体。6.荷载的简化

荷载—作用在结构上的主动外力。自重、水压力、风力等。

广义荷载—温度变化、支座移动、材料收缩、制造误差等。分类：（1）按荷载分布特征：集中荷载与分布