第一章
绪论
恒载
第一章
绪论
恒载
第一章
绪论
活载
第一章
绪论
活载
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
二、按荷载的作用范围
荷载可分为集中荷载和分布荷载。 荷载的作用面积相对于总面积是微小的， 作用在这个面积上的荷载，可以简化为集中
荷载。
分布作用在一定面积或长度上的荷载，可
简化为分布荷载，如风、雪、自重等荷载。
如果结构的各杆轴线及外力（包括荷载和 反力）均在同一平面内，则称为平面结构，否 则便是空间结构。
实际工程中的结构都是空间结构，不过在 很多情况下可以简化为平面结构或近似分解为 几个平面结构来计算。当然，有些必须作为空 间结构来计算。
第一章
绪论
二、简化内容
1. 结构体系的简化
空间结构 平面结构
第一章
第一章
绪论
三、结构力学的任务
• 结构力学的任务是根据力学原理研究外力和其他外界 因素作用下结构的内力和变形，结构的强度、刚度、 稳定性和动力反应，以及结构的几何组成规律。包括 以下几方面内容： • (1) 讨论结构的组成规律和合理形式，以及结构计算简 图的合理选择； • (2) 讨论结构内力和变形的计算方法，进行结构的强度 和刚度的验算； • (3)讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反 应 • (4)创造新的结构形式，研究建立新的计算理论与方法。
Fx
Fy
第一章
绪论
(3)固定支座
约束杆端 不能移动也不 能转动，有三 个反力分量。 Fx Fy
Fx
Fy
第一章
绪论
第一章
绪论
(4)定向支座
允许杆端沿一定方向自由移动，而沿 其它方向不能移动，也不能转动 F伸缩弹性支座
在承受荷 载的同时，它 本身将产生一 定的弹性变形。
第一章
第一章
基本要求：
绪 论
了解结构力学的基本研究对象、
方法和学科内容。
掌握结构计算简图的概念及几种
简化方法，进一步理解结构体系、结 点、支座的形式和内涵。
理解荷载和结构的分类形式。
第一章
绪论
第一章
绪 论
§1-1 结构力学的研究对象与任务
§1-2 结构计算简图 §1-3 杆件结构的形式与分类 §1-4 荷载的性质与分类
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
返回
第一章
绪论
返回
第一章
绪论
• 结构力学作为力学学科的一个分支，其研究对 象涉及较广，根据所涉及范围，通常将结构力 学分为“狭义结构力学”、“广义结构力学” 和“现代结构力学”。 • 狭义结构力学 其研究对象为由杆件所组成的 体系（即结构 structure）。这种体系能承担 外界荷载作用，并起传力骨架作用。又称为经 典结构力学。 • 广义结构力学 其所研究的对象为可变形的物 体。除可变形杆件组成的体系外，还包括可变 形的连续体(平板、块体、壳体等)。
绪论
国家大剧院
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
§1-2 结构计算简图
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) 一、简化原则：
1）从实际出发——计算简图要反映实际结构的主
要性能。
2）分清主次，略去细节——计算简图要便于计算。
第一章
绪论
二、简化内容
1. 结构体系的简化
按照杆轴线和外力的空间位置，结构可分 为平面结构和空间结构。
第一章
绪论
§1-4 . 荷载的性质与分类
荷载：主动作用于结构的外力 一、按作用时间的久暂
荷载可分为恒载和活载。
恒载是长期作用于结构上的不变荷载，如结构
的自重、安装在结构上的设备重量等，这种荷载的
大小、方向、作用位置是不变的。
活载是建筑物在施工和使用期间可能存在的可 变荷载，如吊车荷载、结构上的人群、风、雪等荷 载。
绪论
三峡大坝
第一章
绪论
印度泰姬陵
第一章
绪论
意大利比萨斜塔
第一章
绪论
法国凯旋门
第一章
绪论
吉隆坡石油双塔
第一章
绪论
桥梁
第一章
绪论
赵州桥
第一章
绪论
青马大桥(主跨1377米）
第一章
绪论
旧金山大桥
第一章
绪论
杨 浦 大 桥
第一章
绪论
南浦大桥
第一章
绪论
北京朝阳门体育馆
第一章
绪论
大跨结构
第一章
弹性力学
板壳、实体结构
第一章
绪论
• 但是，结构力学与理论力学和材料力学不同 的是，结构力学与工程联系更为紧密，其基 本概念、基本理论和基本方法将作为钢筋混 凝土结构、钢结构、地基基础和结构抗震设 计、桥梁、隧道等工程结构课程的基础；结 构力学的分析结果又是各类结构的设计依据。 当前的计算机辅助设计软件，其核心计算部 分的基本理论和方法也都以结构力学作为基 础。
第一章
绪论
荷载的确定，常常是比较复杂的，荷载
规范总结了设计经验和科学研究的成果，供
设计时应用。但在不少情况下，设计者要深
入现场，结合实际情况进行调查研究，才能
对荷载作出合理的确定。
第一章
绪论
三、按荷载作用的性质
荷载可分为静力荷载和动力荷载。 静力荷载的数量、方向和位置不随时间变化或 变化极其缓慢，不使结构产生显著的加速度，因而 可以忽略惯性力的影响。
动力荷载是随时间迅速变化或在短暂时间内突
然作用或消失的荷载，使结构产生显著的加速度。
车辆荷载、风荷载和地震荷载通常在设计中简
化为静力荷载，但在特殊情况下要按动力荷载考虑。
第一章
绪论
四、按荷载位置的变化
荷载可分为固定荷载和移动荷载。 作用位置固定不变的荷载为固定荷载。如风、 雪、结构自重等。
可以在结构上自由移动的荷载称为移动荷载。
如吊车梁上的吊车荷载、公路桥梁上的汽车荷载就
是移动荷载。
非荷载因素作用
第一章
绪论
• 非荷载因素作用也可以使超静定结构 产生内力或位移。 • 非荷载因素作用： • 温度变化 • 支座移动 • 制造误差 • 材料的收缩、混凝土的徐变
第一章
绪论
• 现代结构力学 将工程项目从论证到设计，从 施工到使用期内维护的整个过程作为大系统， 研究大系统中的各种各样力学问题。显然其 研究对象范围更广。 • 根据本课程的特点，本书将以狭义结构力学 为主，适当涉及广义结构力学。
第一章
绪论
二、各力学课程的比较
学科 理论力学 材料力学 结构力学 研究对象 质点、刚体 单根杆件 杆件结构 变形体的强度、刚度 和稳定性 研究任务 物体机械运动的一般 规律
绪论
3.结点的简化
杆件间的连接区通常简化成为三种理想 情况：刚结点 铰结点 半铰结点(组合结点)
（1）铰结点：约束各杆端不能相对移动，但可相 对转动；可以传递力，不能传递力矩。 （2）刚结点：连接各杆端既不能相对移动，又不 能相对转动；既可以传递力，又可传递力矩。 （3）组合结点：是一些杆端为刚结，另一些杆端 为铰结。
绪论
第一章
绪论
2. 支座的简化
支座是支承结构物的装置，它的作用 是限制结构沿某一个或几个方向的运动，并 因此产生相应的约束力（反作用力）
(1)可动铰支座
约束杆端 不能竖向移 动，但可水 平移动和转 动。只有竖 向反力。
Fy
第一章
绪论
(2)固定铰支座
约束杆端不能移动，但可以转动。有两 个互相垂直的反力，或合成为一个合力。
结构力学
-1-
参考书目
• 李廉锟主编, 《结构力学》，上、下册，高等 教育出版社。 • 黄小清、曾庆敦主编，《工程结构力学》，北 京，高等教育出版社，2001 • 龙驭球等编， 《结构力学》上、下册，高等教 育出版社。 • 王焕定主编， 《结构力学》上、下册，高等教 育出版社，2000年
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
第一章
绪论
单铰结点
复铰结点
单刚结点
复刚结点
组合结点
第一章
绪论
4.杆件的简化
杆件用其轴线表示，杆件之间的连接 区用结点表示，杆长用结点间距表示，荷 载作用于轴线上。杆件 杆件的轴线
5.荷载的简化
l
第一章
绪论
例2：
第一章 例3： 单层工业厂房
绪论
取一榀计算，并化为平面体系。
第一章
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ ↓↓↓↓↓
绪论
细石混凝土填充
第一章
绪论
§1-3 杆件结构的形式与分类
实际上是指结构计算简图的分类 一、按计算特点划分 1. 静定结构 2.超静定结构
FAx
FAy
FAx FAy FBy
第一章
绪论
二、按结构形式分 1.梁（一种受弯杆件，其轴线通常 为直线）
第一章
绪论
2.拱（轴线为曲线且在竖向荷载作用 下会产生水平反力）
第一章
绪论
3.桁架（由直杆组成，所有结点均 为铰接点）
第一章
绪论
4.刚架（由直杆组成并具有刚接点）
第一章
绪论
第一章
绪论
5.组合结构（由桁架和梁或刚架组合 在一起的结构，其中含有组合结点）