4. 能进行杆件结构的分类，了解每种结构的特点。
情景二 杠杆结构的分类 项目表述
如图 1 – 19 所示一公路桥，分析结构特点，绘制它的计算简图。
情景二 杠杆结构的分类 学习进程
情景二 杠杆结构的分类
知识链接 1．刚体、变形固体及其基本假设
刚体，它是一种理想的力学模型。 当分析强度、刚度和稳定性问 题时，变形成为一个主要的因素，此时应该将物体抽象为变形固体 这一理想的力学模型。
杆件用其轴线（各截面形心的连线）表示，如图 1 – 5 所示。直杆简化为 直线，曲杆简化为曲线，折杆简化为折线。
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图1-5
情景一 结构的计算简图
知识链接 （4）结点的简化
① 铰结点。铰结点的约束特征是其所连各杆杆端可绕该结点相对转动，但不能 相对移动，即结点处各杆之间的夹角可以改变。因此，铰结点只产生杆端剪力 和轴力，而不产生弯矩，用小圆表示，如图 1 – 6 所示。
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（1）体系的简化 一般结构实际上都是空间结构，各部分相互连接成为一个空间整体，以承
受各个方向可能出现的荷载。但在多数情况下，常可以忽略一些次要的空间约 束而将实际结构分解为平面结构，使计算得以简化。 （2）荷载的简化
作用在结构上的荷载根据作用范围大小通常简化为集中荷载和均布荷载， 荷载的作用点在杆件的轴线上。 （3）杆件的简化
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结构力学的主要任务是： ① 研究结构的组成规律和合理形式。 ② 研究结构在荷载等因素作用下的内力和变形的计算，进
行结构强度和刚度的验算。 ③ 研究结构的稳定性计算，以及动荷载作用下结构的反应
。
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知识链接 3. 结构的计算简图
工程中的实际结构都较复杂，完全按实际结构计算是不可能的，也是不必 要的。因此需要利用力学知识、结构知识和工程实践经验，经过科学地抽象， 体现反映实际受力、变形等规律的主要因素，忽略次要因素，将其合理简化为 “力学建模”，得到便于力学分析和计算的结构计算简图。 结构的简化原则是： ① 反映实际结构的主要性能，保证设计上需要的足够精度。 ② 使计算尽可能简单。
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为了研究问题的方便，我们对变形固体作如下假设： ① 连续性假设，即认为构成变形固体的物质无空隙地充满了固体所 占的几何空间。 ② 均匀性假设，即认为变形固体内部各点处的力学性能完全相同。 ③ 各向同性假设，即认为变形固体在任意一点处沿各个方向都具有 相同的力学性能。
情景一 结构的计算简图
项目实施
案例 1 – 2 桁架结点计算简图的绘制。
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能力拓展
案例 1 – 3 图 1 – 18a 为装配式单层工业厂房，试绘制该横向平面单元的计算 简图。
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情景二 杠杆结构的分类
学习能力目标
1. 掌握刚体和变形固体的概念。 2. 知道变形固体的基本假设。 3. 能描述杆件的四种基本变形形式。
图1-2
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（2）薄壁板壳结构 由薄板（图 1 – 3a）或薄壳（图 1 – 3b）组成的结构称为薄壁板壳结构。薄
壁板壳结构的几何特征是它的厚度远小于另两个方向尺寸。例如楼板、屋盖、 薄膜结构等。
图1-3
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（3）实体结构 长、宽、高三个方向的尺寸为同一量级的结构称为实体结构。例如桥墩、桥台 、挡土墙、 重力坝等（图 1 – 4）。
项目表述
如图 1 – 1 所示，一根横梁两端支承于砖柱上，上面放一重物，考虑梁的自 重，试绘制此结构的计算简图。
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1．结构及其分类 结构按其几何特征可分为三大类：
（1）杆件结构 由杆件组成的结构称为杆件结构。杆件的几何特征是它的截面尺寸远小于长 度。梁（图 1 -2a）、刚架（图 1 – 2b）、桁架（图 1 – 2c）都是杆件结构。
图1-4
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2．研究对象和任务 结构力学的研究对象是杆件结构，研究它的强度、刚度、稳定性和合理组成的 科学。
强度——构件抵抗破坏的能力。 稳定性——构件保持直线平衡状态不变的能力。 合理组成——几何组成合理，构造稳定。 刚度——构件抵抗变形的能力。
情景一 结构的计Biblioteka 简图项目一 建立结构的力学计算模型
子项目一 结构力学的研究对象和任务
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学习能力目标
1. 能叙述结构力学的研究对象、研究内容及任务。 2. 会解释结构、强度、刚度、稳定性和合理组成的概念。 3. 能对结构进行分类。 4. 能够对工程结构进行简化并绘制其计算简图。
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知识链接 （4）结点的简化
③ 组合结点。若同一结点上，一部分杆间相互刚结，另一部分相互铰结，则称 为组合结点或半铰结点。如图 1 – 8b 所示结点 A 为组合结点，杆 AB 和 AC 刚 结，杆 AD 与它们铰结。
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（5）支座的简化 ① 可动铰支座。
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（5）支座的简化 ② 固定铰支座。
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（5）支座的简化 ③固定支座
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（5）支座的简化 ④定向滑动支座
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项目实施
案例 1 – 1 如图 1 – 16a 所示一根横梁两端支承于砖柱上，上面放一重物，考 虑梁的自重， 试绘制此结构的计算简图。
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知识链接 （4）结点的简化
② 刚结点。刚结点的约束特征是其所连接的各杆端既不能产生相对转动，也不 能产生相对位移，即各杆在结点处的夹角变形后保持不变，受荷载作用后各杆 的杆端旋转同一角度，杆端除了产生轴力和剪力之外，还会产生弯矩，如图 1 – 7 所示。
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结构力学的研究对象是杆件结构，变形主要是杆件发生在弹性变 形范围之内的小变形。小变形是指构件的变形量远小于其原始尺寸 的变形。因而在研究构件的平衡和运动时，可忽略变形量，仍按原 始尺寸进行计算。
情景二 杠杆结构的分类
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如图 1 – 20 所示，计算固定端 A 的反力偶矩时，虽然因梁的弯曲引 起了力作用点 B 的水平位移 Δ，但力 F 到 A 点的力臂仍可用原长 l 表示。