第一篇：結(jié)構(gòu)力學(xué)讀書報告

姓名：圖爾蓀江·斯拉吉 學(xué)號：1083310402

理論力學(xué)、材料力學(xué)以及結(jié)構(gòu)力學(xué)的關(guān)系

摘要 通過學(xué)習(xí)一個學(xué)期的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程對結(jié)構(gòu)力學(xué)分析及計算有了一定的基礎(chǔ)。為了更好的鞏固對結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識，全面加強力學(xué)計算的能力進而為了準確計算實際工程中遇到的各種問題我覺得很有必要認識清楚結(jié)構(gòu)力學(xué)、理論力學(xué)以及材料力學(xué)的聯(lián)系及區(qū)別。

引言 為了深刻認識三大力學(xué)之間的關(guān)系先要對各個力學(xué)的基本意義、研究方向、研究任務(wù)、發(fā)展簡史及現(xiàn)在工程應(yīng)用當(dāng)中的不可忽視的作用進行進一步研究

正文

一，三大力學(xué)的基本定義：

理論力學(xué)：理論力學(xué)是機械運動及物體間相互機械作用的一般規(guī)律的學(xué)科，也稱經(jīng)典力學(xué)。是力學(xué)的一部分，也是大部分工程技術(shù)科學(xué)理論力學(xué)的基礎(chǔ)。其理論基礎(chǔ)是牛頓運動定律，故又稱牛頓力學(xué)。20世紀初建立起來的量子力學(xué)和相對論，表明牛頓力學(xué)所表述的是相對論力學(xué)在物體速度遠小于光速時的極限情況，也是量子力學(xué)在量子數(shù)為無限大時的極限情況。對于速度遠小于光速的宏觀物體的運動，包括超音速噴氣飛機及宇宙飛行器的運動，都可以用經(jīng)典力學(xué)進行分析。

材料力學(xué)：研究材料在各種外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變、應(yīng)力、強度、剛度和導(dǎo)致各種材料破壞的極限。材料力學(xué)是所有工科學(xué)生必修的學(xué)科，是設(shè)計工業(yè)設(shè)施必須掌握的知識。學(xué)習(xí)材料力學(xué)一般要求學(xué)生先修高等數(shù)學(xué)和理論力學(xué)。

結(jié)構(gòu)力學(xué)：結(jié)構(gòu)力學(xué)是固體力學(xué)的一個分支，它主要研究工程結(jié)構(gòu)受力和傳力的規(guī)律，以及如何進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的學(xué)科。所謂工程結(jié)構(gòu)是指能夠承受和傳遞外載荷的系統(tǒng)，包括桿、板、殼以及它們的組合體，如飛機機身和機翼、橋梁、屋架和承力墻等。

二，研究方向：

理論力學(xué)：理論力學(xué)主要研究剛體系的平衡條件和運動的基本規(guī)律。它的研究對象是剛體，與物體形變無關(guān)，主要是單純的力與力，力與物體之間的關(guān)系，是承上啟下的一門力學(xué)基礎(chǔ)課。同時理論力學(xué)是一門理論性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程專業(yè)中許多課程均以理論力學(xué)為基礎(chǔ)。理論力學(xué)遵循正確的認識規(guī)律進行研究和發(fā)展。人們通過觀察生活和生產(chǎn)實踐中的各種現(xiàn)象，進行多次的科學(xué)試驗，經(jīng)過分析、綜合和歸納，總結(jié)出力學(xué)的最基本的理論規(guī)律。

材料力學(xué)：材料力學(xué)主要是研究單個材料的力學(xué)性能，形變與力的關(guān)系。它主要研究單根桿件的強度、剛度、和穩(wěn)定性。

結(jié)構(gòu)力學(xué):結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象主要是桿件結(jié)構(gòu)。三，研究任務(wù)

理論力學(xué)：理論力學(xué)是研究物體機械運動一般規(guī)律的科學(xué)。理論力學(xué)所研究的對象（即所采用的力學(xué)模型）為質(zhì)點或質(zhì)點系時，稱為質(zhì)點力學(xué)或質(zhì)點系力學(xué)；如為剛體時，稱為剛體力學(xué)。因所研究問題的不同，理論力學(xué)又可分為靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)三部分。

靜力學(xué)研究物體在力作用下處于平衡的規(guī)律。運動學(xué)研究物體運動的幾何性質(zhì)。動力學(xué)研究物體在力作用下的運動規(guī)律。

理論力學(xué)的重要分支有振動理論、運動穩(wěn)定性理論、陀螺儀理論、變質(zhì)量體力學(xué)、剛體系統(tǒng)動力學(xué)、自動控制理論等。這些內(nèi)容，有時總稱為一般力學(xué)。

理論力學(xué)與許多技術(shù)學(xué)科直接有關(guān)，如水力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、機器與機構(gòu)理論、外彈道學(xué)、飛行力學(xué)等，是這些學(xué)科的基礎(chǔ)。

材料力學(xué)：研究材料在外力作用下破壞的規(guī)律、為受力構(gòu)件提供強度，剛度和穩(wěn)定性計算的理論基礎(chǔ)條件、解決結(jié)構(gòu)設(shè)計安全可靠與經(jīng)濟合理的矛盾。材料力學(xué)基本假設(shè)1 連續(xù)性假設(shè)——組成固體的物質(zhì)內(nèi)毫無空隙地充滿了固體的體積。2均勻性假設(shè)－－在固體內(nèi)任何部分力學(xué)性能完全一樣3 各向同性假設(shè)——材料沿各個不同方向力學(xué)性能均相同4 小變形假設(shè)——變形遠小于構(gòu)件尺寸，便于用變形前的尺寸和幾何形狀進行計算研究內(nèi)容在人們運用材料進行建筑、工業(yè)生產(chǎn)的過程中，需要對材料的實際承受能力和內(nèi)部變化進行研究，這就催生了材料力學(xué)。運用材料力學(xué)知識可以分析材料的強度、剛度和穩(wěn)定性。材料力學(xué)還用于機械設(shè)計使材料在相同的強度下可以減少材料用量，優(yōu)化機構(gòu)設(shè)計，以達到降低成本、減輕重量等目的。在材料力學(xué)中，將研究對象被看作均勻、連續(xù)且具有各向同性的線性彈性物體。但在實際研究中不可能會有符合這些條件的材料，所以須要各種理論與實際方法對材料進行實驗比較。材料在機構(gòu)中會受到拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)及其組合等變形。根據(jù)胡克定律，在彈性限度內(nèi)，物體的應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系。

結(jié)構(gòu)力學(xué)：研究在工程結(jié)構(gòu)在外載荷作用下的應(yīng)力、應(yīng)變和位移等的規(guī)律；分析不同形式和不同材料的工程結(jié)構(gòu)，為工程設(shè)計提供分析方法和計算公式；確定工程結(jié)構(gòu)承受和傳遞外力的能力；研究和發(fā)展新型工程結(jié)構(gòu)。

觀察自然界中的天然結(jié)構(gòu)，如植物的根、莖和葉，動物的骨骼，蛋類的外殼，可以發(fā)現(xiàn)它們的強度和剛度不僅與材料有關(guān)，而且和它們的造型有密切的關(guān)系，很多工程結(jié)構(gòu)就是受到天然結(jié)構(gòu)的啟發(fā)而創(chuàng)制出來的。結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅要考慮結(jié)構(gòu)的強度和剛度，還要做到用料省、重量輕．減輕重量對某些工程尤為重要，如減輕飛機的重量就可以使飛機航程遠、上升快、速度大、能耗低。從他們的研究方向和研究對象容易看出 材料力學(xué)主要是從理論力學(xué)的靜力學(xué)發(fā)展而來，因為剛體是不會變形的，材料力學(xué)就是研究物體在發(fā)生形變以后的一些問題，比如說剛度，強度，穩(wěn)定性等等。理論力學(xué)無法解答超靜定問題，但是在材料力學(xué)中可以根據(jù)變形協(xié)調(diào)方程或者一些邊界約束條件可以解答超靜定問題，這是材料力學(xué)比理論力學(xué)更豐富的地方。而且材料力學(xué)在解釋實際生活中的問題時時把問題工程化。另外動載荷和疲勞失效問題材料力學(xué)中也有涉及但不是重點。而理論力學(xué)和材料力學(xué)不能解決的問題結(jié)構(gòu)力學(xué)有效的解決了。結(jié)構(gòu)力學(xué)就更加深化了，研究的是各種桿件的組合結(jié)構(gòu)，擴展到了空間，各加復(fù)雜化，實際化。

四，發(fā)展簡史

理論力學(xué)：力學(xué)是最古老的科學(xué)之一，它是社會生產(chǎn)和科學(xué)實踐長期發(fā)展的結(jié)果。隨著古代建筑技術(shù)的發(fā)展，簡單機械的應(yīng)用，靜力學(xué)逐漸發(fā)展完善。公元前5～前4世紀，在中國的《墨經(jīng)》中已有關(guān)于水力學(xué)的敘述。古希臘的數(shù)學(xué)家阿基米德（公元前3世紀）提出了杠桿平衡公式（限于平行力）及重心公式，奠定了靜力學(xué)基礎(chǔ)。荷蘭學(xué)者S.斯蒂文（16世紀）解決了非平行力情況下的杠桿問題，發(fā)現(xiàn)了力的平行四邊形法則。他還提出了著名的“黃金定則”，是虛位移原理的萌芽。這一原理的現(xiàn)代提法是瑞士學(xué)者約翰第一·伯努利于1717年提出的。

動力學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)以及整個力學(xué)的奠定時期在17世紀。意大利物理學(xué)家伽利略創(chuàng)立了慣性定律，首次提出了加速度的概念。他應(yīng)用了運動的合成原理，與靜力學(xué)中力的平行四邊形法則相對應(yīng)，并把力學(xué)建立在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上。英國物理學(xué)家牛頓推廣了力的概念，引入了質(zhì)量的概念，總結(jié)出了機械運動的三定律(1687年)，奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)。他發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，是天體力學(xué)的基礎(chǔ)。以牛頓和德國人G.W.萊布尼茲所發(fā)明的微積分為工具，瑞士數(shù)學(xué)家L.歐拉系統(tǒng)地研究了質(zhì)點動力學(xué)問題，并奠定了剛體力學(xué)的基礎(chǔ)。

材料力學(xué)：<1> 獨立學(xué)科的標志及桿件的拉伸問題

通常認為，意大利科學(xué)家伽利略《關(guān)于力學(xué)和局部運動的兩門新科學(xué)的對話和數(shù)學(xué)證明》—書的發(fā)表（1638年）是材料力學(xué)開始形成一門獨立學(xué)科的標志。在該書中這位科學(xué)巨匠嘗試用科學(xué)的解析方法確定構(gòu)件的尺寸，討論的第—問題是直桿軸向拉伸問題，得到承載能力與橫截面積成正比而與長度無關(guān)的正確結(jié)論。

<2> 梁的彎曲問題

在《關(guān)于力學(xué)和局部運動的兩門新科學(xué)的對話和數(shù)學(xué)證明》一書中，伽利略討論的第二個問題是梁的彎曲強度問題。按今天的科學(xué)結(jié)論，當(dāng)時作者所得的彎曲正應(yīng)力公式并不完全正確，但該公式已反映了矩形截面梁的承載能力和bh2（b、h分別為截面的寬度和高度）成正比，圓截面梁承載能力和d3（d為橫截面直徑）成正比的正確結(jié)論。對于空心梁承載能力的敘述則更為精彩，他說，空心梁“能大大提高強度而無需增加重量，所以在技術(shù)上得到廣泛的應(yīng)用。在自然界就更為普遍了。這樣的例子在鳥類的骨骼和各種蘆葦中可以看到，它們既輕巧，而又對彎曲和斷裂具有相當(dāng)高的抵抗能力”。

梁在彎曲變形時，沿長度方向的纖維中有一層既不伸長也不縮短者，稱為中性層。早在1620年荷蘭物理學(xué)家和力學(xué)家比克門發(fā)現(xiàn)，梁彎曲時一側(cè)纖維伸長、另一側(cè)纖維縮短，必然存在既不伸長也不縮短的中性層。英國科學(xué)家胡克（Hooke R）于1678年也闡述了同樣的現(xiàn)象，但他們都沒有述及中性層位置問題。首先論及中性層位置的是法國科學(xué)家馬略特。其后萊布尼茲、雅科布?伯努利、伐里農(nóng)等人及其他學(xué)者的研究工作盡管都涉及了這一問題，但都沒有得出正確的結(jié)論。18世紀初，法國學(xué)者帕倫對這一問題的研究取得了突破性的進展。直到1826年納維才在他的材料力學(xué)講義中給出正確的結(jié)論：中性層過橫截面的形心。

平截面假設(shè)是材料力學(xué)計算理論的重要基礎(chǔ)之一。雅科布?伯努利于1695年提出了梁彎曲的平截面假設(shè)，由此可以證明梁（中性層）的曲率和彎矩成正比。此外他還得到了梁的撓曲線微分方程。但由于沒有采用曲率的簡化式，且當(dāng)時尚無彈性模量的定量結(jié)果，致使該理論并沒有得到廣泛的應(yīng)用。

梁的變形計算問題，早在13世紀納莫爾已經(jīng)提出，此后雅科布?伯努利、丹尼爾?伯努利、歐拉等人都曾經(jīng)研究過這一問題。1826年納維在他材料力學(xué)講義中得出了正確的撓曲線微分方程式及梁的彎曲強度的正確公式，為梁的變形與強度計算問題奠定了正確的理論基礎(chǔ)。

俄羅斯鐵路工程師儒拉夫斯基于1855年得到橫力彎曲時的切應(yīng)力公式。30年后，他的同胞別斯帕羅夫開始使用彎矩圖，被認為是歷史上第一個使用彎矩圖的人。

<3> 關(guān)于桿件扭轉(zhuǎn)問題

對于圓軸扭轉(zhuǎn)問題，可以認為法國科學(xué)家?guī)靵龇謩e于1777年和1784年發(fā)表的兩篇論文是具有開創(chuàng)意義的工作。其后英國科學(xué)家楊在1807年得到了橫截面上切應(yīng)力與到軸心距離成正比的正確結(jié)論。此后，法國力學(xué)家圣維南于19世紀中葉運用彈性力學(xué)方法奠定了柱體扭轉(zhuǎn)理論研究的基礎(chǔ)，因而學(xué)術(shù)界習(xí)慣將柱體扭轉(zhuǎn)問題稱為圣維南問題。閉口薄壁桿件的切應(yīng)力公式是布萊特于1896年得到的；而鐵摩辛柯、符拉索夫和烏曼斯基則對求解開口薄壁桿件扭轉(zhuǎn)問題做出了杰出的貢獻。

<4> 關(guān)于壓桿穩(wěn)定問題

壓桿在工程實際中到處可見，第11章已經(jīng)述及壓桿的失穩(wěn)現(xiàn)象。早在文藝復(fù)興時期，偉大的藝術(shù)家、科學(xué)家和工程師達?芬奇對壓桿做了一些開拓性的研究工作。荷蘭物理學(xué)教授穆申布羅克于1729年通過對于木桿的受壓實驗，得出“壓曲載荷與桿長的平方成反比的重要結(jié)論”。眾所周知，細長桿壓曲載荷公式是數(shù)學(xué)家歐拉首先導(dǎo)出的。他在1744年出版的變分法專著中，曾得到細長壓桿失穩(wěn)后彈性曲線的精確描述及壓曲載荷的計算公式。1757年他又出版了《關(guān)于柱的承載能力》的論著（工程中習(xí)慣將壓桿稱為柱），糾正了在1744年專著中關(guān)于矩形截面抗彎剛度計算中的錯誤。而大家熟知的兩端鉸支壓桿壓曲載荷公式是拉格朗日在歐拉近似微分方程的基礎(chǔ)上于1770年左右得到的。1807年英國自然哲學(xué)教授楊、1826年納維先后指出歐拉公式只適用于細長壓桿。1846年拉馬爾具體討論了歐拉公式的適用范圍，并提出超出此范圍的壓桿要依*實驗研究方可解決問題的正確見解。關(guān)于大家熟知的非細長桿壓曲載荷經(jīng)驗公式的提出者，則眾說紛云，難于考證。一種說法是瑞士的臺特邁爾和俄羅斯的雅辛斯基都曾提出過有關(guān)壓桿臨界力與柔度關(guān)系的經(jīng)驗公式，雅辛斯基還用過許可應(yīng)力折減系數(shù)計算穩(wěn)定許可應(yīng)力。

<5> 疲勞強度問題

隨時間作周期性變化的應(yīng)力，稱為交變應(yīng)力。構(gòu)件在交變應(yīng)力作用下，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)發(fā)生的破壞，稱為疲勞破壞。1839年巴黎大學(xué)教授龐賽洛特在講課中首先使用了金屬疲勞的概念。19世紀中期，隨著鐵路運輸?shù)陌l(fā)展，斷軸的事故常有發(fā)生，引起人們對疲勞破壞現(xiàn)象的研究興趣。當(dāng)時沃勒首先在旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機上進行開創(chuàng)性的試驗研究，提出了應(yīng)力一壽命圖和疲勞極限的概念。為紀念他對疲勞強度研究工作所做的杰出貢獻，人們將應(yīng)力與疲勞破壞循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線（即s—N曲線）稱為沃勒曲線，盡管在他當(dāng)時的研究工作中并沒有使用這種曲線。

其后，蓋帕爾和古德曼）分別研究了平均應(yīng)力對壽命的影響，后者還提出了考慮平均應(yīng)力影響的簡單理論。此后，高夫?qū)Χ噍S應(yīng)力狀態(tài)疲勞現(xiàn)象進行研究，將靜應(yīng)力強度理論引入多軸應(yīng)力疲勞問題，并和波拉德共同提出解決多軸應(yīng)力疲勞設(shè)計的Gough-Pollard公式，出版了第一本關(guān)于金屬材料疲勞的專著

結(jié)構(gòu)力學(xué)：人類在遠古時代就開始制造各種器物，如弓箭、房屋、舟楫以及樂器等，這些都是簡單的結(jié)構(gòu)。隨著社會的進步，人們對于結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)律以及結(jié)構(gòu)的強度和剛度逐漸有了認識，并且積累了經(jīng)驗，這表現(xiàn)在古代建筑的輝煌成就中，如埃及的金字塔，中國的萬里長城、趙州安濟橋、北京故宮等等。盡管在這些結(jié)構(gòu)中隱含有力學(xué)的知識，但并沒有形成一門學(xué)科。

就基本原理和方法而言，結(jié)構(gòu)力學(xué)是與理論力學(xué)、材料力學(xué)同時發(fā)展起來的。所以結(jié)構(gòu)力學(xué)在發(fā)展的初期是與理論力學(xué)和材料力學(xué)融合在一起的。到19世紀初，由于工業(yè)的發(fā)展，人們開始設(shè)計各種大規(guī)模的工程結(jié)構(gòu)，對于這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計，要作較精確的分析和計算。因此，工程結(jié)構(gòu)的分析理論和分析方法開始獨立出來，到19世紀中葉，結(jié)構(gòu)力學(xué)開始成為一門獨立的學(xué)科。

19世紀中出現(xiàn)了許多結(jié)構(gòu)力學(xué)的計算理論和方法。法國的納維于1826年提出了求解靜不定結(jié)構(gòu)問題的一般方法。從19世紀30年代起，由于要在橋梁上通過火車，不僅需要考慮橋梁承受靜載荷的問題，還必須考慮承受動載荷的問題，又由于橋梁跨度的增長，出現(xiàn)了金屬桁架結(jié)構(gòu)。

從1847年開始的數(shù)十年間，學(xué)者們應(yīng)用圖解法、解析法等來研究靜定桁架結(jié)構(gòu)的受力分析，這奠定了桁架理論的基礎(chǔ)。1864年，英國的麥克斯韋創(chuàng)立單位載荷法和位移互等定理，并用單位載荷法求出桁架的位移，由此學(xué)者們終于得到了解靜不定問題的方法。

基本理論建立后，在解決原有結(jié)構(gòu)問題的同時，還不斷發(fā)展新型結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的理論。19世紀末到20世紀初，學(xué)者們對船舶結(jié)構(gòu)進行了大量的力學(xué)研究，并研究了可動載荷下的梁的動力學(xué)理論以及自由振動和受迫振動方面的問題。

20世紀初，航空工程的發(fā)展促進了對薄壁結(jié)構(gòu)和加勁板殼的應(yīng)力和變形分析，以及對穩(wěn)定性問題的研究。同時橋梁和建筑開始大量使用鋼筋混凝土材料，這就要求科學(xué)家們對鋼架結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)的研究，在1914年德國的本迪克森創(chuàng)立了轉(zhuǎn)角位移法，用以解決剛架和連續(xù)梁等問題。后來，在20～30年代，對復(fù)雜的靜不定桿系結(jié)構(gòu)提出了一些簡易計算方法，使一般的設(shè)計人員都可以掌握和使用了。

到了20世紀20年代，人們又提出了蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的設(shè)想。根據(jù)結(jié)構(gòu)的“極限狀態(tài)”這一概念，學(xué)者們得出了彈性地基上梁、板及剛架的設(shè)計計算新理論。對承受各種動載荷(特別是地震作用)的結(jié)構(gòu)的力學(xué)問題，也在實驗和理論方面做了許多研究工作。隨著結(jié)構(gòu)力學(xué)的發(fā)展，疲勞問題、斷裂問題和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)問題先后進入結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究領(lǐng)域。

20世紀中葉，電子計算機和有限元法的問世使得大型結(jié)構(gòu)的復(fù)雜計算成為可能，從而將結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究和應(yīng)用水平提到了一個新的高度。

很明顯，三大力學(xué)各有自己的獨特發(fā)展歷史，在這發(fā)展過程中也有同時性，相對性，互補性，相互促進性。他們是相互離不開的。本學(xué)學(xué)期在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)過程中深深體會到了認識清楚三大力學(xué)之間的關(guān)系對解決問題多么的重要。在解題過程中必須善于三大力學(xué)的分開運用和結(jié)合運用。不能以為結(jié)構(gòu)力學(xué)是材料力學(xué)和理論力學(xué)的繼續(xù)，更不能把單個力學(xué)拿出來當(dāng)另兩個力學(xué)的補充看，他們?nèi)齻€是相互補充的。要明白理論力學(xué)和材料力學(xué)是學(xué)好結(jié)構(gòu)力學(xué)的基礎(chǔ)和前提。從理論力學(xué)到材料力學(xué)再到結(jié)構(gòu)力學(xué)應(yīng)該有個階梯型的學(xué)習(xí)過程，不能一下子跳到結(jié)構(gòu)力學(xué)這樣對求學(xué)者帶來很大的難度，對他們的熱情潑冷水，會影響學(xué)習(xí)感興趣。雖然材料力學(xué)和理論力學(xué)看起來簡單，但不能忽視這兩大力學(xué)的熟練掌握，知識的鞏固。作為一名工程師對三大力學(xué)應(yīng)該有深刻的認識，應(yīng)該達到一個能準確的應(yīng)用到實際工程當(dāng)中的水平，及應(yīng)該具備頑強的科學(xué)素質(zhì)遇到問題不放棄應(yīng)該靈活運用所學(xué)的理論知識。結(jié)構(gòu)是一個工程的命，沒有熟練掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)，無從可談一個結(jié)構(gòu)的存在。在我們?nèi)粘Ｉ钪袝r常遇到牽扯到力學(xué)的問題，在各個工程當(dāng)中力學(xué)是無處不在的。有了準確的力學(xué)態(tài)度和計算能力才有了我們五彩繽紛的美麗世界。

第二篇：結(jié)構(gòu)力學(xué)認識實習(xí)報告

結(jié)構(gòu)力學(xué)認識實習(xí)報告

結(jié)構(gòu)力學(xué)認識實習(xí)報告

引言：

為了讓同學(xué)們到現(xiàn)場去近距離地觀察、認識各種結(jié)構(gòu)，了解結(jié)構(gòu)的傳力途徑，區(qū)分構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)部分，觀察結(jié)點和支座的構(gòu)造處理方式，以進一步加深對計算簡圖的理解，樊劍老師在6月7日帶領(lǐng)我們進行了一個上午的結(jié)構(gòu)力學(xué)認識實習(xí)。過程有點曲折，但最終還是勉強完成了此次認識實習(xí)任務(wù)。首先我們參觀了光谷體育館，接著去了一處正在建造的民房工地，由于天氣原因，我們只參觀了這兩個地方。

一、光谷體育館

1、綜述

光谷體育館坐落在我們學(xué)校主校區(qū)東南方，地處光谷開發(fā)區(qū)腹地，總建筑面積達26758平方米。毗鄰武漢市武昌區(qū)主干道珞瑜路，建筑由一個主賽館（40m×70m）、一個訓(xùn)練館（36.5m×24m）及相關(guān)輔助設(shè)施組成，并結(jié)合環(huán)境設(shè)計形成一個集正式體育比賽、體育教學(xué)科研、大型群眾集會等多項功能于一身的現(xiàn)代化大型綜合場館。

2、桁架拱結(jié)構(gòu)

光谷體育館頂部支撐主體結(jié)構(gòu)為桁架拱結(jié)構(gòu)，如圖所示，三根拱結(jié)構(gòu)之間由多根二力桿連接組成桁架拱結(jié)構(gòu)，由材料力學(xué)知識可知，等截面的實心梁在荷載作用下彎矩沿桿長的分布是不均勻的，應(yīng)力在其截面的分布也是不均勻的，因此材料的強度性能不能充分發(fā)揮；而桁架拱正好可以有效的解決這兩個方面的問題。

進入光谷體育館的內(nèi)部，首先映入眼簾的便是這由桁架拱支撐起的殼形頂，顯得非常宏偉；老師為我們詳細講解了頂部受力的具體情況：雨水等外部荷載作用于頂部板塊結(jié)構(gòu)上，板塊等結(jié)構(gòu)加上自身重力再作用于桁架拱結(jié)構(gòu)上，桁架拱結(jié)構(gòu)再傳力于支座上。拱與拱之間還有一些起固定作用的鋼結(jié)構(gòu)，如圖所示。整體結(jié)構(gòu)簡潔實用，既考慮了功能性，也考慮了經(jīng)濟性。

3、階梯形看臺

該體育館可以容納六千多人，總座位數(shù)6316座，其中固定座椅4054座，因此看臺也是該體育館的重要結(jié)構(gòu)之一。從老師的講解中得知，該看臺是懸挑式結(jié)構(gòu)，主要組成是鋼筋混凝土，之所以選用鋼筋混凝土這種材料，是充分考慮了該材料的力學(xué)性質(zhì)的，鋼筋混凝土材料綜合了鋼筋和混凝土兩種材料的優(yōu)點，抗壓、抗拉、抗剪能力均很強，其次這種材料相對較為經(jīng)濟耐用。

4、墻體結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在一般的建筑均采用框架式結(jié)構(gòu)，起支撐作用的結(jié)構(gòu)主體是柱子，由于該建筑早已完工，柱結(jié)構(gòu)早已被裝飾墻體覆蓋，因此也未能上圖，便主要講下墻體結(jié)構(gòu)。在早期建筑中，墻體結(jié)構(gòu)還是起支撐作用的，如現(xiàn)在的農(nóng)村住房還多采用這種建筑方式，隨著技術(shù)和生活水平的上升，人們對建筑的要求也越來越高，建筑的安全性受到很大的重視，而框架式結(jié)構(gòu)建筑的安全性相對較高，因而也受到歡迎，現(xiàn)在的墻體結(jié)構(gòu)一般起著裝飾和隔離作用。

二、民房建筑施工工地

參觀完光谷體育館后，在老師的帶領(lǐng)下，我們?nèi)チ艘惶幗ㄖ┕すさ睾喴貐⒂^了下，由于天氣不是很好，雨下的比較大，工地上的人也比較少，而且正在拆模，我們也不能深入進行觀察，只能在外圍簡要地看了下，不過也認識了一些結(jié)構(gòu)。

1、塔吊

塔吊是建筑施工上非常重要的起重工具，該工地上塔吊有好幾臺，可見該工程還是不小的。

從圖上可以看出塔吊主體結(jié)構(gòu)是立體桁架結(jié)構(gòu)，可見桁架結(jié)構(gòu)在工程上的應(yīng)用還是很廣泛的，其特點是顯而易見的：各桿件受力均以單向拉、壓為主，通過對上下弦桿和腹桿的合理布置，可適應(yīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的彎矩和剪力分布；由于水平方向的拉、壓內(nèi)力實現(xiàn)了自身平衡，整個結(jié)構(gòu)不對支座產(chǎn)生水平推力；結(jié)構(gòu)布置靈活，應(yīng)用范圍非常廣；桁架梁和實腹梁（即我們一般所見的梁）相比，在抗彎方面，由于將受拉與受壓的截面集中布置在上下兩端，增大了內(nèi)力臂，使得以同樣的材料用量，實現(xiàn)了更大的抗彎強度；在抗剪方面，通過合理布置腹桿，能夠?qū)⒓袅χ鸩絺鬟f給支座；這樣無論是抗彎還是抗剪，桁架結(jié)構(gòu)都能夠使材料強度得到充分發(fā)揮，從而適用于各種跨度的建筑屋蓋結(jié)構(gòu)；更重要的意義還在于，它將橫彎作用下的實腹梁內(nèi)部復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為桁架桿件內(nèi)簡單的拉壓應(yīng)力狀態(tài)，使我們能夠直觀地了解力的分布和傳遞，便于結(jié)構(gòu)的變化和組合。

2、結(jié)點

工程中各種桿件的連接當(dāng)然不能忽視結(jié)點的存在，工程中有大量的結(jié)點存在，結(jié)點有兩種：剛結(jié)點和鉸結(jié)點。鉸結(jié)點不能移動，但可以繞結(jié)點自由轉(zhuǎn)動；剛結(jié)點既不能移動也不能轉(zhuǎn)動。桁架結(jié)構(gòu)中的結(jié)點一般可當(dāng)作鉸結(jié)點，如上面所講的光谷體育館中的桁架拱結(jié)構(gòu)中的結(jié)點，還有塔吊中立體桁架結(jié)構(gòu)的結(jié)點；

當(dāng)然工程中剛結(jié)點也不少，如這次在工地上所見的，如塔吊每節(jié)桁架之間均由螺栓連接，因而是剛結(jié)點，又如工地上隨處可見的腳手架，桿與桿之間的連接均采用螺栓連接，所形成的結(jié)點均為剛結(jié)點。

3、基面

由于工程設(shè)計需求，該樓建有地下室，且要達到防空要求，因而對基面的要求很高，聽老師講該基面是非常厚實的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對抗壓及抗沖擊性能要求很高，可以看成是一種板狀結(jié)構(gòu)。

4、框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)是一種比較安全的結(jié)構(gòu)形式，如現(xiàn)場的腳手架，房屋的主要結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，安全性高，抗震等級較高，其受力形式為：外部荷載及靜荷載作用于樓面上，樓面加上自身重力作用于梁上，梁再加上自身重力作用于柱上，如此一層作用于一層，最后作用于地基上，各結(jié)構(gòu)分工明確。

5、剪力墻

房屋或構(gòu)筑物中主要承受風(fēng)荷載或地震作用引起的水平荷載和豎向荷載{重力}的墻體，防止結(jié)構(gòu)剪切破壞。如圖所示

三、平時所見結(jié)構(gòu)

以上便是本次認識實習(xí)的所見所得，其實平時我們也與各種結(jié)構(gòu)打交道以下便是我平時所見的一些結(jié)構(gòu)。

1、牛腿

在一些比較老的建筑中可以看到如圖所示的結(jié)構(gòu)：牛腿。懸臂體系的掛梁與懸臂間必然出現(xiàn)擱置構(gòu)造，通常就將懸臂端和掛梁端的局部構(gòu)造稱為牛腿，又稱梁托。

牛腿的作用是銜接懸臂梁與掛梁，并傳遞來自掛梁的荷載。在這里由于梁的相互搭接，中間還要設(shè)置傳力支座來傳遞較大的豎直和水平反力，因此牛腿高度已削弱至不到梁高的一半，卻又要傳遞較大的豎直和水平反力，這就使它成為上部結(jié)構(gòu)中的薄弱部位，設(shè)計中應(yīng)對此處的構(gòu)造予以足夠的重視。這種結(jié)構(gòu)在我們學(xué)院的結(jié)構(gòu)大廳也可以看到。

2、屋檐

在老家可以看到如右圖所示的屋檐結(jié)構(gòu)，其主要作用是排水，避免雨水對墻體的危害，同時也起到了一定的美觀作用，是一種外伸性結(jié)構(gòu)。

3、梁

梁是我們生活中較為常見的結(jié)構(gòu)之一，隨處可見，從功能上分，有結(jié)構(gòu)梁，如基礎(chǔ)地梁、框架梁等，與柱、承重墻等豎向構(gòu)件共同構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)體系；有構(gòu)造梁，如圈梁、過梁、連系梁等，起到抗裂、抗震、穩(wěn)定等構(gòu)造性作用。

如圖可以看到梁是建筑結(jié)構(gòu)必不可少的部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該充分考慮其應(yīng)用。本次認識實習(xí)，過程雖說有點曲折，天氣不是很好，但收獲還是不少：首先近距離對各種結(jié)構(gòu)有了比較清楚地認識；其次對結(jié)構(gòu)的傳力途徑有了更深的理解，對結(jié)構(gòu)在圖紙上和實際應(yīng)用上的區(qū)別有了實物上的體驗；最后對建筑的建造過程有了初步的了解，也認識到了自身在一些知識儲備上還有欠缺，所要學(xué)習(xí)的東西還很多。

這樣的實習(xí)機會在是非常難得的，它可以使我們對自身有更深的了解，也是對自身知識的檢驗，非常期待再次的實習(xí)機會。

袁擁桃

2015-6-11

第三篇：結(jié)構(gòu)力學(xué)認識實習(xí)實習(xí)報告

結(jié)構(gòu)力學(xué)認識實習(xí)實習(xí)報告

班級：土木1307 姓名：張林文 學(xué)號：U201315734 日

期

：

2015.06.07

結(jié)構(gòu)力學(xué)認識實習(xí)之

——光谷體育館與框架居民樓

一、引言

6月7號，雖然天公不作美，下起了大雨，但是我們土木七個班依然在老師的帶領(lǐng)下開展了認識實習(xí)，我們大約八點二十在光谷體育館集合，先是認真聽老師講解了光谷體育館的大致結(jié)構(gòu)及與我們所學(xué)知識的聯(lián)系，隨后我們又搭乘校車來到一處商品房工地，此時雨下的愈發(fā)大，但絲毫沒有削減同學(xué)們的熱情。我們分幾批有序的參觀完工地，老師依然熱心的對某些結(jié)構(gòu)進行講解。此次參觀的主要為拱結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)，看到了書本上的知識在現(xiàn)實中的運用。下面，讓我詳細匯報此次認識實習(xí)的收獲。

二、光谷體育館

1.簡介

光谷體育館坐落在華中科技大學(xué)主校區(qū)東南方，地處光谷開發(fā)區(qū)腹地，總建筑面積達26758平方米。毗鄰武漢市武昌區(qū)主干道珞瑜路，建筑由一個主賽館（40m×70m）、一個訓(xùn)練館（36.5m×24m）及相關(guān)輔助設(shè)施組成，并結(jié)合環(huán)境設(shè)計形成一個集正式體育比賽、體育教學(xué)科研、大型群眾集會等多項功能于一身的現(xiàn)代化大型綜合場館。華科體育館與普通的體育館不同采用了鋼結(jié)構(gòu)，跨度相當(dāng)大，四面不需要支點，采用了鋼結(jié)構(gòu)，加大了受力平衡的難度，也使整個體育館顯得更美觀，更實用。2.拱

無論是從外面還是進去向上觀望，體育給我們最直觀的感覺就是頂上就是一個有一個的拱形狀，事實也是如此，如上圖所示，體育館上方最主要的結(jié)構(gòu)就是這一個又一個的鋼拱結(jié)構(gòu)，因為體育館要求內(nèi)部空間較大，而內(nèi)部又不能有柱子作為支撐，所以拱是最合適的選擇，既能提供一個大的內(nèi)部空間，又能保證應(yīng)有的強度。光谷體育管內(nèi)有南北向七根大拱，拱在豎直方向載荷的作用下，會將力傳到支座，使支座產(chǎn)生水平反力。在這里，拱承受的載荷主要為自重以及上面外殼的重量，這里的拱頂端無鉸連接，屬于無鉸拱，所以拱與支座的連接為剛性連接。

3.桁架

作為一個大型的體育館，光谷體育館里面的拱肯定不可能如書本上示意圖只有一根普通桿組成，拱內(nèi)部都是一個個桁架體系，用桁架體系有很多優(yōu)點，因為桿件承受的是拉力或者壓力，在截面積相同的狀況下，與實心桿相比，桿件截面應(yīng)力分布是均勻的，因此，材料的強度性能可以充分發(fā)揮作用，桿件的重量將大大減輕。桁架體系中各節(jié)點均為鉸接，且荷載以及支座反力都作用在節(jié)點上。桁架與其他部分的連接也為鉸接。荷載通過這一個個的鉸連接傳到支座上，保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

3.梁

拱與拱之間通過梁連接，拱與梁的連接為鉸接，梁的主要作用為承受外殼的荷載，將荷載傳到拱上，再由拱將載荷傳到支座上。根據(jù)所學(xué)知識，梁兩端應(yīng)為鉸接，梁上既有彎矩又有剪力。梁的使用使整個屋面融為一體，保證了整體的穩(wěn)定性。

4.地基

我們之前在內(nèi)部參觀的時候，一根根大拱橫跨整個體育館，我就想著這些主拱的水平推力是由什么來承擔(dān)的，最后發(fā)現(xiàn)體育館外部有這一個個很大的混凝土支撐地基，鋼拱結(jié)構(gòu)通過在荷載轉(zhuǎn)化為軸力然后傳給地基，很好的利用的鋼筋混凝土的抗壓特性提供足夠的支座反力，從而使整個體育館保持穩(wěn)定。

三、某在建小區(qū)工地

參觀完光谷體育館，我們又搭乘校車來到了江夏區(qū)某建筑工地，此時雨下的更大了，而且出于安全考慮，我們要分批進行參觀，但同學(xué)們的熱情絲毫沒有減退。由于天氣的影響，我們并沒有進入內(nèi)部進行參觀。我們在外面好奇的看著里面的結(jié)構(gòu)，然后聽著老師的講解。1.框架結(jié)構(gòu)主體 老師介紹說，現(xiàn)在大部分居明樓的設(shè)計都是框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點。框架結(jié)構(gòu)中，以簡支梁為基礎(chǔ)，主梁和次梁綜合使用，結(jié)構(gòu)形式簡單，空間布局比較靈活?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中有很多柱子作為支撐，梁支座在柱子上的即為主梁，支座于主梁上的就是次梁，最后樓板搭在梁上。荷載由板傳到次梁再傳到主梁，再由主梁傳到柱子，所以主梁一般搭在柱子上，主梁和柱子剛結(jié)，次梁一般搭在主梁上，次梁和主梁鉸接。主梁和柱子是承擔(dān)整個建筑物安全的主要骨架，因此其強度和穩(wěn)定性必須達標。而柱子如右圖，一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱，柱子承受軸力，特別是有巨大的壓力，所以柱子必須有良好的穩(wěn)定性。

1.剪力墻

在現(xiàn)代高層建筑中，剪力墻是必不可少的一個構(gòu)件，剪力墻是高層建筑為了增加抵御風(fēng)力，地震等水平推力的能力。將轉(zhuǎn)角處外墻與部分內(nèi)墻與柱子結(jié)合起來，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，即為剪力墻。剪力墻所承受的荷載一般是自重和樓面荷載，通過樓面?zhèn)鬟f到剪力墻，豎向荷載除了在連梁（門窗洞口上的梁）內(nèi)產(chǎn)生彎矩以外，在墻肢內(nèi)主要產(chǎn)生軸力。

4.樓梯

因為此次我們沒有進入房子內(nèi)部進行參觀，而樓梯又作為高層建筑一個必不可少的部分，因為我上網(wǎng)查閱了資料對樓梯的構(gòu)造進行補充說明。按結(jié)構(gòu)形式和受力特點，樓梯可分為板式、梁式、懸挑（剪刀）式和螺旋式，前兩種屬于平面受力體系，后兩種則為空間受力體系。采用最多的是現(xiàn)澆鋼筋混凝土板樓梯。梯段板和平臺板都支承于平臺梁上，樓梯大部分情況下承受的是活動豎直荷載，因此樓板上會有剪力和彎矩，與書上所介紹的移動荷載在簡支梁上的受力情況有類似之處。

四、光谷人行天橋

從寢室到光谷步行街，光谷天橋是必須要經(jīng)過的地方。平時天橋上的人流量也較大，每次走在上面，下面有車經(jīng)過的時候，天橋都會顫動著。剛開始以為很不安全，后來研究一番后才知道其實這并沒有什么影響。天橋的結(jié)構(gòu)相對簡單，雖然感覺腳下是混凝土，但其實他的主體是鋼結(jié)構(gòu)。橋面為一整個大鋼板，兩端各有兩跟柱子作為支撐，由于承受的荷載只有自重以及人的荷載，所以荷載并不算大，這四根柱子是最重要的支撐結(jié)構(gòu)。柱子與橋面間通過鋼板連接，增強穩(wěn)定性。選用鋼結(jié)構(gòu)施工簡單，強度滿足要求，雖整體在車輛經(jīng)過是稍有晃動，但是不影響安全性。

五、實習(xí)體會、收獲

本次在老師的帶領(lǐng)下我們參觀了兩個完全不同的結(jié)構(gòu)-鋼拱結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)。在這次實習(xí)中，我們既看到了書本上知識在實際上的運用，又知道了書本上知識與實際的不同。這次實習(xí)也是對書本上知識的有力補充。當(dāng)?shù)搅斯さ刂?，親眼看到梁，板，柱等具體結(jié)構(gòu)，知道了書上理論化線條的實際化，讓我更好的知道了這門課的意義與重要性。同時，我也明白了安全的重要性，老師要求我們進工地一定戴安全帽，這是從基礎(chǔ)抓起。工地那么多的零件，結(jié)構(gòu)確實有很多隱藏的危險。身為一名土木人，我更要好好學(xué)習(xí)，為祖國的建設(shè)貢獻自己的力量。

第四篇：結(jié)構(gòu)力學(xué)課程設(shè)計報告

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程設(shè)計報告

經(jīng)過一周的學(xué)習(xí)和上機實習(xí)，我完成了老師布置的任務(wù)，也掌握了如何使用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進行桿系結(jié)構(gòu)的分析計算，進一步掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的基本理論和基本概念。同時，通過這次的實習(xí)，我閱讀了很多相關(guān)的設(shè)計框圖并編寫和調(diào)試了結(jié)構(gòu)力學(xué)程序，進一步提高了運用計算機進行計算的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計及今后工作中使用計算機進行計算打下良好的基礎(chǔ)。

這次結(jié)構(gòu)力學(xué)實習(xí)讓我們充分的運用了所學(xué)過的結(jié)構(gòu)力學(xué)理論知識，通過學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器的使用方法，讓我理解了許多過去沒搞明白的結(jié)構(gòu)力學(xué)知識，并將這些知識融會貫通，形成了一個較好的對整個制作過程的把握。

一個星期的結(jié)構(gòu)力學(xué)實習(xí)過程讓我得到的不僅僅是通過我們自己努力所取得的成果，還讓我收獲了許多平時學(xué)習(xí)生活中沒學(xué)到的東西。

首先，讓我學(xué)會了如何把書本上的知識聯(lián)系到實際設(shè)計中去．以前只知道抱著書本死啃，卻沒有參透其中的真正含義，當(dāng)我們面對真正的問題急待解決時卻無從下手，所以即使你學(xué)的再好也終究會被現(xiàn)實所淘汰．這也正印證了那句哲理：實踐才是檢驗真理的唯一標準．通過這次難忘的經(jīng)歷讓我深刻的體會到：理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。其次，通過這次設(shè)計還讓我學(xué)到了許多平時課本中所未涉及到的內(nèi)容，比如在做題計算過程中所必須用到的公式編輯器等等。總之，如果你自己不去探索，也許你永遠都不能接觸到這些東西。最后，同學(xué)之間的互助和老師的指點也是我能完成這次實習(xí)的重要因素。

但也發(fā)現(xiàn)了自身很多的不足，我對結(jié)構(gòu)力學(xué)的許多知識的認識還停留在表面，并沒有深度探究這些知識的聯(lián)系，這讓我花了不少時間，有待改進。還有對計算結(jié)果數(shù)據(jù)的含義以及其實際運用還了解的不夠透徹，比如像節(jié)點坐標、柱桿件關(guān)聯(lián)號、梁桿件關(guān)聯(lián)號等信息還不能巧加運用，仍需進一步學(xué)習(xí)。

同學(xué)們在這次實踐過程中，依托老師們的指導(dǎo)，運用自己所學(xué)知識，順利的完成了這項任務(wù)，掌握了不少技巧，為我們以后的學(xué)習(xí)和工作提供和很大的便利。

總體來說，此次實踐課程讓我們深刻體會到了使用計算機進行結(jié)構(gòu)計算的方便與快捷，也對我們后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下狼嚎的基礎(chǔ)。對于倪老師以及其他老師們的諄諄教誨和耐心細致的指導(dǎo)，我們深表感謝。

第五篇：結(jié)構(gòu)力學(xué)講稿

第一章 緒論

§1-1結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象和任務(wù)

一、力：物體之間的相互作用；

力學(xué)：理論力學(xué)，彈性力學(xué)，材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，塑性力學(xué)，粘塑性力學(xué)，液體力學(xué)，斷裂力學(xué)等

結(jié)構(gòu)：用建筑材料組成在建筑物中承擔(dān)荷載并起骨架作用的部分，稱為結(jié)構(gòu)。如梁、柱、樓板、橋梁、堤壩及碼頭等。

結(jié)構(gòu)力學(xué)：研究桿件結(jié)構(gòu)的組成形式及外因作用下的強度、剛度和穩(wěn)定性問題。

構(gòu)件：結(jié)構(gòu)中的各個組成部分稱為構(gòu)件。

二、結(jié)構(gòu)的類型：

從結(jié)構(gòu)型式劃分：磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等；

從建筑材料劃分：磚石結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)等；

從空間角度劃分：平面結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)等 以上結(jié)構(gòu)從幾何角度來分，有：

桿系結(jié)構(gòu)：由桿件組成，桿件的長度遠大于其橫截面的寬度和高度，這是本課的研究內(nèi)容。

板殼結(jié)構(gòu)：厚度尺寸遠小于長度和寬度，即薄壁結(jié)構(gòu)；彈性力學(xué) 實體結(jié)構(gòu)：長、寬、高三個幾何尺寸屬于同一數(shù)量級；彈性力學(xué) 結(jié)構(gòu)力學(xué)研究對象：平面桿系結(jié)構(gòu)

注： 結(jié)構(gòu)力學(xué)：常指狹義的方面，即桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)。

三、任務(wù)：（土木工程項目建設(shè)過程）

1）業(yè)主投資：可行性研究、報建立項、城建規(guī)劃土地批文、招標投標 2）設(shè)計：方案、（工藝）、建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備（水暖電火自控）[初步、技術(shù)、施工] 3）施工（承包人、材料供應(yīng)、運輸、保險、質(zhì)檢、定額、銀行）、投入運行 4）全過程控制：監(jiān)理

5）結(jié)構(gòu)設(shè)計：結(jié)構(gòu)方案（合理布置）、豎向承重體系、水平承重體系、附屬結(jié)構(gòu)體系、施工圖

6）初步方案+尺寸+材料、外力（靜動荷載+支座反力）、內(nèi)力（應(yīng)力）+位移（應(yīng)變變形）、強度剛度穩(wěn)定性設(shè)計動力響應(yīng)、最后尺寸材料（鋼、木、鋼筋混凝土、組合）（修正或驗證）

四、為了使結(jié)構(gòu)既能安全、正常地工作，又能符合經(jīng)濟的要求，就要對其進行強度、剛度和穩(wěn)定性（三種破壞形式）的計算。材料力學(xué)：研究單個桿件的強度、剛度及穩(wěn)定性問題； 結(jié)構(gòu)力學(xué)：以桿件結(jié)構(gòu)為研究對象；

彈性力學(xué)：對桿件作更精確的分析，并以板、殼、塊體等實體結(jié)構(gòu)為研究對象。

五、結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)：(1)研究結(jié)構(gòu)的組成規(guī)則和合理形式等問題(組成規(guī)則：保證結(jié)構(gòu)各部分之間不能發(fā)生相對運動，以承擔(dān)預(yù)定的荷載；合理形式：為了充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的性能，更有效地利用材料，以達到安全、經(jīng)濟的目的。)

(2)研究結(jié)構(gòu)在外界因素(如荷載、溫度變化及支座移動)的影響下，結(jié)構(gòu)的反力、內(nèi)力和 位移的計算原理和方法。求出內(nèi)力和位移后，可根據(jù)材料力學(xué)按強度條件和剛度條件來選取或驗算各桿的截面尺寸，這已不是結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究方法。

(3)研究結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以保證不會失穩(wěn)破壞，如柱子細長問題以及在動力荷載作用下的 結(jié)構(gòu)反應(yīng)。

上述各處方面(強度、剛度、合理形式及穩(wěn)定性)都與內(nèi)力密切相關(guān)。因此，各種結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算方法成為研究重點。

§1-2荷載的分類

一、定義：

荷載：主動作用在結(jié)構(gòu)上的外力。自重、風(fēng)、地震

廣義荷載：外力、溫度改變、支座沉降、制造誤差、材料的收縮及松馳、地震作用、風(fēng)荷載 作用（效應(yīng)）：引起結(jié)構(gòu)受力或變形的外因。

進行結(jié)構(gòu)計算前，確定荷載大小很關(guān)鍵：若估計過大，消耗材料，浪費；若估計過小，無法保證結(jié)構(gòu)的安全?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

二、分類：

1、按作用時間的久暫：

恒載：（永久、長期）自重 活載：（暫時，大小方向作用點隨時間變化）人群、雪、風(fēng)可動：在結(jié)構(gòu)上可能占有任意位置的活荷載

移動：一組相互平行、間距不變，且在結(jié)構(gòu)上移動的活荷載（吊車、車輛在橋上移動）

2、作用面積范圍：

分布面積/結(jié)構(gòu)尺寸的相對比值，按分布情況：集中荷載、分布荷載（特例：均布荷載）

3、作用性質(zhì)（對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動力效應(yīng)）：

靜力荷載：略去慣性力的影響，大小方向作用點不隨時間變化或變化極為緩慢，無加速度。

動力荷載：使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不容忽視的加速度，沖擊、振動。隨時間變化迅速或在短時間內(nèi)突然作用或突然消失、動力效應(yīng)不大的動力荷載可以簡化為靜力荷載

4、接觸方式：

直接、間接，主次梁體系，（繪圖表示）

5、作用位置：

固定荷載、移動荷載

6、按荷載規(guī)范：

主要荷載：指結(jié)構(gòu)在正常使用條件下經(jīng)常作用著的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、車輛荷載；

附加荷載：指不經(jīng)常作用的荷載，如風(fēng)壓力、溫度變化等；

特殊荷載：指特殊事故引起的或在特殊情況下才發(fā)生的荷載，如地震作用、因部分結(jié)構(gòu)損壞引起的載荷等。

§1-3結(jié)構(gòu)的計算簡圖

一、實際結(jié)構(gòu)：十分復(fù)雜，完全按照原結(jié)構(gòu)的實際情況進行分析是不可能的，也是不必要的，因此，對實際結(jié)構(gòu)進行力學(xué)計算之前，必須加以簡化，略去不重要的細節(jié)，顯示其基本特點，用一個簡化的圖形來代替實際結(jié)構(gòu)。

計算簡圖：意義：實際結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，分析前，將其實體結(jié)構(gòu)加以簡化，用一個簡化的圖形來代替實際結(jié)構(gòu)。計算簡圖要慎重選?。喝艏毠?jié)一一考慮，工作量大，也不為人所接受；若太簡單，不能反映實際受力情況，造成工程事故。

選擇計算簡圖的原則：

(1)從實際出發(fā)－計算簡圖要反映實際結(jié)構(gòu)的主要性能；(2)分清主次，略去細節(jié)－計算簡圖要便于計算。

二、簡化方法：四方面簡化（結(jié)合廠房承重結(jié)構(gòu)體系）(1)結(jié)構(gòu)體系簡化：空間結(jié)構(gòu)→平面結(jié)構(gòu)、例如 圖示多層框架結(jié)構(gòu)體系

(2)桿件簡化：一維桿件，截面尺寸比桿件長度小得多，且截面上應(yīng)力可以根據(jù)截面的內(nèi)力來確定，用軸線代替桿件。桿件長度即結(jié)點間距，荷載作用點移到軸線上。如拱：圓??；(3)結(jié)點簡化：根據(jù)結(jié)點的受力狀態(tài)和構(gòu)造情況而定。影響結(jié)點受力狀態(tài)的因素有：一是結(jié)點的構(gòu)造情況，另一就是結(jié)點的幾何組成情況

結(jié)點：桿件的匯交點，一般簡化成以下三種形式：

鉸結(jié)點：各桿在連接區(qū)不能相對移動，但可繞該節(jié)點自由轉(zhuǎn)動，即可以傳遞力，但不能傳遞力矩，示意(a)

剛結(jié)點：各桿在連接區(qū)既不能相對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動(各桿軸線間夾角變形前 后一致)，即可以傳遞力，也可以傳遞力矩。如現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)點。示意(b)

組合結(jié)點：同時具有以上兩種節(jié)點的特征。示意(c)

單鉸與復(fù)鉸

單剛結(jié)點及復(fù)雜剛結(jié)點

(4)支座簡化：

支座：結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)裝置。支座將產(chǎn)生支座反力，因此在結(jié)構(gòu)計算中所選用的支座簡圖必須與支座的實際構(gòu)造和變形相符合。通常有以下幾種：

活動鉸支座(滾軸支座)：在支承部分有一個鉸結(jié)構(gòu)或類似于鉸結(jié)構(gòu)的裝置。構(gòu)件繞鉸心轉(zhuǎn)，并沿支承面移動。反力只有豎向力Y，(固定)鉸支座：被支承的部分可以轉(zhuǎn)動，但不能移動，能提供兩個反力X、Y。支座反力通過鉸點，但方向大小未定，一般處理方法將這種支座反力分解成互相垂直的支座反力，其方向任意選定，最后由計算結(jié)果的正負確定方向。

固定支座：被支承的部分完全被固定，不發(fā)生任何移動或轉(zhuǎn)動，能提供三個反力

X、Y、M

滑動支座(定向支座)：不能轉(zhuǎn)動，不能沿垂直于支承面的方向移動，但可沿支承方向滑動，能提供反力矩M和一個反力，(不多見，常在對稱法計算中及機動法研究影響線中用)

（示意支座畫法、支座反力、及在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用）

以上為剛性支座：支座在外荷載作用下本身不產(chǎn)生變形；

彈性支座：實際工程中，支承部分有一定的彈性。在外荷載作用下支座產(chǎn)生變形，從而影響結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，其反力與結(jié)構(gòu)支承端相應(yīng)的位移成正比；

(5)荷載簡化：

荷載簡化為作用在桿件軸線上。風(fēng)、地震作用簡化 作用面積不大：按集中荷載考慮； 作用面積較大：按分布荷載考慮； 相聯(lián)作用給予的反作用力：力偶荷載； 最后化成三大作用：線荷載、集中荷載及力偶荷載。(6)材料性質(zhì)簡化：

材料假設(shè)為連續(xù)的、均勻的、各向同性的、完全彈性或彈塑性的。例：框架結(jié)構(gòu)的框架計算

選擇合適計算簡圖的重要性、可變性、復(fù)雜性，主要根據(jù)前人經(jīng)驗和工程實際。同一結(jié)構(gòu)，要求不同，可以簡化為不同的計算簡圖。

§ 1-4桿件結(jié)構(gòu)的分類

① 按軸線和外力的空間位置劃分：平面結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu) ② 按桿件聯(lián)結(jié)性質(zhì)劃分：鉸結(jié)結(jié)構(gòu)：桁架

剛結(jié)結(jié)構(gòu)：剛架 混合結(jié)構(gòu)：

③桿系結(jié)構(gòu)按其受力特性不同可分為：

1、梁：桿件軸線一般為直線（除曲梁），可以是單個桿件，也可以是多個桿件，有單多跨之分。受彎構(gòu)件，M、V。軸線常為直線

簡支梁

外伸梁

懸臂梁

多跨靜定梁

單跨超靜定梁

連續(xù)梁

（圖示）

2、拱：軸線為曲線，在豎向荷載作用下會產(chǎn)生水平反力(推力)，M、N、V

3、剛架：由許多梁柱組成，結(jié)點以剛結(jié)點為主，各桿主要受彎，柱子附帶受軸力。M、V、N

4、桁架：由許多直桿組成，所有結(jié)點全是鉸結(jié)點，只有結(jié)點荷載作用時，各桿只有軸力。屋架、吊車、大跨

5、組合結(jié)構(gòu)：存在組合結(jié)點。有些桿件只有N(軸力桿、二力桿)，而另一些桿件同時有M、N、V(梁式桿)。主要由桁架和梁或桁架和剛架組合而成。

6、懸索結(jié)構(gòu)：承重結(jié)構(gòu)為懸掛于塔、柱上的纜索，只有軸向拉力

④按計算方法劃分：

靜定結(jié)構(gòu)：只靠平衡條件求解

超靜定結(jié)構(gòu)：平衡條件＋變形條件。⑤按支座反力的方向不同：

梁式結(jié)構(gòu)：只產(chǎn)生豎向支反力

拱式結(jié)構(gòu)：豎向支反力＋向內(nèi)水平推力

懸式結(jié)構(gòu)：豎向支反力＋向外水平拉力