结构力学教学大纲

第一篇：结构力学教学大纲

课程名称： 结构力学

课程类型： 必修课

学 时： 72学时+程序设计计算（一周）

适用对象： 土木 先修课程： 高等数学、物理、理论力学、材料力学

一、课程的性质、目的与任务以及对先开课程要求

结构力学是土木专业的一门重要专业基础课，它与高等数学、物理、理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、钢结构学、钢筋混凝土结构学、结构设计课有密切联系。结构力学课程的任务是使学生学习结构分析理论，即结构（主要是杆系结构）在外因作用下的强度、刚度的计算理论，掌握杆系结构的静力分析方法，了解常用结构形式的受力性能，初步学会运用结构力学的基本分析方法分析结构设计和工程实践中的力学问题，为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。培养结构分析和计算能力。学习结构力学需具有高等数学、物理、理论力学、材料力学的基本静力原理和计算方法（含计算机技能）知识。

二、教学重点及难点

基本概念、基本理论和计算方法

三、与其他课程的关系

高等数学、物理、理论力学、材料力学是结构力学的前期准备，同时它又为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。

四、教学内容、学时分配及其本要求

第一章 绪论（2学时）

结构力学的任务和学习方法，结构计算简图及其简化要点，杆系结构的分类

第二章 几何构造分析（3学时）

基本要求：

能运用基本规律判定体系的几何不变性，用计算自由度概念对体系进行定性 的分析

重点：

无多余约束的几何不变体系的基本组成规律

难点：

熟练运用基本规律对体系进行分析

第一节 几何构造分析的几个概念

第二节平面几何不变体系的组成规律

第三节平面杆件体系的计算自由度

第三章 静定结构受力分析（12学时）

基本要求：

能运用截面法求任意界面的内力，并用叠加法及荷载与内力的关系作各种结构的内力图

重点：

截面法、叠加法

难点：

熟练的运用截面法、叠加法作各种结构的内力图

第一节 静定多跨粱

第二节 静定平面刚架

第三节 静定平面桁架

第四节 组合结构

第五节 三铰拱

第四章 静定结构总论（2学时）

基本要求：

静定结构受力分析方法，静定结构的一般性质，各种结构形式的受力特点，刚体虚功原理。

重点：静定结构受力分析方法、一般性质及各种结构形式的受力特点。

难点：静定结构受力分析方法。

第一节 隔离体方法及其截取顺的优选

第二节 几何构造分析与受力分析之间的对偶关系

第三节 零载法

第四节 刚体体系的虚功原理

第五节 静定结构的一般性质

第六节 各种结构型式的受力特点

第五章 影响线（6学时）

基本要求：移动荷载概念，影响线概念，用静力法作简支梁影响线，机动法作影响线，影响线的应用，简支梁包络图和绝对最大弯矩。

重点：影响线概念、作影响线的方法及影响线的应用。

难点：作影响线的方法及影响线的应用。

第一节 移动荷载和影响线的概念

第二节 静力法作简支梁的影响线

第三节 结点荷载作用下梁的影响线

第四节 机动法作影响线

第五节 影响线的应用

第六章 位移计算（8学时）

基本要求：虚功原理，单位荷载法，结构位移计算的一般公式，荷载作用下的位移计算，图乘法，温度作用时的位移计算、广义位移计算、互等定理。

重点：荷载作用下的位移计算，图乘法。

难点：结构位移计算的一般公式，图乘法。

第一节 应用虚功原理求刚体体系的位移

第二节 结构位移计算的一般公式

第三节 荷载作用下的位移计算及算例

第四节 图乘法

第五节 温度作用时的位移计算

第六节 广义位移计算、互等定理

第七章 力法（12学时）

基本要求：超静定结构的组成和超静定次数，力法的基本概念，超静定刚架和排架计算，超静定桁架和组合结构，支座移动和温度改变时的计算，超静定结构的位移计算，超静定结构计算的校核，对称结构的计算。

重点：力法的基本思路,解题方法及步骤。

难点：力法的基本概念的理解。

第一节 超静定结构的组成和超静定次数

第二节 力法的基本概念

第三节 超静定刚架和排架计算

第四节 超静定桁架和组合结构 第五节 对称结构的计算

第六节 超静定拱的计算

第七节 支座移动和温度改变时的计算

第八节 超静定结构的位移计算

第九节，超静定结构计算的校核

第八章 位移法（10学时）

基本要求：位移法的基本概念，等截面杆件的刚度方程，无侧移刚架的计算，有侧移刚架的计算，对称结构的计算，位移法的基本体系。

重点：位移法的基本概念，解题方法及步骤。

难点：位移法的基本概念的理解，基本未知量的确定。

第一节 位移法的基本概念

第二节 等截面杆件的刚度方程

第三节 无侧移刚架的计算

第四节 有侧移刚架的计算

第五节 位移法的基本体系

第六节 对称结构的计算

第九章 渐近法（5学时）

基本要求：力矩分配法的基本概念，多结点的力矩分配，对称结构的计算，力矩分配法与位移法的联合应用。

重点：力矩分配法的基本概念，解题方法及步骤。

难点：力矩分配法的基本概念的理解。

第一节 力矩分配法的基本概念

第二节 多结点的力矩分配

第三节 对称结构的计算 第四节 力矩分配法与位移法的联合应用

第十章 矩阵位移法（10学时）

基本要求：矩阵位移法概述，单元刚度矩阵，连续梁的整体刚度矩阵、刚架的整体刚度矩阵，等效节点荷载、计算步骤及算例，连续梁和刚架的计算程序和操作。

其中讲授学时10学时。

重点：单元刚度矩阵、整体刚度矩阵、等效节点荷载集成及计算步骤。

难点： 整体刚度矩阵、等效节点荷载集成。

第一节 矩阵位移法概述

第二节 单元刚度矩阵

第三节 连续梁的整体刚度矩阵

第四节 刚架的整体刚度矩阵

第五节 等效节点荷载

第六节 计算步骤及算例

第七节 连续梁和刚架的计算程序和操作

第十一章.超静定结构总论（2学时）

基本要求：基本解法的分类超静定结构和比较，基本解法的推广和联合应用，超静定结构的特征，关于计算简图的补充讨论。

重点：基本解法的分类超静定结构和比较，超静定结构的特征。

难点：基本解法的分类超静定结构和比较。

第一节 超静定结构基本解法的分类和合理选用

第二节 基本解法的推广和联合应用 第三节 超静定结构的特征

第四节 关于计算简图的补充讨论

五、参考文献目录

这里列出一些结构力学教学用书和专题参考书，供读者参考和选读。学术论文均未列入。书目按早期、近期和专题三部分排列。早期教材在我国教育历史上起过重要作用，许多地方还有参考价值。1.早期教材

[1]蔡方荫,《普通结构学》，国立编译馆，商务印书馆，1946。这是我国第一本关于静定结构力学的中文教材，是作者在清华大学、西南联大、南昌大学教学经验的结晶，计算方法汇集甚广，为本书的主要特色。

[2]王达时，《高等结构学》，正中书局，1942。这是我国第一本关于超静定结构力学的中文教材。

[3]金涛，《超定结构解法》，著者自印自发行，1947。

[4]钱令希，《超静定结构力学》，中国科学图书仪器公司，1951；科技卫生出版社，1958新一版。思路清晰、简洁而具有启发性，是一本有特色的教材。

[5]钱令希，《静定结构学》，中国科学图书仪器公司，1952。

[6]金宝桢，《超静定结构学》，龙门联合书局，1951。

[7]蔡方荫，《变截面刚构分析》，中国科学图书仪器公司，1954。

[8]蔡方荫《变截面刚构分析续编》，科学出版社，1956。

[9]俞忽，《静不定结构》，高等教育出版社，1954。

[10]金宝桢、杨式德、牛宝华编，金宝桢主编，《结构力学》，高等教育出版社，第一版，1958；第二版，1964。这是一本内容丰富，取材得当，说理透彻，文字简洁，在五、六十年代流传较广，影响较大的教材。

[11]杨耀乾，《结构力学》，人民教育出版社，1958。

[12]中南土木建筑学院结构理论教研组，《结构力学》，高等教育出版社，第一版，1958；湖南大学结构力学教研室，第二版，1965。

[13]武汉水利电力学院建筑力学教研组，《结构力学》，水利电力出版社，1960。

[14]钟朋主编，《结构力学习题集》，高等教育出版社，1965。

[15]龙驭球，包世华，《结构力学》上册，高等教育出版社，1966。

[16]清华大学建筑工程系（杨式德，龙驭球，包世华），《结构力学》，中国建筑工业出版社，1974。

[17] Раσинович，И.M.,Kypc cTроuTenbноǚ мeханuкu cTeржнeвыx сuc Teм, 清华大学结构力学及钢木结构教研室译，高等教育出版社，1954。

[18] Раσинович，И.M., СTроuTenbная мeханuкa cTeржнeвыx сuc Teм，同济大学结构力学教研室译, 高等教育出版社,1958。

[19]Πрокоφeв,И.Π.,Τеοрuя сооружeнuǚ, 唐山铁道学院陈英俊等译,商务印书馆,1953;高等教育出版社,1954。

[20]Жemoчкин,В.Н.,Пащeвсκий, Д.П.,Статuка сооружeнuǚ, 大连工学院土木系结构教研室译,龙门联合民局,1953。

[21] Дарков，А.B.，Kyзнецов，B.И., Статuка соорyжeнuŭ(第四版)，愈忽译，人民铁道出版社，1955。СtроuTenbная мeханuкa(第五版), 愈忽译,高等教育出版社,1958。

[22] Τіmоshenko٫S.P.٫Yоung٫D.H.٫Theory of Structures٫McGraw-Hill٫ 1965。

[23] Wilbur٫J.B.٫Norris٫C.H.٫Elementary Structural Analysis٫McGraw-Hill٫ 1960。2．近期教材

[24]湖南大学、天津大学、合肥工业大学合编，杨天祥主编，《结构力学》，高等教育出版社，（第一版）1979；（第二版，杨天祥主编）1986。此书为土建类专业编写。

[25]清华大学结构力学教研组编，龙驭球，包世华主编，《结构力学》，高等教育出版社，1979。此书为五年制教材。

[26]湖南大学、西南交通大学、长沙铁道学院合编，李廉锟主编，《结构力学》，高等教育出版社，（第一版）1979，（第二版李廉锟主编）1983。此书为道桥类专业编写。

[27]大连工学院、天津大学编，《结构力学》，高等教育出版社，1980。此

第二篇：结构力学教学大纲

课程名称：结构力学

课程类型：必修课

学时： 72学时+程序设计计算（一周）

适用对象：土木 先修课程：高等数学、物理、理论力学、材料力学

一、课程的性质、目的与任务以及对先开课程要求

结构力学是土木专业的一门重要专业基础课，它与高等数学、物理、理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、钢结构学、钢筋混凝土结构学、结构设计课有密切联系。结构力学课程的任务是使学生学习结构分析理论，即结构（主要是杆系结构）在外因作用下的强度、刚度的计算理论，掌握杆系结构的静力分析方法，了解常用结构形式的受力性能，初步学会运用结构力学的基本分析方法分析结构设计和工程实践中的力学问题，为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。培养结构分析和计算能力。学习结构力学需具有高等数学、物理、理论力学、材料力学的基本静力原理和计算方法（含计算机技能）知识。

二、教学重点及难点

基本概念、基本理论和计算方法

三、与其他课程的关系

高等数学、物理、理论力学、材料力学是结构力学的前期准备，同时它又为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。

四、教学内容、学时分配及其本要求

第一章绪论（2学时）

结构力学的任务和学习方法，结构计算简图及其简化要点，杆系结构的分类

第二章几何构造分析（3学时）

基本要求：

能运用基本规律判定体系的几何不变性，用计算自由度概念对体系进行定性的分析

重点：

无多余约束的几何不变体系的基本组成规律

难点：

熟练运用基本规律对体系进行分析

第一节几何构造分析的几个概念

第二节平面几何不变体系的组成规律

第三节平面杆件体系的计算自由度

第三章静定结构受力分析（12学时）

基本要求：

能运用截面法求任意界面的内力，并用叠加法及荷载与内力的关系作各种结构的内力图

重点：

截面法、叠加法

难点： 熟练的运用截面法、叠加法作各种结构的内力图

第一节静定多跨粱

第二节静定平面刚架

第三节静定平面桁架

第四节组合结构

第五节三铰拱

第四章静定结构总论（2学时）

基本要求：

静定结构受力分析方法，静定结构的一般性质，各种结构形式的受力特点，刚体虚功原理。

重点：静定结构受力分析方法、一般性质及各种结构形式的受力特点。

难点：静定结构受力分析方法。

第一节隔离体方法及其截取顺的优选

第二节几何构造分析与受力分析之间的对偶关系

第三节零载法

第四节刚体体系的虚功原理

第五节静定结构的一般性质

第六节各种结构型式的受力特点 第五章影响线（6学时）

基本要求：移动荷载概念，影响线概念，用静力法作简支梁影响线，机动法作影响线，影响线的应用，简支梁包络图和绝对最大弯矩。

重点：影响线概念、作影响线的方法及影响线的应用。

难点：作影响线的方法及影响线的应用。

第一节移动荷载和影响线的概念

第二节静力法作简支梁的影响线

第三节结点荷载作用下梁的影响线

第四节机动法作影响线

第五节影响线的应用 第六章位移计算（8学时）

基本要求：虚功原理，单位荷载法，结构位移计算的一般公式，荷载作用下的位移计算，图乘法，温度作用时的位移计算、广义位移计算、互等定理。

重点：荷载作用下的位移计算，图乘法。

难点：结构位移计算的一般公式，图乘法。

第一节应用虚功原理求刚体体系的位移

第二节结构位移计算的一般公式

第三节荷载作用下的位移计算及算例

第四节图乘法

第五节温度作用时的位移计算

第六节广义位移计算、互等定理

第七章力法（12学时）

基本要求：超静定结构的组成和超静定次数，力法的基本概念，超静定刚架和排架计算，超静定桁架和组合结构，支座移动和温度改变时的计算，超静定结构的位移计算，超静定结构计算的校核，对称结构的计算。

重点：力法的基本思路,解题方法及步骤。

难点：力法的基本概念的理解。

第一节超静定结构的组成和超静定次数

第二节力法的基本概念

第三节超静定刚架和排架计算

第四节超静定桁架和组合结构

第五节对称结构的计算

第六节超静定拱的计算

第七节支座移动和温度改变时的计算

第八节超静定结构的位移计算

第九节，超静定结构计算的校核 第八章位移法（10学时）

基本要求：位移法的基本概念，等截面杆件的刚度方程，无侧移刚架的计算，有侧移刚架的计算，对称结构的计算，位移法的基本体系。

重点：位移法的基本概念，解题方法及步骤。

难点：位移法的基本概念的理解，基本未知量的确定。

第一节位移法的基本概念

第二节等截面杆件的刚度方程

第三节无侧移刚架的计算

第四节有侧移刚架的计算

第五节位移法的基本体系

第六节对称结构的计算 第九章渐近法（5学时）

基本要求：力矩分配法的基本概念，多结点的力矩分配，对称结构的计算，力矩分配法与位移法的联合应用。

重点：力矩分配法的基本概念，解题方法及步骤。

难点：力矩分配法的基本概念的理解。

第一节力矩分配法的基本概念

第二节多结点的力矩分配

第三节对称结构的计算

第四节力矩分配法与位移法的联合应用

第十章矩阵位移法（10学时）

基本要求：矩阵位移法概述，单元刚度矩阵，连续梁的整体刚度矩阵、刚架的整体刚度矩阵，等效节点荷载、计算步骤及算例，连续梁和刚架的计算程序和操作。

其中讲授学时10学时。重点：单元刚度矩阵、整体刚度矩阵、等效节点荷载集成及计算步骤。

难点：整体刚度矩阵、等效节点荷载集成。

第一节矩阵位移法概述

第二节单元刚度矩阵

第三节连续梁的整体刚度矩阵

第四节刚架的整体刚度矩阵

第五节等效节点荷载

第六节计算步骤及算例

第七节连续梁和刚架的计算程序和操作

第十一章.超静定结构总论（2学时）

基本要求：基本解法的分类超静定结构和比较，基本解法的推广和联合应用，超静定结构的特征，关于计算简图的补充讨论。

重点：基本解法的分类超静定结构和比较，超静定结构的特征。

难点：基本解法的分类超静定结构和比较。

第一节超静定结构基本解法的分类和合理选用

第二节基本解法的推广和联合应用

第三节超静定结构的特征

第四节关于计算简图的补充讨论

五、参考文献目录

这里列出一些结构力学教学用书和专题参考书，供读者参考和选读。学术论文均未列入。书目按早期、近期和专题三部分排列。早期教材在我国教育历史上起过重要作用，许多地方还有参考价值。1.早期教材

[1]蔡方荫,《普通结构学》，国立编译馆，商务印书馆，1946。这是我国第一本关于静定结构力学的中文教材，是作者在清华大学、西南联大、南昌大学教学经验的结晶，计算方法汇集甚广，为本书的主要特色。

[2]王达时，《高等结构学》，正中书局，1942。这是我国第一本关于超静定结构力学的中文教材。

[3]金涛，《超定结构解法》，著者自印自发行，1947。

[4]钱令希，《超静定结构力学》，中国科学图书仪器公司，1951；科技卫生出版社，1958新一版。思路清晰、简洁而具有启发性，是一本有特色的教材。

[5]钱令希，《静定结构学》，中国科学图书仪器公司，1952。

[6]金宝桢，《超静定结构学》，龙门联合书局，1951。

[7]蔡方荫，《变截面刚构分析》，中国科学图书仪器公司，1954。

[8]蔡方荫《变截面刚构分析续编》，科学出版社，1956。

[9]俞忽，《静不定结构》，高等教育出版社，1954。

[10]金宝桢、杨式德、牛宝华编，金宝桢主编，《结构力学》，高等教育出版社，第一版，1958；第二版，1964。这是一本内容丰富，取材得当，说理透彻，文字简洁，在五、六十年代流传较广，影响较大的教材。

[11]杨耀乾，《结构力学》，人民教育出版社，1958。

[12]中南土木建筑学院结构理论教研组，《结构力学》，高等教育出版社，第一版，1958；湖南大学结构力学教研室，第二版，1965。

[13]武汉水利电力学院建筑力学教研组，《结构力学》，水利电力出版社，1960。

[14]钟朋主编，《结构力学习题集》，高等教育出版社，1965。

[15]龙驭球，包世华，《结构力学》上册，高等教育出版社，1966。

[16]清华大学建筑工程系（杨式德，龙驭球，包世华），《结构力学》，中国建筑工业出版社，1974。

[17] Раσинович，И.M.,Kypc cTроuTenbноǚмeханuкu cTeржнeвыx сuc Teм, 清华大学结构力学及钢木结构教研室译，高等教育出版社，1954。

[18] Раσинович，И.M., СTроuTenbнаямeханuкa cTeржнeвыx сuc Teм，同济大学结构力学教研室译, 高等教育出版社,1958。

[19]Πрокоφeв,И.Π.,Τеοрuясооружeнuǚ, 唐山铁道学院陈英俊等译,商务印书馆,1953;高等教育出版社,1954。

[20]Жemoчкин,В.Н.,Пащeвсκий, Д.П.,Статuкасооружeнuǚ, 大连工学院土木系结构教研室译,龙门联合民局,1953。

[21] Дарков，А.B.，Kyзнецов，B.И., Статuка соорyжeнuŭ(第四版)，愈忽译，人民铁道出版社，1955。СtроuTenbная мeханuкa(第五版), 愈忽译,高等教育出版社,1958。

[22] Τіmоshenko٫S.P.٫Yоung٫D.H.٫Theory of Structures٫McGraw-Hill٫ 1965。

[23] Wilbur٫J.B.٫Norris٫C.H.٫Elementary Structural Analysis٫McGraw-Hill٫ 1960。

第三篇：结构力学讲稿

第一章 绪论

§1-1结构力学的研究对象和任务

一、力：物体之间的相互作用；

力学：理论力学，弹性力学，材料力学，结构力学，塑性力学，粘塑性力学，液体力学，断裂力学等

结构：用建筑材料组成在建筑物中承担荷载并起骨架作用的部分，称为结构。如梁、柱、楼板、桥梁、堤坝及码头等。

结构力学：研究杆件结构的组成形式及外因作用下的强度、刚度和稳定性问题。

构件：结构中的各个组成部分称为构件。

二、结构的类型：

从结构型式划分：砖混结构、框架结构、框架剪力墙结构、框剪结构、筒体结构等；

从建筑材料划分：砖石结构、混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢结构、组合结构等；

从空间角度划分：平面结构、空间结构等 以上结构从几何角度来分，有：

杆系结构：由杆件组成，杆件的长度远大于其横截面的宽度和高度，这是本课的研究内容。

板壳结构：厚度尺寸远小于长度和宽度，即薄壁结构；弹性力学 实体结构：长、宽、高三个几何尺寸属于同一数量级；弹性力学 结构力学研究对象：平面杆系结构

注： 结构力学：常指狭义的方面，即杆件结构力学。

三、任务：（土木工程项目建设过程）

1）业主投资：可行性研究、报建立项、城建规划土地批文、招标投标 2）设计：方案、（工艺）、建筑、结构、设备（水暖电火自控）[初步、技术、施工] 3）施工（承包人、材料供应、运输、保险、质检、定额、银行）、投入运行 4）全过程控制：监理

5）结构设计：结构方案（合理布置）、竖向承重体系、水平承重体系、附属结构体系、施工图

6）初步方案+尺寸+材料、外力（静动荷载+支座反力）、内力（应力）+位移（应变变形）、强度刚度稳定性设计动力响应、最后尺寸材料（钢、木、钢筋混凝土、组合）（修正或验证）

四、为了使结构既能安全、正常地工作，又能符合经济的要求，就要对其进行强度、刚度和稳定性（三种破坏形式）的计算。材料力学：研究单个杆件的强度、刚度及稳定性问题； 结构力学：以杆件结构为研究对象；

弹性力学：对杆件作更精确的分析，并以板、壳、块体等实体结构为研究对象。

五、结构力学的任务：(1)研究结构的组成规则和合理形式等问题(组成规则：保证结构各部分之间不能发生相对运动，以承担预定的荷载；合理形式：为了充分发挥结构的性能，更有效地利用材料，以达到安全、经济的目的。)

(2)研究结构在外界因素(如荷载、温度变化及支座移动)的影响下，结构的反力、内力和 位移的计算原理和方法。求出内力和位移后，可根据材料力学按强度条件和刚度条件来选取或验算各杆的截面尺寸，这已不是结构力学的研究方法。

(3)研究结构的稳定性，以保证不会失稳破坏，如柱子细长问题以及在动力荷载作用下的 结构反应。

上述各处方面(强度、刚度、合理形式及稳定性)都与内力密切相关。因此，各种结构的内力计算方法成为研究重点。

§1-2荷载的分类

一、定义：

荷载：主动作用在结构上的外力。自重、风、地震

广义荷载：外力、温度改变、支座沉降、制造误差、材料的收缩及松驰、地震作用、风荷载 作用（效应）：引起结构受力或变形的外因。

进行结构计算前，确定荷载大小很关键：若估计过大，消耗材料，浪费；若估计过小，无法保证结构的安全。《建筑结构荷载规范》

二、分类：

1、按作用时间的久暂：

恒载：（永久、长期）自重 活载：（暂时，大小方向作用点随时间变化）人群、雪、风可动：在结构上可能占有任意位置的活荷载

移动：一组相互平行、间距不变，且在结构上移动的活荷载（吊车、车辆在桥上移动）

2、作用面积范围：

分布面积/结构尺寸的相对比值，按分布情况：集中荷载、分布荷载（特例：均布荷载）

3、作用性质（对结构产生的动力效应）：

静力荷载：略去惯性力的影响，大小方向作用点不随时间变化或变化极为缓慢，无加速度。

动力荷载：使结构产生不容忽视的加速度，冲击、振动。随时间变化迅速或在短时间内突然作用或突然消失、动力效应不大的动力荷载可以简化为静力荷载

4、接触方式：

直接、间接，主次梁体系，（绘图表示）

5、作用位置：

固定荷载、移动荷载

6、按荷载规范：

主要荷载：指结构在正常使用条件下经常作用着的荷载，如结构自重、车辆荷载；

附加荷载：指不经常作用的荷载，如风压力、温度变化等；

特殊荷载：指特殊事故引起的或在特殊情况下才发生的荷载，如地震作用、因部分结构损坏引起的载荷等。

§1-3结构的计算简图

一、实际结构：十分复杂，完全按照原结构的实际情况进行分析是不可能的，也是不必要的，因此，对实际结构进行力学计算之前，必须加以简化，略去不重要的细节，显示其基本特点，用一个简化的图形来代替实际结构。

计算简图：意义：实际结构极其复杂，分析前，将其实体结构加以简化，用一个简化的图形来代替实际结构。计算简图要慎重选取：若细节一一考虑，工作量大，也不为人所接受；若太简单，不能反映实际受力情况，造成工程事故。

选择计算简图的原则：

(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。

二、简化方法：四方面简化（结合厂房承重结构体系）(1)结构体系简化：空间结构→平面结构、例如 图示多层框架结构体系

(2)杆件简化：一维杆件，截面尺寸比杆件长度小得多，且截面上应力可以根据截面的内力来确定，用轴线代替杆件。杆件长度即结点间距，荷载作用点移到轴线上。如拱：圆弧；(3)结点简化：根据结点的受力状态和构造情况而定。影响结点受力状态的因素有：一是结点的构造情况，另一就是结点的几何组成情况

结点：杆件的汇交点，一般简化成以下三种形式：

铰结点：各杆在连接区不能相对移动，但可绕该节点自由转动，即可以传递力，但不能传递力矩，示意(a)

刚结点：各杆在连接区既不能相对移动，也不能相对转动(各杆轴线间夹角变形前 后一致)，即可以传递力，也可以传递力矩。如现浇钢筋混凝土结点。示意(b)

组合结点：同时具有以上两种节点的特征。示意(c)

单铰与复铰

单刚结点及复杂刚结点

(4)支座简化：

支座：结构与基础联结装置。支座将产生支座反力，因此在结构计算中所选用的支座简图必须与支座的实际构造和变形相符合。通常有以下几种：

活动铰支座(滚轴支座)：在支承部分有一个铰结构或类似于铰结构的装置。构件绕铰心转，并沿支承面移动。反力只有竖向力Y，(固定)铰支座：被支承的部分可以转动，但不能移动，能提供两个反力X、Y。支座反力通过铰点，但方向大小未定，一般处理方法将这种支座反力分解成互相垂直的支座反力，其方向任意选定，最后由计算结果的正负确定方向。

固定支座：被支承的部分完全被固定，不发生任何移动或转动，能提供三个反力

X、Y、M

滑动支座(定向支座)：不能转动，不能沿垂直于支承面的方向移动，但可沿支承方向滑动，能提供反力矩M和一个反力，(不多见，常在对称法计算中及机动法研究影响线中用)

（示意支座画法、支座反力、及在结构中的应用）

以上为刚性支座：支座在外荷载作用下本身不产生变形；

弹性支座：实际工程中，支承部分有一定的弹性。在外荷载作用下支座产生变形，从而影响结构的内力和变形，其反力与结构支承端相应的位移成正比；

(5)荷载简化：

荷载简化为作用在杆件轴线上。风、地震作用简化 作用面积不大：按集中荷载考虑； 作用面积较大：按分布荷载考虑； 相联作用给予的反作用力：力偶荷载； 最后化成三大作用：线荷载、集中荷载及力偶荷载。(6)材料性质简化：

材料假设为连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。例：框架结构的框架计算

选择合适计算简图的重要性、可变性、复杂性，主要根据前人经验和工程实际。同一结构，要求不同，可以简化为不同的计算简图。

§ 1-4杆件结构的分类

① 按轴线和外力的空间位置划分：平面结构，空间结构 ② 按杆件联结性质划分：铰结结构：桁架

刚结结构：刚架 混合结构：

③杆系结构按其受力特性不同可分为：

1、梁：杆件轴线一般为直线（除曲梁），可以是单个杆件，也可以是多个杆件，有单多跨之分。受弯构件，M、V。轴线常为直线

简支梁

外伸梁

悬臂梁

多跨静定梁

单跨超静定梁

连续梁

（图示）

2、拱：轴线为曲线，在竖向荷载作用下会产生水平反力(推力)，M、N、V

3、刚架：由许多梁柱组成，结点以刚结点为主，各杆主要受弯，柱子附带受轴力。M、V、N

4、桁架：由许多直杆组成，所有结点全是铰结点，只有结点荷载作用时，各杆只有轴力。屋架、吊车、大跨

5、组合结构：存在组合结点。有些杆件只有N(轴力杆、二力杆)，而另一些杆件同时有M、N、V(梁式杆)。主要由桁架和梁或桁架和刚架组合而成。

6、悬索结构：承重结构为悬挂于塔、柱上的缆索，只有轴向拉力

④按计算方法划分：

静定结构：只靠平衡条件求解

超静定结构：平衡条件＋变形条件。⑤按支座反力的方向不同：

梁式结构：只产生竖向支反力

拱式结构：竖向支反力＋向内水平推力

悬式结构：竖向支反力＋向外水平拉力

第四篇：结构力学感想

感悟结构力学

这学期开设土木工程专业基础课结构力学，给我第一印象是：难并且复杂，但是实用。结构力学(Structural Mechanics)是固体力学的一个分支，它主要研究工程结构受力和传力的规律，以及如何进行结构优化的学科，它是土木工程专业和机械类专业学生必修的学科。我以后专业方向可能选择结构方向，那么未来的工作和学习很可能一直需要学习结构力学并且研究它。下面谈谈对结构力学初步的感悟。

结构力学研究的内容包括结构的组成规则，结构在各种效应（外力，温度效应，施工误差及支座变形等）作用下的响应，包括内力（轴力，剪力，弯矩，扭矩）的计算，位移（线位移，角位移）计算，以及结构在动力荷载作用下的动力响应（自振周期，振型）的计算等。结构力学通常有三种分析的方法：能量法，力法，位移法，由位移法衍生出的矩阵位移法后来发展出有限元法，成为利用计算机进行结构计算的理论基础。这三种分析方法实用而且能把复杂的问题简单化，也就是简化实际工程中的问题。在实际生活中，结构无处不在，结构体系是整个工程核心，结构一旦出问题，那么整个工程体系将会出现问题。土建、水利等建筑工程首先考虑的就是建筑工程的结构，结构就是组成工程的灵魂。任何复杂的工程体系都可以简化成一个个简单的结构体系来分析，进而强化改进整个建筑，使它们能够更安全、更经济、更耐久，满足工程需要。

结构力学在当前的实际中要靠建筑设计作为基础，在满足该设计的前提下进行结构分析与设计，单纯的从结构方面进行的建筑必定难以满足美观的要求，而在现在的建筑中，没有好的外观，纵使你的结构固若金汤也很难被接受。多数情况下，结构设计在建筑设计之后支持那些设计师设计出的外观。结构力学的学习就是为了这一目标，为建筑设计师设计出的建筑图纸设计满足要求的结构，最实用的东西，往往在幕后下功夫，不可否认，结构是关键性作用。以后我如果学习结构的话，那么我将是一个幕后英雄了。

这学期的结构力学，算是初次接触，好多内容都不好理解，理论的东西都很抽象，我只能说我思维跟不上，也不可否认用的功课不够。在结构力学学习的过程中，培养了一个简化问题的能力吧，结构力学的核心思想就是简化，把复杂的问题简单化，把复杂的结构简化成一个个基本体系去分析，解决相应的力学问题。这个核心思想如果掌握了，有很大的用途，不只是结构力学的学习，其他生活实际问题中，我们也会变得化繁为简，把问题变简单易于解决。举个最简单的现实例子，结构力学中合理拱轴线的分析，我们在三绞拱的上面填土，我们通过结构力学中对三绞拱轴线的分析，我们可以计算出在一定土重量下最合理的轴线是怎样的，这可以应用于拱桥的设计中。设计最合理的拱轴线，可以让拱桥在承受理论压力的同时以一个最美观、最节省材料的形式出现。当然节省材料也就意味着节省了建造成本，却没有降低工程质量，这就是理论计算与实际工程密不可分，理论的计算一定要为建筑实际情况而服务。说到这里，这又是学习结构力学的另外一个心得了。

结构力学是工程实践的前提计算，鉴于这一点，我们学习过程中，不能死板，一定要有创新精神，结合实际的问题去进行理论分析，切不可死抓理论而忽略工程实际。比如，实际工程的材料问题，我们的结构也需要材料的支持，材料的性能严重影响结构的安全性。我们的结构理论分析计算要将材料的性能考虑在内才会有实际的意义，否则不过是纸上谈兵。我们不仅要学习最好的结构方式，也要学习达到结构要求的情况下节约成本，符合经济的要求。我认为结构力学的结构分析，是对结构的综合性能分析，位移、形变、受力等等问题。

学习结构力学，毫不夸张的讲，培养了我们很多方面的能力。首先是分析问题的能力，它培养了我们多方面的分析能力：选择结构计算简图的能力、进行力系平衡分析和变形几何分析的能力、选择计算方法的能力。其次是计算能力，结构力学的计算不像数学问题那么纷繁复杂，但是它需要计算步骤，对计算结果进行定量校核定性判断的能力，这些对我们日后的工作有很大的帮助。再者就是可以培养我们的自学能力，结构力学内容丰富，并且内容广泛，如果想要学好，光靠老师的讲解根本不够，多的是需要我们自己的学习与理解。

第五篇：结构力学心得体会

结构力学心得体会

本学期结构力学的课程已经接近尾声。主要是三部分内容，即渐近法、矩阵位移法和平面刚架静力分析的程序设计。通过为期八周的理论课学习和六次的上机课程设计，我收获颇丰。

而对结构力学半年的学习，也让我对这门学科有了很大的认识。结构力学是力学的分支，它主要研究工程结构受力和传力的规律以及如何进行结构优化的学科。工程力学是机械类工种的一门重要的技术基础课，许多工程实践都离不开工程力学，工程力学又和其它一些后绪课程及实习课有紧密的联系。所以，工程力学是掌握专业知识和技能不可缺少的一门重要课程。

首先，渐近法的核心是力矩分配法。计算超静定刚架，不论采用力法或位移法，都要组成和验算典型方程，当未知量较多时，解算联立方程比较复杂，力矩分配法就是为了计算简洁而得到的捷径，它是位移法演变而来的一种结构计算方法。其物理概念生动形象，每轮计算又是按同一步骤重复进行，进而易于掌握，适合手算，并可不经过计算节点位移而直接求得杆端弯矩，在结构设计中被广泛应用，是我们应该掌握的基本技能。本章要求我们能够熟练得运用力矩分配法对钢架结构进行力矩分配和传递，然后计算出杆端最后的弯矩，画出钢架弯矩图。其次，与上一学期所学的力法和位移法那些传统的结构力学基本方法相比，本学期所学的矩阵位移法是通过与计算机相结合，解决力法和位移法不能解决的结构分析题。其核心是杆系结构的矩阵分析，主要包括两部分内容，即单元分析和整体分析。矩阵位移法的程序简单并且通用性强，所以应用最广，也是我们本学期学习的重点和难点。本章要求我们掌握单位的刚度方程并且明白单位矩阵中每一个元素的物理意义，可以熟练的进行坐标转换，最为重要的是能够利用矩阵位移法进行计算。

最后，是平面钢架静力分析的程序设计。其核心是如何把矩阵分析的过程变成计算机的计算程序，实现计算机的自动计算。我们所学的是一种新的程序设计方法—PAD软件设计方法，它的程序设计包括四步：

1、把计算过程模块化，给出总体程序结构的PAD设计；２、主程序的PAD设计；

3、子程序的PAD设计；

4、根据主程序和子程序的PAD设计，用程序语言编写计算程序。要求我们具备结构力学、算法语言，即VB、矩阵代数等方面的基础知识。在上机利用VB 进行程序设计解答实际问题的过程中，我们遇到了各种各样的难题，每一道题得出最后的结果都不会那么容易轻松。第一，需要重视细节，在抄写程序代码时，需要同组人的分工合作，然后再把每一部分的代码合成一个整体然后运行，这就要求每个人都不能出任何差错，否则最后的代码就是错误的，不能正常运行。第二，需要熟练掌握结构分析题中的元素意义，并且能够熟练的根据程序中数据输入的顺序进行数据的准备和输入。第三，并不是所有题多能够利用一套程序代码解答出来，所以要求我们必须学会变通，具体问题具体对待，通过分析结构采用相应的程序代码。

结构力学要求我们的不仅仅是对知识点的掌握，更需要我们具有独立的思维方式，能够灵活多变的解答问题，最为重要的是它是对我们细心的一种磨练，也要求我们具有严谨的态度。收获的这些东西能够帮助我们解决结构力学的种种问题，更会帮助我们轻松的面对今后的学习和工作。