佛山科学技术学院
FOSHAN UNIVERSITY
2006年 3月
结构 力学
STRUCTURAL MECHANICS
FO
SHA
N
UN
IV
ERS
IT
Y
第一章 绪论
§ 1-1 结构力学的研究对象和任务
§ 1-2 结构计算简图
§ 1-3 杆系结构的分类
§ 1-4 荷载分类
FO
SHA
N
UN
IV
ERS
IT
Y
第一章 绪论
§ 1-1 结构力学的研究对象和任务
一、结构的概念
在构筑物中，起主要受力、传力及支承作
用的部分。
二、结构的分类
1、按构件的几何特征分为,
杆系结构（空间或平面）、板壳（薄壁,薄板、
薄壳）结构、实体结构。
<1>、杆系结构：由杆件组成。
几何特征：横截面 <<长度
FO
SHA
N
UN
IV
ERS
IT
Y
第一章 绪论
<2>、板壳（薄壁,薄板、薄壳）结构
几何特征,厚度 <<长度和宽度
<3>、实体结构
几何特征,结构的长,
宽、高属同一量级
FO
SHA
N
UN
IV
ERS
IT
Y
第一章 绪论
2,按结构型式划分为,
砖混结构, 框架结构, 框架剪力墙结
构, 剪力墙结构, 筒体结构等；
3,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；
4、从空间角度划分,
平面结构、空间结构等；
FO
SHA
N
UN
IV
ERS
IT
Y
第一章 绪论
示例 1
高层建筑 高耸结构
（杆系结构、框架结构,
钢筋混凝土结构等） （壳体结构、钢筋混凝土结构、空间结构等）
FO
SHA
N
UN
IV
ERS
IT
Y
第一章 绪论
示例 2
大跨结构
（杆系结构、空间网架结构、薄壳结构、钢结构等）
FO
SHA
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UN
IV
ERS
IT
Y
第一章 绪论
示例 3
桥梁结构
（杆系结构、悬索结构、钢筋混凝土结构等）
FO
SHA
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IV
ERS
IT
Y
第一章 绪论
示例 4
（实体、坝体结构,
钢筋混凝土结构） （实体结构、钢筋混凝土结构）
水利建筑 核电建筑
FO
SHA
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UN
IV
ERS
IT
Y
第一章 绪论
三,,结构力学, 研究的对象
平面杆系结构
四,,结构力学, 研究的内容（任务）
<1> 研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产
生的内力 (强度计算 )；
<2>研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产
生的变形 (刚度计算 )；
<3>* *分析平面杆系结构的稳定性；
<4>探讨平面杆系结构的组成规律及合理形成 ；
FO
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IV
ERS
IT
Y
第一章 绪论
结
构
力
学
结
构
力
学
基
础
结
构
力
学
专
题
几何组成分析
静定结构受力分析
结构位移计算
超静定结构受力分析
计算结构力学
影响线
梁
刚架
拱
桁架
组合结构
力法
位移法
力矩分配法
结构矩阵分析
结构动力计算
结构稳定计算 **
结构极限荷载 **
实验
FO
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Y
第一章 绪论
五、与其它课程的关系
, 结构力学, 讨论 平面杆系结构及构件 的强度、刚度、和稳定
问题。
前修课程,
, 理论力学, 着重讨论 物体 机械运动的规律。
, 材料力学, 讨论单根杆件的强度、刚度和稳定问题。
后续课程,
, 弹性力学,, 实体结构的强度、刚度和稳定问题。
注意,1、扩展和延伸, 理论力学, （力系的平衡、约束的性
质、质点系及刚体虚位移原理、运动及动力分析）,,材料力
学, （内力分析、强度、刚度和稳定性分析）的基础内容；是
,钢筋混凝土结构,,, 钢结构,,, 地基基础, 和, 结构抗
震设计,,, 毕业设计, 等课程和实践 环节的基础；
2、实用性强，计算结果是各类结构设计的依据。
3、基本理论、方法是计算机辅助设计软件的核心基础。
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Y
第一章 绪论
§ 1-2 结构计算简图
一、结构计算简图
在结构计算中，用以代替实际结构，并反应实际
结构主要受力和变形特点的计算模型。
二、结构计算简图的简化原则
1、反映实际结构的主要受力和变形特点：计算结
果安全可靠；
２、便于计算：简化程度与计算手段以及对结果的
要求相一致。
FO
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第一章 绪论
三、简化的内容
1、结构体系和构件的简化
空间杆系结构 平面杆系结构
杆系结构的杆件 其杆件轴线代替。
用杆轴线构成的几何轮廓代替原结构的几何尺寸，并且
所有杆件轴线都位于同一平面内，且通过结点的中心，
全部结点都当作理想铰结点。
2,材料性质的简化 结构为连续、均匀、各项
同性，完全弹性体
3、载荷的简化
自重或惯性力 体积力
其它物体通过接触面传给结构的作用力 表面力
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第一章 绪论
4、杆件之间连接 (结点）的简化 理想
结点代替杆件与杆件之间的连接
<１ >、铰结点
汇交于一点的杆端是用一个完全无磨擦
的光滑铰连结。铰结点所连各杆端可独自绕铰
心自由转动，即各杆端之间的夹角可任意改变。
单铰结点 复铰结点
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第一章 绪论
<２ >、刚结点
汇交于一点的杆端是用一个完全不变形的刚性结点连
结，形成一个整体。刚结点所连各杆端相互之间的夹
角不能改变。
单刚结点 复刚结点
<３ >、组合结点（半铰 )
刚结点与铰结点的组合体。
组合结点
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第一章 绪论
5、结构与基础之间连接 (支座）的简化
<１ >、活动铰支座
允许沿支座链杆垂直方向的微小移动。沿支座链杆
方向产生约束力。
限制 x方向位移 限制 y方向位移
支座反力 支座反力
FO
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第一章 绪论
<2>、固定铰支座
允许饶固定铰铰心的微小转动。过铰心产
生任意方向的约束力（分解成水平和竖直方
向的两个力）。
限制 x和 y方向位移 支座反力
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第一章 绪论
<3>、固定支座
不允许有任何方向的移动和转动，产生水
平、竖直及限制转动的约束力。
限制 x,y,z方向的移动 支座反力
及绕 A点的转动
FO
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第一章 绪论
§ 1-3 杆系结构的分类
不同的分类方法,
一,按结构体系
平面结构、空间结构
二,按几何特征
杆件、壳体、实体
三,按计算方法
静定结构、超静定结构
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第一章 绪论
四、按结构的受力特点
梁 ----由水平（或斜向）放臵杆件构成。梁
构件主要承受弯曲变形，是受弯构件。
直 梁 曲 梁
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第一章 绪论
刚架 ----不同方向的杆件用结点（至少有一
刚结点）连接构成。刚架杆件以受弯为主，
所以又叫梁式构件。
FO
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ERS
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Y
第一章 绪论
桁架 ----由若干直杆在两端用铰结点连接构成。
桁架杆件在结点荷载作用下，承受轴向变
形，是拉压构件。
FO
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第一章 绪论
拱 ---- -般由曲杆构成。在竖向荷载作用下
有水平支座反力（或称水平推力）。
不等高三铰拱 等高两铰拱
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第一章 绪论
组合结构 ----由梁式杆和桁架杆构成。
特殊的组合结构
----排架
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第一章 绪论
§ 1-4 荷载分类
一、按作用时间长短
恒载,永久作用在结构上。如结构自重、
永久设备重量。
活载,暂时作用在结构上。如人群、风、
雪（在结构上可占有任意位臵的 可动荷载 ）
及车辆、吊车（在结构上平行移动并保持间
距不变的 移动荷载 ）。
二、按作用位臵是否变化
固定荷载
移动荷载
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第一章 绪论
三、按作用性质（是否考虑惯性力影响）
静力荷载,荷载由零加至最后值的加载
过程中，结构始终保持静力平衡，即可忽略惯
性力的影响。
动力荷载,要考虑惯性力影响。
四、按与结构的接触情况,
直接荷载, 间接荷载
注,1、荷载：作用在结构上的主动力。
2、某些非荷载因素，如：制造（加工）
误差、温度变化（材料变形）、基础沉降等也
会在结构中产生内力、变形。
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第一章 绪论
小结,
1、结构的定义
2、从实际结构到计算简图的简化内容
材料、结构体系、杆件、结点,
支座,荷载
3、杆系结构分为梁、刚架、桁架、拱,
组合结构的分类依据
按受力特征
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2006年 3月
结构 力学
STRUCTURAL MECHANICS
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第一章 绪论
§ 1-1 结构力学的研究对象和任务
§ 1-2 结构计算简图
§ 1-3 杆系结构的分类
§ 1-4 荷载分类
FO
SHA
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IV
ERS
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Y
第一章 绪论
§ 1-1 结构力学的研究对象和任务
一、结构的概念
在构筑物中，起主要受力、传力及支承作
用的部分。
二、结构的分类
1、按构件的几何特征分为,
杆系结构（空间或平面）、板壳（薄壁,薄板、
薄壳）结构、实体结构。
<1>、杆系结构：由杆件组成。
几何特征：横截面 <<长度
FO
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第一章 绪论
<2>、板壳（薄壁,薄板、薄壳）结构
几何特征,厚度 <<长度和宽度
<3>、实体结构
几何特征,结构的长,
宽、高属同一量级
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第一章 绪论
2,按结构型式划分为,
砖混结构, 框架结构, 框架剪力墙结
构, 剪力墙结构, 筒体结构等；
3,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；
4、从空间角度划分,
平面结构、空间结构等；
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第一章 绪论
示例 1
高层建筑 高耸结构
（杆系结构、框架结构,
钢筋混凝土结构等） （壳体结构、钢筋混凝土结构、空间结构等）
FO
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第一章 绪论
示例 2
大跨结构
（杆系结构、空间网架结构、薄壳结构、钢结构等）
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第一章 绪论
示例 3
桥梁结构
（杆系结构、悬索结构、钢筋混凝土结构等）
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第一章 绪论
示例 4
（实体、坝体结构,
钢筋混凝土结构） （实体结构、钢筋混凝土结构）
水利建筑 核电建筑
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第一章 绪论
三,,结构力学, 研究的对象
平面杆系结构
四,,结构力学, 研究的内容（任务）
<1> 研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产
生的内力 (强度计算 )；
<2>研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产
生的变形 (刚度计算 )；
<3>* *分析平面杆系结构的稳定性；
<4>探讨平面杆系结构的组成规律及合理形成 ；
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第一章 绪论
结
构
力
学
结
构
力
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基
础
结
构
力
学
专
题
几何组成分析
静定结构受力分析
结构位移计算
超静定结构受力分析
计算结构力学
影响线
梁
刚架
拱
桁架
组合结构
力法
位移法
力矩分配法
结构矩阵分析
结构动力计算
结构稳定计算 **
结构极限荷载 **
实验
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第一章 绪论
五、与其它课程的关系
, 结构力学, 讨论 平面杆系结构及构件 的强度、刚度、和稳定
问题。
前修课程,
, 理论力学, 着重讨论 物体 机械运动的规律。
, 材料力学, 讨论单根杆件的强度、刚度和稳定问题。
后续课程,
, 弹性力学,, 实体结构的强度、刚度和稳定问题。
注意,1、扩展和延伸, 理论力学, （力系的平衡、约束的性
质、质点系及刚体虚位移原理、运动及动力分析）,,材料力
学, （内力分析、强度、刚度和稳定性分析）的基础内容；是
,钢筋混凝土结构,,, 钢结构,,, 地基基础, 和, 结构抗
震设计,,, 毕业设计, 等课程和实践 环节的基础；
2、实用性强，计算结果是各类结构设计的依据。
3、基本理论、方法是计算机辅助设计软件的核心基础。
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第一章 绪论
§ 1-2 结构计算简图
一、结构计算简图
在结构计算中，用以代替实际结构，并反应实际
结构主要受力和变形特点的计算模型。
二、结构计算简图的简化原则
1、反映实际结构的主要受力和变形特点：计算结
果安全可靠；
２、便于计算：简化程度与计算手段以及对结果的
要求相一致。
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第一章 绪论
三、简化的内容
1、结构体系和构件的简化
空间杆系结构 平面杆系结构
杆系结构的杆件 其杆件轴线代替。
用杆轴线构成的几何轮廓代替原结构的几何尺寸，并且
所有杆件轴线都位于同一平面内，且通过结点的中心，
全部结点都当作理想铰结点。
2,材料性质的简化 结构为连续、均匀、各项
同性，完全弹性体
3、载荷的简化
自重或惯性力 体积力
其它物体通过接触面传给结构的作用力 表面力
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第一章 绪论
4、杆件之间连接 (结点）的简化 理想
结点代替杆件与杆件之间的连接
<１ >、铰结点
汇交于一点的杆端是用一个完全无磨擦
的光滑铰连结。铰结点所连各杆端可独自绕铰
心自由转动，即各杆端之间的夹角可任意改变。
单铰结点 复铰结点
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第一章 绪论
<２ >、刚结点
汇交于一点的杆端是用一个完全不变形的刚性结点连
结，形成一个整体。刚结点所连各杆端相互之间的夹
角不能改变。
单刚结点 复刚结点
<３ >、组合结点（半铰 )
刚结点与铰结点的组合体。
组合结点
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第一章 绪论
5、结构与基础之间连接 (支座）的简化
<１ >、活动铰支座
允许沿支座链杆垂直方向的微小移动。沿支座链杆
方向产生约束力。
限制 x方向位移 限制 y方向位移
支座反力 支座反力
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<2>、固定铰支座
允许饶固定铰铰心的微小转动。过铰心产
生任意方向的约束力（分解成水平和竖直方
向的两个力）。
限制 x和 y方向位移 支座反力
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第一章 绪论
<3>、固定支座
不允许有任何方向的移动和转动，产生水
平、竖直及限制转动的约束力。
限制 x,y,z方向的移动 支座反力
及绕 A点的转动
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第一章 绪论
§ 1-3 杆系结构的分类
不同的分类方法,
一,按结构体系
平面结构、空间结构
二,按几何特征
杆件、壳体、实体
三,按计算方法
静定结构、超静定结构
FO
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第一章 绪论
四、按结构的受力特点
梁 ----由水平（或斜向）放臵杆件构成。梁
构件主要承受弯曲变形，是受弯构件。
直 梁 曲 梁
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第一章 绪论
刚架 ----不同方向的杆件用结点（至少有一
刚结点）连接构成。刚架杆件以受弯为主，
所以又叫梁式构件。
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第一章 绪论
桁架 ----由若干直杆在两端用铰结点连接构成。
桁架杆件在结点荷载作用下，承受轴向变
形，是拉压构件。
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第一章 绪论
拱 ---- -般由曲杆构成。在竖向荷载作用下
有水平支座反力（或称水平推力）。
不等高三铰拱 等高两铰拱
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第一章 绪论
组合结构 ----由梁式杆和桁架杆构成。
特殊的组合结构
----排架
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第一章 绪论
§ 1-4 荷载分类
一、按作用时间长短
恒载,永久作用在结构上。如结构自重、
永久设备重量。
活载,暂时作用在结构上。如人群、风、
雪（在结构上可占有任意位臵的 可动荷载 ）
及车辆、吊车（在结构上平行移动并保持间
距不变的 移动荷载 ）。
二、按作用位臵是否变化
固定荷载
移动荷载
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第一章 绪论
三、按作用性质（是否考虑惯性力影响）
静力荷载,荷载由零加至最后值的加载
过程中，结构始终保持静力平衡，即可忽略惯
性力的影响。
动力荷载,要考虑惯性力影响。
四、按与结构的接触情况,
直接荷载, 间接荷载
注,1、荷载：作用在结构上的主动力。
2、某些非荷载因素，如：制造（加工）
误差、温度变化（材料变形）、基础沉降等也
会在结构中产生内力、变形。
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第一章 绪论
小结,
1、结构的定义
2、从实际结构到计算简图的简化内容
材料、结构体系、杆件、结点,
支座,荷载
3、杆系结构分为梁、刚架、桁架、拱,
组合结构的分类依据
按受力特征
