1、结构力学,Structural Mechanics,主讲：惠宽堂,第一章 结构力学总论,1.1 结构力学的研究对象和任务一、结构力学的研究对象结构1、 结构建筑物或构筑物中支承荷载而起骨架作用的部分。 房屋建筑建筑结构 桥 梁桥梁结构 水利工程水工结构 结构举例：教学大楼、长江大桥、水坝、水塔2、结构的分类（1）按结构构件的几何特征：杆件结构、薄壁结构、实体结构。（2）按建造结构的材料：钢结构、钢筋混凝土结构、木结构等。（3）按结构和荷载的空间特征：空间结构、平面结构。 研究结构的力学性能的学科称为结构力学，但通常所说的结构力学以杆件结构为研究对象，也称杆件结构力学。,三峡大坝,南京长江大桥,
2、世界上最早的石拱桥，建于公元605年前后，全长50.82米，净跨37.02米，拱高7.23米，距今已有1400多年，仍完好无损！,世界建筑TOP 10+1No.1 台北101大厦 508米高 101层 中国 台北,世界建筑TOP 10+1No. 2 双子塔 452米高88层吉隆坡,世界建筑TOP 10+1 No. 3 西尔斯大厦 442米高110层芝加哥,世界建筑TOP 10+1 No. 4 金贸大厦 421米高88层上海,世界建筑TOP 10+1 No. 5 国际金融中心（二期） 420米高 90层香港,世界建筑TOP 10+1 No. 6 中信广场 391米高 80 层广州,世界建筑TOP
3、 10+1 No. 7 地王大厦384米高 69层 深圳,世界建筑TOP 10+1 No. 8 帝国大厦 381米高 102层 纽约,世界建筑TOP 10+1 No. 9 中环广场 374米高 78层 香港,世界建筑TOP 10+1 No. 10 中银大厦 367米高 72 层香港,世界建筑TOP 10+1 “玻璃人行天桥”从大峡谷南端的飞鹰峰延伸出来约21米距离谷底1219米,二、结构力学课程的任务 研究杆件结构的组成规律，以及结构在外因作用下的强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方法。一般包括4个方面：1、研究组成规律与合理形式,保证结构组成合理，能够承担荷载并保持平衡；2、研究结构内力与变
4、形的计算原理和计算方法强度和刚度,本课重要内容；3、研究结构的整体稳定和动力荷载作用下的计算原理和计算方法；4、了解各类结构的受力性能和特点，选取合理的结构类型，以利结构设计。从解决工程实际问题的角度看结构力学的内容1、将实际结构抽象为计算简图；2、各种计算简图的计算方法；3、将计算结果运用于设计和施工。,1-1 结构力学的研究对象和任务,三、结构力学与其它课程的关系 理论力学研究物体机械运动的一般规律，即力学中最普遍、最基本的规律。 材料力学以单个杆件为主要对象 弹性力学以板、壳和实体结构为主要对象 塑性力学以板、壳和实体结构为主要对象,1-1 结构力学的研究对象和任务,四、结构力学在专业培
5、养中的作用 土木工程专业重要的专业基础课。先行课：数学、理论力学、材料力学；后续课：弹性力学、塑性力学以及专业课。能力培养：分析能力、计算能力、自学能力、表达能力、解决工程实际 问题的能力本课特点：实践性强、灵活性大、理论与实践并重,1-2 结构的计算简图,一、计算简图概念1、计算简图：分析计算结构时用于代替实际结构的计算模型。2、选取计算简图的必要性和可能性（举例说明）必要性：不简化常使分析计算不可能；可能性：使分析计算简单而结果又能反映实际。3、选取计算简图的原则计算简单略去次要因素；反映实际保留主要因素，能反映结构的主要力学性能。须要考虑的其他因素（举例说明）（1）结构的重要性重要、一般
6、、临时建筑（2）不同设计阶段的要求初步设计、施工图设计（3）问题的性质和难易程度静力、动力，复杂结构（4）计算手段和工具手算：计算尺、计算器；电算：计算机（） 计算简图的选取不仅需要力学知识,还需要有丰富的实际经验和工程结构知识。,1-2 结构的计算简图二、平面杆件结构的计算简图1、结构体系的简化空间 平面 ？2、杆件的简化以杆件的轴线代表杆件：直杆和曲杆,(1) 铰结点,(2) 刚结点,3.结点的简化,(3) 组合结点,4.支座的简化,(1) 铰支座,(2) 滚轴支座,(3) 固定支座,Y,X,Y,Y,X,M,（4）定向支座,（5）弹性支座,5.材料性质的简化,将结构材料视为连续、均匀、各向同性，理想的线形弹性体。,6.荷载的简化,荷载作用在结构上的主动外力。自重、水压力、风力等。 广义荷载温度变化、支座移动、材料收缩、制造误差等。分类：（1）按荷载分布特征：集中荷载与分布荷载；（2）按荷载作用时间长短：恒载与活载；（3）按荷载作用的性质：静力荷载与动力荷载。,
