新版结构力学一二三汇总-新版-精选.pdf

结构力学大纲总的说来，学习结构力学必须注意以下三个问题:1、平面杆件体系的几何构成分析,只有具备了基本的几何构成分析能力，才会判断一个杆件系统是否结构，是静定结构还是超静定结构,哪些是多余约束。

几何构成分析是“搭”杆件，而结构计算是“拆”杆件,知道怎样“搭”结构才能正确、简便地“拆”结构,计算结构内力和变形。

2、在结构力学的学习中必须牢固建立“平衡”的思想，使“平衡”成为一种潜意识，结构整体是平衡的，任何一个结点、一个杆件、几个杆件的集合体都是平衡的,都可用截面法取出隔离体建立平衡方程。

必须熟练地运用平面力系的平衡方程，平衡方程记住并不困难，重要的是熟练灵活地运用。

3、静定结构内力分析必须过关，并且比较熟练,静定结构的内力分析是最基本的技能。

整个结构力学一环扣一环，静定结构内力分析是静定结构位移计算的基础，而静定结构内力和位移计算又是力法的基础，力法又是位移法的基础，位移法又是力矩分配法的基础，固定荷载下结构计算又是移动荷载下结构计算的基础。

第一章绪论本章复习内容：结构、结构计算简图、铰结点、刚结点、滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座等基本概念。

1、首先必须深刻理解结构、结构计算简图的概念。

结构力学中的概念,都可在理解的基础上用自己的语言表达，不必死记教材上的原话，所谓理解概念，就是弄清其目的、条件、实现目的的手段、适用场合等。

结构是建筑物中承载的骨架部分，本课程研究的是狭义的结构,即杆件结构。

实际的结构是很复杂的，完全按照结构的实际情况进行力学分析是不可能的（可以断言，即使许多年后科学更发达，100%按照结构的实际情况进行力学分析仍然是不可能的！因为结构的复杂性是无穷尽的，科学的发展是无止境的）,也是不必要的(次要因素的影响较小，抓住主要因素即可满足工程误差要求）。

因此，对实际结构去掉不重要的细节，抓住其本质的特点，得到一个理想化的力学模型，用一个简化的图形来代替实际结构，就是结构计算简图。

第二章静定梁与静定刚架§2-1 单跨静定梁一、概述1、单跨静定梁的结构形式：水平梁、斜梁及曲梁简支梁、悬臂梁及伸臂梁。

2、3个内力分量的规定：图示（注：1、附加增量；2、成对出现：作用力与反作用力；3、正负号统一）轴力N(截面上应力沿杆轴切线方向的合力)：拉力＋，压力－剪力Q(截面上应力沿杆轴法线方向的合力)：以绕截面邻近小段隔离体顺时针旋转为＋，反之为－弯矩M(截面上应力对截面形心的力矩)：弯矩使杆件下部受拉时为正，上侧受拉时为负3、截面法、分离体、平衡方程：求指定截面的内力的基本方法。

图示将指定截面假想截开，切开后截面的内力暴露为外力，取任一局部作为隔离体，作隔离体受力图（荷载、反力、内力组成平面一般力系或平面汇交力系），由隔离体的平衡条件可以确定所求截面的三个内力。

平面一般力系平衡方程的三种形式。

注意：平衡方程的正负和内力的正负是完全不同性质的两套符号系统。

受力平衡条件：平面一般力系，平衡方程不同形式（正负号：同方向同符号）轴力＝截面一边的所有外力沿杆轴切线方向的投影代数和；剪力＝截面一边的所有外力沿杆轴法线方向的投影代数和；弯矩＝截面一边的所有外力对截面形心的力矩代数和。

画隔离体受力图时，注意：(1)隔离体与其周围约束要全部截断，而以相应的约束力代替；(2)约束力要符合约束的性质。

截断链杆以轴力代替，截断受弯构件时以轴力、剪力及弯矩代替，去掉支座时要以相应的支座反力代替。

(3)隔离体是应用平衡条件进行分析的对象。

在受力图中只画隔离体本身所受到的力，不画隔离体施给周围的力；(4)不要遗漏力。

包括荷载及截断约束处的约束力；(5)未知力一般假设为正号方向，已知力按实际方向画。

（6）“三清”：截面左右分清、外力清楚、正负号清楚4、内力图：图示1）定义：表示结构上各截面的内力随横截面位置变化规律的图形。

内力方程式：内力与x（表示横截面位置的变量）之间的函数表达式。

2）几点注意（1）弯矩图画在受拉边、不标明正负，轴力图剪力图画在任一边，标明正负。

精品文档结构力学主要知识点一、基本概念1、计算简图：在计算结构之前，往往需要对实际结构加以简化，表现其主要特点，略去其次要因素，用一个简化图形来代替实际结构。

通常包括以下几个方面：A、杆件的简化：常以其轴线代表B、支座和节点简化：①活动铰支座、固定铰支座、固定支座、滑动支座；②铰节点、刚节点、组合节点。

C、体系简化：常简化为集中荷载及线分布荷载D、体系简化：将空间结果简化为平面结构2、结构分类：A、按几何特征划分：梁、拱、刚架、桁架、组合结构、悬索结构。

B、按内力是否静定划分：①静定结构：在任意荷载作用下，结构的全部反力和内力都可以由静力平衡条件确定。

②超静定结构：只靠平衡条件还不能确定全部反力和内力，还必须考虑变形条件才能确定。

二、平面体系的机动分析1、体系种类A、几何不变体系：几何形状和位置均能保持不变；通常根据结构有无多余联系，又划分为无多余联系的几何不变体系和有多余联系的几何不变体系。

B、几何可变体系：在很小荷载作用下会发生机械运动，不能保持原有的几何形状和位置。

常具体划分为常变体系和瞬变体系。

2、自由度：体系运动时所具有的独立运动方程式数目或者说是确定体系位置所需的独立坐标数目。

3、联系：限制运动的装置成为联系（或约束）体系的自由度可因加入的联系而减少，能减少一个自由度的装置成为一个联系①一个链杆可以减少一个自由度，成为一个联系。

②一个单铰为两个联系。

4、计算自由度：W 3m ( 2h r ) ,m为刚片数，h为单铰束，r为链杆数。

A 、 W>0, 表明缺少足够联系，结构为几何可变；B、 W=0 ，没有多余联系；C、 W<0, 有多余联系，是否为几何不变仍不确定。

5、几何不变体系的基本组成规则：A、三刚片规则：三个刚片用不在同一直线上的三个单铰两两铰联，组成的体系是几何不变的，而且没有多余联系。

B、二元体规则：在一个刚片上增加一个二元体，仍未几何不变体系，而且没有多余联系。

第一章绪论§1-1 结构力学的研究对象和任务一、结构的定义:由基本构件（如拉杆、柱、梁、板等）按照合理的方式所组成的构件的体系，用以支承荷载并传递荷载起支撑作用的部分。

注：结构一般由多个构件联结而成，如：桥梁、各种房屋（框架、桁架、单层厂房）等。

最简单的结构可以是单个的构件，如单跨梁、独立柱等。

二、结构的分类：由构件的几何特征可分为以下三类1．杆件结构——由杆件组成，构件长度远远大于截面的宽度和高度，如梁、柱、拉压杆。

2．薄壁结构——结构的厚度远小于其它两个尺度，平面为板曲面为壳，如楼面、屋面等。

3．实体结构——结构的三个尺度为同一量级，如挡土墙、堤坝、大块基础等。

三、课程研究的对象♦材料力学——以研究单个杆件为主♦弹性力学——研究杆件（更精确）、板、壳、及块体（挡土墙）等非杆状结构♦结构力学——研究平面杆件结构四、课程的任务1．研究结构的组成规律，以保证在荷载作用下结构各部分不致发生相对运动。

探讨结构的合理形式，以便能有效地利用材料，充分发挥其性能。

2．计算由荷载、温度变化、支座沉降等因素在结构各部分所产生的内力，为结构的强度计算提供依据，以保证结构满足安全和经济的要求。

3．计算由上述各因素所引起的变形和位移，为结构的刚度计算提供依据，以保证结构在使用过程中不致发生过大变形，从而保证结构满足耐久性的要求。

§1-2 结构计算简图一、计算简图的概念：将一个具体的工程结构用一个简化的受力图形来表示。

选择计算简图时，要它能反映工程结构物的如下特征：1．受力特性（荷载的大小、方向、作用位置）2．几何特性（构件的轴线、形状、长度）3．支承特性（支座的约束反力性质、杆件连接形式）二、结构计算简图的简化原则1．计算简图要尽可能反映实际结构的主要受力和变形特点．．．．．．．．．．．．．．，使计算结果安全可靠；2．略去次要因素，便于分析和计算．．．．．．．。

三、结构计算简图的几个简化要点1．实际工程结构的简化：由空间向平面简化2．杆件的简化：以杆件的轴线代替杆件3．结点的简化：杆件之间的连接由理想结点来代替（1）铰结点：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。

. .word . .院（系） 建筑工程系 学号 三明学院 姓名 .密封线内不要答题 密封……………………………………………………………………………………………………………………………………………………结构力学试题答案汇总一、选择题(每小题3分,共18分)1. 图 示 体 系 的 几 何 组 成 为 ： （ A ） A. 几 何 不 变 ， 无 多 余 联 系 ； B. 几 何 不 变 ， 有 多 余 联 系 ； C. 瞬 变 ； D. 常 变 。

（第1题） （第4题）2. 静 定 结 构 在 支 座 移 动 时 ， 会 产 生 ： （ C ）A. 力 ；B. 应 力 ；C. 刚 体 位 移 ；D. 变 形 。

3. 在 径 向 均 布 荷 载 作 用 下 ， 三 铰 拱 的 合 理 轴 线 为： （ B ）A ．圆 弧 线 ；B ．抛 物 线 ；C ．悬 链 线 ；D ．正 弦 曲 线 。

4. 图 示 桁 架 的 零 杆 数 目 为 ： （ D ）A. 6；B. 7；C. 8；D. 9。

5. 图 a 结 构 的 最 后 弯 矩 图 为 ： （ A ）A ．图 b ；B ．图 c ；C ．图 d ；D ．都不 对 。

6. 力 法 方 程 是 沿 基 本 未 知 量 方 向 的 ： （ C ） A ．力 的 平 衡 方 程 ； B ．位 移 为 零 方 程 ；C ．位 移 协 调 方 程 ；D ．力 的 平 衡 及 位 移 为 零 方 程 。

. .word . .二、填空题（每题3分,共9分）1.从 几 何 组 成 上 讲 ， 静 定 和 超 静 定 结 构 都 是___几何不变____体 系 ， 前 者___无__多 余 约 束 而 后 者____有___多 余 约 束 。

2. 图 b 是 图 a 结 构 ___B__ 截 面 的 __剪力__ 影 响 线 。

3. 图 示 结 构 AB 杆 B 端 的 转 动 刚 度 为 ___i___, 分 配 系 数 为 ____1/8 ____, 传 递 系 数 为 ___-1__。

1.关于∞点和∞线的下列四点结论：(1) 每个方向有一个∞点(即该方向各平行线的交点)。

(2) 不同方向上有不同的∞点。

(3) 各∞点都在同一直线上，此直线称为∞线。

(4) 各有限远点都不在∞线上。

2.多余约束与非多余约束是相对的，多余约束一般不是唯一指定的。

一个体系中有多个约束时，应当分清多余约束和非多余约束，只有非多余约束才对体系的自由度有影响。

3.W>0, 缺少足够约束，体系几何可变。

W=0, 具备成为几何不变体系所要求 的最少约束数目。

W<0， 体系具有多余约束。

4.一刚片与一结点用两根不共线的链杆相连组成的体系内部几何不变且无多余约束。

两个刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆相联，组成无多余约束的几何不变体系。

两个刚片用三根不全平行也不交于同一点的链杆相联，组成无多余约束的几何不变体系。

三个刚片用不在同一直线上的三个单铰两两相连，组成无多余约束的几何不变体系。

5.二元体规律：在一个体系上增加或拆除二元体，不改变原体系的几何构造性质。

6.形成瞬铰（虚铰）的两链杆必须连接相同的两刚片。

7.w=s-n ，W=0,但布置不当几何可变。

自由度W >0 时，体系一定是可变的。

但W ≤0仅是体系几何不变的必要条件。

S=0,体系几何不变。

8..轴力FN --拉力为正；剪力FQ--绕隔离体顺时针方向转动者为正；弯矩M--使梁的下侧纤维受拉者为正。

弯矩图--习惯绘在杆件受拉的一侧，不需标正负号； 轴力和剪力图--可绘在杆件的任一侧，但需标明正负号。

9.剪力图上某点处的切线斜率等于该点处荷载集度q 的大小 ； 弯矩图上某点处的切线斜率等于该点处剪力的大小。

10. 梁上任意两截面的剪力差等于两截面间载荷图所包围的面积； 梁上任意两截面的弯矩差等于两截面间剪力图所包围的面积。

()()Q dM x dF x dx=22()()()QdF x d M x q y dx dx==-FN+d FN F N FQ+dF QF QM M+d Md x dx ,,BAB A BAx NB NA x x x QB QA y x x B AQx F F q dx F F q dx M M F dx=-=-=+⎰⎰⎰11.分布力q(y)=0时（无分布载荷），剪力图为一条水平线；弯矩图为一条斜直线。

1-4（02002，易，2分）三个刚片由三个铰相联的体系一定是静定结构。

（）1-5（02003，易，2分）有多余约束的体系一定是超静定结构。

（）1-11（040022）几何瞬变体系产生的运动非常微小并很快就转变成几何不变体系，因而可以用作工程结构。

（）1-14（05003，易，2分）两刚片用汇交于一点的三根链杆相联，可组成几何不变体系。

（）1-22（00002，中等，2分）有多余约束的体系一定是几何不变体系。

（）2-13（02054，易，2分）按拱的合理拱轴线制成的三铰拱在任意荷载作用下能使拱各截面弯矩为零。

（）2-27（05028，易，4分）图示结构的M图是正确的。

（）a图MPaPa2Pa2-49（00039，中等，3分）图示结构B支座反力等于P/2()↑。

（）2-52（00046，中等，4分）图示桁架有9根零杆。

（）3-3（00149，易，2分）在荷载作用下，刚架和梁的位移主要由于各杆的弯曲变形引起。

（）3-8（01148，易，3分）已知M p、M k图，用图乘法求位移的结果为：()/()ωω1122y y EI+。

（）MkM p21y1y2**ωω3-9（01149，易，3分）求图示结构A点竖向位移可用图乘法。

（）3-14（03132）虚功中的力状态和位移状态是彼此独立无关的，这两个状态中的任一个都可看作是虚设的。

（）3-20（04170）温度改变、支座位移、材料收缩和制造误差不会使静定结构产生内力，因而也不产生位移。

（）3-21（04171，易，2分）当EI=常数时，图乘法能在拱结构上使用。

（）3-27（07249，易，3分）虚功实际上是不存在的功，只是假想而已。

（）3-28（07258，易，5分）计算组合结构的位移时可以只考虑弯曲变形的影响，即∆=⎰∑(M M EI sP/)d。

（）3-29（00151，中等，2分）若刚架中各杆均无内力，则整个刚架不存在位移。

（）3-33（00160，中等，4分）图示梁AB在所示荷载作用下的M图面积为ql3。

最新结构力学知识点建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为工程结构，简称为结构。

从几何角度来看，结构可分为三类，分别为：杆件结构、板壳结构、实体结构。

结构力学中所有的计算方法都应考虑以下三方面条件：①力系的平衡条件或运动条件。

②变形的几何连续条件。

③应力与变形间的物理条件（或称为本构方程）。

结点分为：铰结点、刚结点。

铰结点：可以传递力，但不能传递力矩。

刚结点：既可以传递力，也可以传递力矩。

支座按其受力特质分为：滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座。

在结构计算中，为了简化，对组成各杆件的材料一般都假设为：连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。

荷载是主动作用于结构的外力。

狭义荷载：结构的自重、加于结构的水压力和土压力。

广义荷载：温度变化、基础沉降、材料收缩。

根据荷载作用时间的久暂，可以分为：恒载、活载。

根据荷载作用的性质，可以分为：静力荷载、动力荷载。

结构的几何构造分析在几何构造分析中，不考虑这种由于材料的应变所产生的变形。

杆件体系可分为两类：几何不变体系------在不考虑材料应变的条件下，体系的位置和形状是不能改变的。

几何可变体系------在不考虑材料应变的条件下，体系的位置和形状是可以改变的。

自由度：一个体系自由度的个数，等于这个体系运动时可以独立改变的坐标的个数。

一点在平面内有两个自由度（横纵坐标）。

一个刚片在平面内有三个自由度（横纵坐标及转角）。

凡是自由度的个数大于零的体系都是几何可变体系。

一个支杆（链杆）相当于一个约束。

可以减少一个自由度。

一个单铰（只连接两个刚片的铰）相当于两个约束。

可以减少两个自由度。

一个单刚结（刚性结合）相当于三个约束，可以减少三个自由度。

如果在一个体系中增加一个约束，而体系的自由度并不因而减少，则此约束称为多余约束。

增加了约束，计算自由度会减少。

因为w=s-n .瞬变体系：本来是几何可变、经微小位移后又成为几何不变的体系称为瞬变体系。

实铰：两个刚片（地基也算一个刚片），如果用两根链杆给链接上，并且两根链杆能在其中一个刚片上交于一点，所构成的铰就叫实铰。