1.1 结构力学的研究对象、任务及特点

在工程范畴内，由建筑材料按照合理方式组成，能承担预定任务并符合经济原则的物体或体系，称为工程结构（简称结构）。结构在建筑物或构筑物中起着支承荷载的骨架作用。在土木和水利工程中，房屋中的梁、柱、基础以及桥梁、挡土墙、闸门、水坝等都是结构的实例。当不考虑材料的微小应变时，结构本身及各部分之间都不会发生相对运动，且直接或间接与地基联结，并将其所受的荷载传到地基。

组成结构的单个部分称为构件，按其在三个互相垂直方向的相对大小，可分为杆件、板（壳）和块体。当构件长度远大于其他两个尺度（宽度和高度）时，称为杆件；当构件厚度远小于其他两个尺度，其为一平面板状物体时，称为薄板，其为曲面外形时，称为薄壳；三个方向的尺度大约为同一量级的构件，称为块体。

按照几何特征的不同，结构可分为三种类型：

1.杆件结构（又称杆系结构）

杆件结构是由若干杆件组成的结构。若结构的所有杆件轴线以及作用于结构的荷载都在同一平面，则为平面杆件结构，否则为空间杆件结构。实际上，所有杆件结构都是空间结构，但为了简化计算，常常将某些空间特征不明显的结构分解为若干平面结构，如图1－1b所示平面结构就是图1－1a所示厂房中的一个横向承重排架。而对于某些具有明显空间特征的结构，如图1－2所示空间桁架，则不能分解为平面结构，而应按空间结构考虑。

2.薄壁结构

薄壁结构是指仅由薄板（图1－3a）或仅由薄壳（图1－3b）或由薄板与薄壳一起组成的结构。矩形水池、薄壳屋顶、筒仓等都是薄壁结构的工程实例。

3.实体结构

由块体组成的结构，称为实体结构。图1－4 所示挡土墙、块式基础等均属于实体结构。

结构力学的研究对象主要为平面杆件结构。

结构力学的任务是研究结构的组成规律和合理形式，以及结构在外因作用下的强度、刚度、稳定性的原理和计算方法。其中，研究结构的组成规律，是为了保证结构能够维持平衡并承担荷载；研究结构的合理形式，是为了有效地利用材料，使其性能得到充分的发挥；计算强度和稳定性的目的是使结构满足经济与安全的双重要求；计算刚度则是保证结构不致发生过大的变形，以满足正常使用的要求。

计算结构强度、刚度和稳定性，必须先确定内力和变形，才能按照强度、刚度条件进行验算。因此，求解结构在外因作用下的杆件内力和位移，便成为本书着重讨论的内容。

结构力学与材料力学、弹性力学有密切的联系，它们的任务都是讨论变形体系的强度、刚度和稳定性，但在研究对象上有所区别。材料力学基本上是研究单个杆件，结构力学主要是研究杆件结构，而弹性力学则研究各种薄壁结构和实体结构，同时对杆件也作更精确的分析。

结构力学是一门专业基础课，在专业学习中占有重要的地位。学习它一方面要用到数学、理论力学、材料力学等前修课程的知识；另一方面又要为混凝土结构、钢结构、结构抗震设计等后续专业课程学习奠定必要的力学基础。学习结构力学要“抓住重点、灵活分析、多做练习”。全书有重点，各章也有重点。例如，平衡条件、位移条件、叠加原理就是全书的重点，几何不变体系的组成规则则是第2章的重点。对重点内容要熟练掌握、真正理解。求解结构力学问题，如几何体系的组成分析、各类结构的内力、位移计算等，作法往往不是唯一的，这就需要善于思考、灵活分析。掌握、消化结构力学的基本概念、原理和计算方法，则需要做一定数量的练习题。可以说，多做练习对于学好结构力学十分必要。 UpJ83c1YJz6G+MuuyXXdSo9WmLXjVTfZ+gWujjuBBblc4Zd5BzMQccLchjXpTnsc