结构力学：杆件结构分类

本书的研究对象是杆件结构。所谓杆件结构分类，即对杆件结构计算简图的分类。

1.根据杆件结构的组成和受力特点分类

根据杆件结构的组成和受力特点，可以分为以下几类：

（1）梁。梁是典型的受弯构件（变形以弯曲变形为主），其轴线一般为直线。除常见的等截面梁外，梁的截面还可以沿轴线方向发生改变，形成连续变截面梁或阶梯形变截面梁。梁截面的内力有弯矩、剪力和轴力。梁的形式有简支梁（图1-18a）、多跨静定梁（图1-18b）、悬臂梁（图1-18c）、多跨超静定梁（图1-18d）。

图1-18

（2）刚架。刚架是由梁、柱等受弯直杆组成的结构，杆件间的结点多为刚结点，如图1-19所示。刚架杆件截面的内力有弯矩、剪力和轴力。

图1-19

（3）拱。拱结构的轴线为曲线，拱的力学特性是在竖向荷载作用下支座有水平反力（推力）产生，如图1-20所示。拱结构截面的内力有弯矩、剪力和轴力。

图1-20

（4）桁架。桁架是由若干根两端理想铰接的直杆（也称链杆）组成的结构。当荷载作用于结点时，各杆只产生轴力，如图1-21所示。

图1-21

（5）组合结构。综上所述，梁、刚架、拱是由受弯杆件构成的，桁架是由只产生轴力的链杆构成的。可见，平面杆件结构中存在两种杆件，一种是受弯杆件，一种是链杆。组合结构的特点是结构中既有受弯杆件也有链杆，结构内部一定有组合结点，如图1-22中的结点A和B。

图1-22(www.xing528.com)

2.根据结构的几何形式分类

根据结构的几何形式可分为以下两类：

（1）平面结构。结构中全部杆件的轴线与外荷载作用线位于同一平面内的结构称为平面结构。

（2）空间结构。除平面结构外的所有结构称为空间结构，实际结构一般都是空间结构。

3.根据结构的计算方法分类

根据结构的计算方法可分为以下两类：

（1）静定结构。仅用静力平衡条件即可确定结构全部反力和内力，且解答唯一，这样的结构称为静定结构，如图1-21所示桁架即为静定桁架。

（2）超静定结构。用静力平衡条件不能唯一确定全部反力和内力的结构称为超静定结构，如图1-22所示组合结构即为超静定结构。

随堂练习

1.根据杆件的受力特点，可以将杆件分为五类，即_________、_________、_____、____、_____。

2.静定结构和超静定结构的区别是什么？