人類在遠古時代就開始制造各種器物,如弓箭、房屋、舟楫以及樂器
等,這些都是簡單的結(jié)構(gòu)。隨著社會的進步,人們對于結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)律以
及結(jié)構(gòu)的強度和剛度逐漸有了認識,并且積累了經(jīng)驗,這表現(xiàn)在古代建筑
的輝煌成就中,如埃及的金字塔,中國的萬里長城、趙州安濟橋、北京故
宮等等。盡管在這些結(jié)構(gòu)中隱含有力學的知識,但并沒有形成一門學科。
就基本原理和方法而言,結(jié)構(gòu)力學是與理論力學、材料力學同時發(fā)展
起來的。所以結(jié)構(gòu)力學在發(fā)展的初期是與理論力學和材料力學融合在一起
的。到19世紀初,由于工業(yè)的發(fā)展,人們開始設(shè)計各種大規(guī)模的工程結(jié)構(gòu),
對于這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計,要作較精確的分析和計算。因此,工程結(jié)構(gòu)的分析
理論和分析方法開始獨立出來,到19世紀中葉,結(jié)構(gòu)力學開始成為一門獨
立的學科。
19 世紀中出現(xiàn)了許多結(jié)構(gòu)力學的計算理論和方法。法國的納維于1826
年提出了求解靜不定結(jié)構(gòu)問題的一般方法。從19世紀30年代起,由于要
在橋梁上通過火車,不僅需要考慮橋梁承受靜載荷的問題,還必須考慮承
受動載荷的問題,又由于橋梁跨度的增長,出現(xiàn)了金屬桁架結(jié)構(gòu)。
從1847年開始的數(shù)十年間,學者們應用圖解法、解析法等來研究靜定
桁架結(jié)構(gòu)的受力分析,這奠定了桁架理論的基礎(chǔ)。1864 年,英國的麥克斯
韋創(chuàng)立單位載荷法和位移互等定理,并用單位載荷法求出桁架的位移,由
此學者們終于得到了解靜不定問題的方法。基本理論建立后,在解決原有
結(jié)構(gòu)問題的同時,還不斷發(fā)展新型結(jié)構(gòu)及其相應的理論。19世紀末到20世
紀初,學者們對船舶結(jié)構(gòu)進行了大量的力學研究,并研究了可動載荷下的
梁的動力學理論以及自由振動和受迫振動方面的問題。
20 世紀初,航空工程的發(fā)展促進了對薄壁結(jié)構(gòu)和加勁板殼的應力和變
形分析,以及對穩(wěn)定性問題的研究。同時橋梁和建筑開始大量使用鋼筋混
凝土材料,這就要求科學家們對鋼架結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)的研究,在1914年德國
的本迪克森創(chuàng)立了轉(zhuǎn)角位移法,用以解決鋼架和連續(xù)梁等問題。后來,在
20~30 年代,對復雜的靜不定桿系結(jié)構(gòu)提出了一些簡易計算方法,使一般
的設(shè)計人員都可以掌握和使用了。
到了20 世紀20年代,人們又提出了蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的設(shè)想。根據(jù)結(jié)構(gòu)
的“極限狀態(tài)”這一概念,學者們得出了彈性地基上梁、板及鋼架的設(shè)計
計算新理論。對承受各種動載荷(特別是地震作用)的結(jié)構(gòu)的力學問題,
也在實驗和理論方面做了許多研究工作。隨著結(jié)構(gòu)力學的發(fā)展,疲勞問題、
斷裂問題和復合材料結(jié)構(gòu)問題先后進入結(jié)構(gòu)力學的研究領(lǐng)域。
20 世紀中葉,電子計算機和有限元法的問世使得大型結(jié)構(gòu)的復雜計算
成為可能,從而將結(jié)構(gòu)力學的研究和應用水平提到了一個新的高度。
結(jié)構(gòu)力學是水利、土木類各專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課。
結(jié)構(gòu)力學是研究結(jié)構(gòu)在荷載作用下的內(nèi)力計算和位移計算、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、
以及動力荷載作用下結(jié)構(gòu)的反應、結(jié)構(gòu)組成規(guī)則和合理組成形式等問題的一門課
程。要求學生掌握上述內(nèi)容的計算方法,為學生學好后續(xù)專業(yè)課程,從事本專業(yè)
的技術(shù)工作、科學研究和管理工作打好必要的力學基礎(chǔ)。
第一章 緒論
第二章 結(jié)構(gòu)的幾何組成分析
第三章 靜定梁
第四章 靜定剛架
第五章 三鉸拱
第六章 靜定桁架和組合結(jié)構(gòu)
第七章 靜定結(jié)構(gòu)總論
第八章 影響線
第九章 虛功原理和結(jié)構(gòu)的位移計算
第十章 力法
第十一章 位移法
第十二章 漸進法