•引言•结构力学几何组成分析基本概念•几何组成分析的三个步骤•典型例题解析目录•注意事项与结论•思考与练习引言课程背景介绍结构力学是土木工程、机械工程等学科的基础课程之一，是研究结构在力和位移作用下的行为和规律的科学。几何组成分析是结构力学中的一个重要概念，它涉及到结构的整体和局部稳定性、强度、刚度等性能指标。通过本课程的学习，学生将了解结构力学的基本原理和方法，掌握几何组成分析的基本概念和技能，为后续的专业课程学习和实际工程应用打下坚实的基础。课程目的与内容课程目的010203理解结构力学的基本概念和原理；掌握几何组成分析的方法和技巧；课程目的与内容•能够运用结构力学知识对实际工程问题进行初步分析和解决。课程目的与内容课程内容01结构力学的基本概念和原理；0202几何组成分析的基本概念和方法；课程目的与内容01典型例题的解析和讨论；02实际工程问题的分析和解决。教学重点与难点教学重点几何组成分析的基本概念和方法。结构力学的基本概念和原理；教学重点与难点教学难点理解结构力学的原理和应0103用；掌握几何组成分析的技巧和方法；能够运用结构力学知识对0204实际工程问题进行初步分析和解决。结构力学几何组成分析基本概念结构力学的基本概念结构力学是研究工程结构在力和力矩作用下行为的学科。它分析结构在给定载荷下的响应，如位移、应变和应力等。结构力学的主要研究对象是固体结构，包括金属、混凝土、木材等材料。结构力学的最终目标是设计出能够承受各种载荷并保证足够安全性的结构。几何组成分析的定义几何组成分析是对结构体系的几何特征进行描述和分析的过程。几何组成分析的目的是确定结构体系的刚度和稳定性。它涉及结构体系的几何形状、尺寸和拓扑关系等方面。几何组成分析的必要性几何组成分析是结构力学中非常重要的一个环节。它可以帮助我们理解结构的整体性能，包括刚度和稳定性。通过几何组成分析，我们可以判断结构是否具有合理的几何形状和尺寸，以使其在承受载荷时具有足够的强度和稳定性。几何组成分析的三个步骤确定结构的自由度自由度的定义01结构在未受任何外力时，其能独立改变的位置数目。计算自由度的方法02通过计算结构的支座总数与限制自由度的约束总数之间的差值来得到。确定自由度的关键03确定结构中哪些支座是固定支座，哪些支座是滑动支座，以及哪些约束是固定约束，哪些约束是滑动约束。分析结构的组成单元刚片的定义组成单元的定义刚度无限大的杆件或板件组成的区域，它可以相对于其它刚片独立运动。0201结构由刚片、链杆、铰链和约束等基本元素组成。链杆的定义铰链的定义0304连接两个刚片的杆件，它可以相对于连接两个链杆的约束，它使得两个链其它刚片独立运动。杆可以绕着铰链中心相对转动。约束的定义分析结构组成单元的方法0506限制结构中刚片或链杆运动的约束。通过分析结构中刚片、链杆、铰链和约束的数量和连接关系来确定其组成单元。分析结构的基本几何构造基本几何构造的定义01由刚片和链杆组成的几何不变体系。几何不变体系的定义02在未受外力作用时，体系中任意两个刚片之间的相对位置不能改变，即体系不发生形状和尺寸的改变。分析结构基本几何构造的方法03通过分析结构中刚片和链杆的数量和连接关系来确定其基本几何构造。典型例题解析例题一：两铰拱桥的几何组成分析确定基本结构两铰拱桥的结构由两个拱圈和两个拱脚组成。分解结构合计自由度两个拱圈共有四个自由度，另外还有两个约束，因此整个两铰拱桥共有两个自由度。将两铰拱桥分解为两个独立的拱圈和两个拱脚。判断自由度分析约束由于每个拱圈有两个约束，因此每个拱圈每个拱圈有两个约束，一个在拱脚处，一个在拱顶处。有两个自由度。例题二：空腹梁的几何组成分析确定基本结构分解结构分析约束判断自由度空腹梁由两个支座和一根将空腹梁分解为两个独立每个支座有一个约束，梁的两端也有两个约束。由于每个支座有一个约束，梁的两端有两个约束，因此整个空腹梁共有两个自由度。梁组成。的支座和一根梁。例题三：钢架的几何组成分析确定基本结构分解结构分析约束判断自由度钢架由两个立柱和一根横梁组成。将钢架...
