鋼 結(jié)構(gòu) 建筑 是把固體構(gòu)件組織在一起的承力的系統(tǒng)。那么，緊接著的一個(gè)問(wèn)題_是， 鋼 結(jié)構(gòu) 建筑 中常見(jiàn)的是些什么構(gòu)件呢？

常見(jiàn)的構(gòu)件是這樣三類：

1、繩、柱、桿、梁這種沿一個(gè)方向伸長(zhǎng)，其他兩個(gè)維度很小的條狀構(gòu)件 。

2、板、殼是一個(gè)維度很小，兩個(gè)維度比較大的，即比較薄能夠覆蓋_面積的構(gòu)件 。

3、塊體構(gòu)件，即構(gòu)件的三個(gè)維度大小相去不遠(yuǎn)的構(gòu)件。

我們后面會(huì)了解這樣分類的道理，這是從結(jié)構(gòu)分析的角度來(lái)考慮的，不同類的構(gòu)件的力學(xué)分析形成了不同的結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)科。

一 類構(gòu)件可以簡(jiǎn)化為：僅僅以構(gòu)件的長(zhǎng)度為參數(shù)來(lái)定位構(gòu)件上點(diǎn)的位置，也_是說(shuō)在復(fù)雜的情況下可以用常微分方程來(lái)描述它們的待求力學(xué)量 。

二 類構(gòu)件可以簡(jiǎn)化為：以兩個(gè)參數(shù)來(lái)定位構(gòu)件上點(diǎn)的位置，一般求解它_需要和二維偏微分方程或偏微分方程組打交道 。

三 類塊體結(jié)構(gòu)：需要與三維空間的偏微分方程組打交道了 。

對(duì)應(yīng)于這三類構(gòu)件，形成了三類不同的結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)科。通常的材料力學(xué)和桿系結(jié)構(gòu)力學(xué)處理的是 一 類構(gòu)件和由這些構(gòu)件組成的系統(tǒng)；板殼理論是專門(mén)針對(duì) 二 類構(gòu)件形成的力學(xué)分支學(xué)科；而對(duì) 三 類構(gòu)件的問(wèn)題_需要彈性力學(xué)、塑性力學(xué)等專門(mén)的學(xué)科來(lái)解決了。

 

  一 類構(gòu)件中，常見(jiàn)的_是柱和梁，它們?cè)趲浊甑墓沤ㄖ幸呀?jīng)形成定式，所謂橫梁豎柱。_是說(shuō)在結(jié)構(gòu)中橫向布置，承受重力所引起的彎曲作用的稱為梁，屋脊的主梁稱為棟。梁與柱的受力特點(diǎn)不同，柱是受沿著柱的軸向方向的外力的構(gòu)件，而梁所受的外力是垂直于軸向的。從受力特點(diǎn)來(lái)看，帆船上的桅桿、汽車(chē)的底盤(pán)、在大風(fēng)作用下的高聳的煙筒、飛機(jī)的機(jī)翼、漂浮在有波浪起伏的水面上受浮力作用的大船、起重機(jī)的吊臂等等，都可以看作梁。由于有的梁并不是由一根密實(shí)的同一材料組成的桿狀固體，而是由許多不同的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系，這樣的梁也稱為組合梁或復(fù)合梁。

如果構(gòu)件只能承受拉力，不能承受彎曲，也不能承受壓力，這種構(gòu)件_稱為繩索，一般吊橋的主要承力構(gòu)件_是懸掛在支座塔上的兩條鋼索。它們是柔軟不承受壓力和彎曲的構(gòu)件。

在 二 類構(gòu)件中用得為廣泛的_是板。板是其中面是一張平面的構(gòu)件，所以又稱為平板。通常鋼材、木材為了使用方便都事先加工成板材。板如果是承受垂直于板面的荷載的，_稱為板，如果只承受平面內(nèi)的載荷，即載荷作用方向處于中間平面內(nèi)，在民用建筑中這種構(gòu)件稱為剪力墻。民用建筑的樓板、飛機(jī)的蒙皮、輪船的甲板等都是用的是板構(gòu)件。

     隨著結(jié)構(gòu)的進(jìn)步，愈來(lái)愈多的薄殼結(jié)構(gòu)被各行各業(yè)采用。汽車(chē)的外殼、大型儲(chǔ)油罐、火箭和導(dǎo)彈的主體結(jié)構(gòu)、飛機(jī)的機(jī)身與船舶的外殼、大型汽輪機(jī)的外殼、水塔、化工的反應(yīng)釜、鍋爐、儲(chǔ)氣罐、薄殼屋頂?shù)鹊龋际潜そY(jié)構(gòu)。近興起的充氣薄膜結(jié)構(gòu)，其實(shí)也可以算作一種特別的薄殼結(jié)構(gòu)它是每一個(gè)局部都只能承受張力而不能承受壓力的結(jié)構(gòu)。在自然界也有許多薄殼結(jié)構(gòu)，據(jù)了解，為了減少雞蛋的運(yùn)輸與包裝過(guò)程中的損耗，對(duì)于雞蛋殼在撞擊時(shí)的強(qiáng)度問(wèn)題，_有一些單位在進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。

在半個(gè)世紀(jì)以前，對(duì)于一般的塊體結(jié)構(gòu)幾乎還沒(méi)有有效的應(yīng)力分析手段。已有的手段無(wú)非是在設(shè)計(jì)時(shí)做一個(gè)模型在近似受力的情況下，通過(guò)測(cè)量模型的變形來(lái)得到可參考的結(jié)果。在結(jié)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，布置一些測(cè)點(diǎn)，來(lái)觀測(cè)它的變形。這樣的手段既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，效果還很不理想。_不能適應(yīng)日益復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的分析要求。

山窮水復(fù)疑無(wú)路，柳暗花明又一村。在計(jì)算機(jī)普及之后，大約在上世紀(jì)六十年代開(kāi)始，人們發(fā)展了一種“有限單元法”去分析_結(jié)構(gòu)包括梁板殼的應(yīng)力與變形?；舅枷胧前呀Y(jié)構(gòu)假想地剖分為很多單元體，對(duì)每個(gè)單元設(shè)置若干未知量采取近似地表達(dá)式表述其變形，然后根據(jù)外力、單元的材料性質(zhì)、單元之間的連接和平衡條件得到一組規(guī)模很大的方程組，未知量個(gè)數(shù)可以達(dá)到數(shù)萬(wàn)乃至數(shù)百萬(wàn)，用計(jì)算機(jī)求解這些方程組，便可以得到這個(gè)塊體結(jié)構(gòu)的變形與應(yīng)力分布。按照這種思想編制的通用和專用軟件很快地形成了一個(gè)有相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，用這種軟件在設(shè)計(jì)之前對(duì)各種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算，已經(jīng)成為設(shè)計(jì)的重要的環(huán)節(jié)。有限單元法的產(chǎn)生與發(fā)展可以說(shuō)是在計(jì)算機(jī)時(shí)代的結(jié)構(gòu)力學(xué)，在它的指引下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得愈來(lái)愈合理、結(jié)構(gòu)的功能愈來(lái)愈強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作量愈來(lái)愈減小，空前加速和_了結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展。