**结构变形图在定性结构力学教学中的应用。
许凯。武汉科技大学城市建设学院）
2024年7月25日至27日，我参加了《结构力学骨干教师高级研修班》培训。三天的培训使我受益良多，感谢两位主讲老师带给我们的新观点、新方法，这些新的理念引发了我对今后结构力学教学工作的诸多思考。
结构力学是结构工程师的看家本领，正因为如此，结构力学教学中能力和素质的培养应为教学工作的主导，应将能力培养贯穿教学活动的始终和各个环节，袁老师认为结构力学中有三个方面的能力要重点训练培养，它们是：经典方法分析能力，计算机分析能力和定性分析能力。也就是 “一个基础、两座大厦”。
这个比喻非常的形象，点出了结构力学教学的重点以及结构力学今后的发展方向。
定性结构力学”培养的是学生定性的分析和判断能力。定性分析是结构力学以及其它所有力学进行分析和计算的概念性基础。工程中的概念设计、估算判断、计算模型建立、计算结果分析等都要用到定性分析。
因此，对于没有条件开设这门课的高校，应该把该课程的内容融入到经典结构力学的教学中去，对此，我在教学工作中也做过一些尝试，今后考虑如何系统化，并以提高学生的综合素质与能力为着眼点。
一、由变形图确定弯矩图。
正确绘制梁与刚架在荷载作用下的变形图，有助于确定结构内力图的大致形状，校核原结构的弯矩图是否正确，在定性结构力学中，具有十分重要的意义。
例如，对于各种形式的拱(见图1，a、b、c)，如果让学生死记弯矩图的形状，一是不容易记住，二是不能理解其力学本质。通过绘制变形图（图中虚线部分，将杆件受拉一侧标记为+），很容易地得到弯矩图的大致形状。至于变形图的绘制，其实并不复杂，只要注意满足约束条件，注意荷载方向与变形趋势之间的关系，以及注意结点的特性等基本要素，再辅以适当的练习，就可以掌握其方法，并在结构的定性分析中灵活应用了。
更深一层地，可以用变形图对结构做进一步的分析和判断，例：用变形图判断混凝土拱结构的开裂部位。根据变形图(见图1，c)，判断构件可能出现裂缝的部位(见图1，d)。
a）三铰拱变形图b）两铰拱变形图。
c）无铰拱变形图d）无铰拱破坏图。
图1 利用结构的变形图分析构件的内力。
二、由变形图确定刚架的侧移方向。
例：如图2所示刚架，杆件的ea远大于ei，试判断刚架侧移的方向。
这道看似简单的题目，若不使用变形图的知识，不容易很快得到答案。绘制变形图时，注意以下几个要点：1）结点a、b、c、d要保持直角； 2）点k在集中力的作用下必然向下移动。
还有一个隐含条件，就是b点的转角要大于c点的转角，若是刚架向左侧移，那么就与上述条件相违背。当然，还有其他的一些分析方法，在教学中，可以与学生展开讨论，激发同学们的学习热情。
图2 利用变形图分析刚架侧移方向。
通过上面两个小例子可以看到，抓住结构力学中一些定性的东西，那么定量问题则可以在定性结论的指导下快速高效地完成。要让学生感受到结构力学是一门思想，作为教师，要训练学生灵活开放的思维，真正全面提高学生的力学素质，而不仅仅是提高学生做题目，得高分的能力。
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