几条结构力学知识分享

1. 结构是通过组织材料将力从一个地方传递到另一个地方。

2. 力是一个矢量，矢量就有方向。所以力可以有两种传递的方式，一种是沿着力的矢量方向传递；另一种是沿着力的法线方向传递。承担这两种传递方式的构件通常分别称为柱（受轴力）和梁（受剪力、弯矩）。

3. 梁的目的是要将力水平传递到支座，即只希望产生横向的剪力，但是有一个定理叫“剪力互等定理”。横向剪力就是力传递过程的一种体现，当横向剪力到达支座时，梁的使命就完成了。但这个过程中还产生了纵向剪力，纵向剪力进而产生了弯矩，而且纵向剪力是随着力传递的距离累积的。可以说弯矩是梁搬运力时产生的一个副作用，我们一直在做的就是想办法克服这个副作用。

4. 从力传递的角度来说，简支梁和悬臂梁的区别仅在于是将力传递到一边还是两边。

5. 将实腹梁中无用的部分去掉，就可以演化出桁架结构。如果将桁架看成一根梁，那么梁的弯矩由上下弦杆抵抗，其横向和纵向的剪力由斜腹杆抵抗。

6. 梁可以分为悬臂梁和简支梁，两者又演化出了桁架、拱、索，这三者又可演化出三维的网架、圆壳、柱壳、索网等等。比如说悬索桥，将悬索对应上弦的压力转换成为背索的拉力，我们看到的结构很纤细，但隐藏在背索基础的巨大锚锭则是必须的。这个巨大的锚锭应该算是梁的影子吧。

7. 形是力的图解。形与力相结合的形态，广泛存在于自然界和生活中。比如，森林中悬垂的藤蔓、粘着露水的蛛丝，以及人类建造的吊桥和输电线，都是形与力高度结合的悬链线 Catenary 形态。

8. 梁要求水平度，柱要求的是垂直度。

9. 力沿刚度最大的路径传递，但并不代表刚度最大的路径结构效率最高。最短的路径才是力流传递是最有效率的，材料是最省的。

10. 在静力学领域，我们可以认为结构的作用是将力传递到目的地，而地面则是唯一可靠的目的地。结构工程师做设计某种程度上可以理解为通过组装材料引导力的传递。