绪论
1.工程力学的研究对象
在水利、交通、工业与民用建筑等工程中，为满足不同的需求，建造了各式各样的建筑物。如图0.1所示渡槽，是引渡水流跨过沟槽的建筑物；图0.2所示是正在施工中的办公楼房。
图0.1
建筑物在施工和建成后的正常使用过程中，都要受到各种各样的力的作用，例如建筑物各部分的自重、人和设备的重量、风压和地震力的作用等，这些直接主动作用在建筑物上的外力，在工程上统称为荷载。
将建筑物中承受和传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。图0.1所示渡槽的槽梁主要承受自身和水的重量，槽梁将力传到两端的支承柱上，而柱再将力传到下端的基础内。显然，图0.1所示建筑物中，槽梁、支承柱和基础构成渡槽的结构。楼板、梁、柱和地基构成的框架就是楼房的结构，如图0.2所示。将组成结构的各个部件称为构件。
组成结构的构件按其形状和尺寸可分为三类。构件的长度远大于截面宽度和厚度的称杆件；构件的长度和宽度远大于截面厚度的称薄壁构件；构件的长度、宽度、厚度为同量级尺寸的称实体构件。由杆件组成的结构称为杆系结构，如图0.3所示的移动式喷灌支架。工程力学的研究对象主要是杆及杆系结构。杆系结构分为平面杆系结构和空间杆系结构，当组成结构的所有构件的轴线及所受外力在同一平面内时，称为平面杆系结构；否则，便是空间杆系结构。本书仅研究平面杆系结构，很多空间杆系结构可简化为平面杆系结构进行分析计算。
图0.2
由薄壁构件和实体构件组成的薄壁结构和实体结构是弹性力学的研究对象。
2.工程力学的任务
结构或构件在建造及使用过程中，当受到过大荷载后，可直接发生断裂；在一般情况下其尺寸与形状都要发生变化，这种变化称为变形。将外力解除后能消失的变形称为弹性变形，将外力解除后不能消失的变形称为塑性变形。
结构或构件在建造及使用过程中，必须使其具有足够的承载能力，才能保证结构及构件安全正常的工作。在工程力学范畴内，承载能力主要包括强度、刚度和稳定性三方面的要求。
构件应具备足够的强度（即抵抗破坏的能力），以保证在规定的使用条件下不发生意外断裂或显著塑性变形。
构件应具备足够的刚度（即抵抗变形的能力），以保证在规定的使用条件下不产生过大的弹性变形。
构件应具备足够的稳定性（即保持原有平衡形式的能力），以保证在规定的使用条件下构件在某种外力（例如轴向压力）作用下，其平衡形式不发生突然转变。
结构及构件的安全性和经济性是矛盾的，前者要求用好的材料、大的截面尺寸，而后者则要求用低廉的材料最经济的截面尺寸。要使两者达到完美的统一，就需要依靠科学理论和实践来探索材料的受力性能、确定构件的受力计算方法，使设计出的结构和构件既安全又经济。
图0.3
工程力学的任务是，研究结构及构件的平衡规律、承载能力和材料的力学性质，为保证结构及构件安全可靠又经济合理提供必要的计算理论。
3.工程力学的内容
本书所论之“工程力学”包含以下内容：
（1）静力学基础及静定结构内力分析——主要介绍静力学公理，研究平面力系的合成及平衡问题和静定结构的内力计算问题。
（2）强度和刚度分析——分析构件在各基本变形形式下的应力、强度及计算方法，分析静定结构的变形及计算方法，保证结构或构件满足刚度要求。
（3）超静定结构的内力计算——主要介绍力法、位移法和力矩分配法。
（4）稳定计算——主要研究不同约束条件下轴向受压直杆的稳定性问题。
4.学习工程力学的目的
作为施工技术及施工管理人员，必须具有工程力学的直觉能力。一个经验丰富的施工员，不用详细计算，就能感受到结构或构件何处应力大，何处应力小，什么位置是危险截面。在实际工程中，当具备这种能力后，才能科学地组织施工，制定出合理的安全和质量保证措施。而这种能力可以通过本课程得到培养。
学习工程力学有利于培养学生的创新素质，创新素质在工程力学中的培养不仅仅体现在内容安排上，而且体现在整个课程的全过程，包括教学形式、方法、手段、要求等方面。对学习者的思维训练也是极有益的，通过工程力学的学习可以培养严谨、理性的思维习惯。按科学的方法分析和解决问题，不论从事何种工作都将得益匪浅。通过这些知识的学习所培养的能力和形成的素质将会一辈子受益。
工程力学是水利工程计算的理论基础，通过学习可以逐步形成工程理念，为掌握好水利工程的专业知识奠定基础。工程力学是水利工程建筑结构、施工技术、地基与基础、水利工程建筑等课程的基础。
5.工程力学的学习方法
在我们生活的方方面面都有许多力学问题，我们都自觉或不自觉地运用力学规律。在学习工程力学时，必须理论联系实际，要求大量地观察实际生活中的力学现象，并学会用学到的理论加以定性或定量的解释。
课前应预习，做到听课时抓重点和难点；课后应及时复习，加深对所学内容的理解和记忆。在复习理解的基础上，再做一定量的练习，练习是运用基本理论解决实际问题的一种训练。
工程力学系统性较强，后面的内容总是以前面的知识为基础，各部分有较紧密的联系。因此，在学习中要循序渐进，及时解决不清楚的问题；要注意深刻理解基本概念、基本理论和基本方法，挖掘知识之间的逻辑关系，不能满足于背公式、记结论；要注意分析问题的思路和解决问题的方法。