建筑结构力学《建筑力学》.ppt

08.06.2020、建筑结构力学、建筑力学、解决建筑中力学问题建筑力学、 08.06.2020、建筑结构力学、绪论、08.06.2020、建筑结构力学、建筑力学任务：研究分析作用于结构(或构件)的力与平衡的关系，结构(或构件)具有应力、应力、变形的计算方法和构件强度、刚度和稳定条件，为保证结构(或构件)的安全性和经济合理性提供计算理论依据08.06.2020、建筑结构力学、建筑力学研究对象结构：建筑物或构筑物中受外部作用的骨架。 可能的外部作用是负荷作用(恒定负荷、活性负荷、风荷、水压、土压等)、变形作用(地基的不均匀沉降、材料的膨胀收缩变形、温度变化引起的变形、地震引起的地板变形等)、环境作用(日光、风化、环境污染引起的腐蚀、火灾等)。 08.06.2020、建筑结构力学、建筑力学的研究对象是结构。 08.06.2020、建筑结构力学、土木工程是力学最重要的发展源泉和应用田地之一，力学是土木工程的重要理论基础。 人早就建了房子，在掌握了丰富的力学知识之后，建成了各种超高层建筑、海桥、特大跨度公共建筑、水下隧道和高速公路。 08.06.2020、建筑结构力学、力学的分支学：理论力学、材料力学、结构力学、板壳力学、弹性力学、弹塑性力学、塑性力学、断裂力学、流体力学、复合材料力学、实验力学、计算力学、量子力学等。 “建筑力学”的内容只是力学中基本应用最广泛的部分。 综合了静力学、材料力学、结构力学三个课程的主要内容。 08.06.2020，建筑结构力学，评价，平常成绩20%试验成绩80%，08.06.2020，建筑结构力学，第1章建筑力学基础，力(Force )是物体间的相互机械作用，力作用于物体的效果(Effectofanaction ) :一种是改变物体的机械运动状态，力的运动效果或外部效果第二，通过改变物体的形状，被称为力的变形效果和内部效果。 力的定义，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉力5扭转6几何组成7静定构造8梁应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，建筑构造力学，力的大小，力的方向，力的作用点。 力的图示法、力的三要素：力具有大小和方向，因此力为向量(vector )。 如图1.1所示，输入的三个元素可以由箭头线段表示。 第1章建筑力学基础，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉力5扭转6几何构成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，建筑构造力学，力的单位力的国际单位为尼第1章建筑力学的基础，力系的定义作用于同一物体的力的组。 0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何组成7静定构造8梁应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回、08.06.2020、建筑构造力学、等效系统(equivalentforrent ) 通过平衡力系统(Equilibriumforcesystem )使物体平衡的系统。 合力与分力只要力与力的关系相同。 这个力叫做这个力的合力，这个力的各个力叫做这个力的分力。 第1章建筑力学基础，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，建筑构造力学，刚体(Rigidbody )例如：桥梁在车辆或人群等负荷下的最大垂直变形一般不超过桥梁跨度的1/7001/900。 由于物体的微小变形对物体平衡问题的影响很小，所以可以认为物体是不变形的理想物体刚体。 第1章建筑力学基础0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉力5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回、08.06.2020、建筑构造力学、力向坐标轴的投影、 合力合力式：已知合力式的第1章建筑力学基础，0绪论1力学基础2矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何学组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12法13位移法和矩分配法14影响线练习思考返回 08.06.2020，建筑结构力学，例1.1图1.3中尝试各力在轴上的投影，按规定观察判定投影的符号。 第1章建筑力学基础，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，建筑构造力学，例1.1问题解： 第1章建筑力学基础0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，建筑构造力学，第1章建筑力学基础， 例1.1问题解0绪论1力学基础2矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何学组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回、08.06.2020、建筑构造力学、 二力平衡公理作用于同一刚体的两个力，刚体平衡的必要和充分条件是，这两个力的大小相等，方向相反，作用于同一直线。 第1章建筑力学基础(若干公理和定理)，0绪论1力学基础2矩和偶力3平面系4轴拉伸力5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，建筑构造力学，以上图1.5所示的绳索的两端大小相等，受到方向相反的拉伸力时可以取得平衡，但在压力下无法取得平衡。 第1章建筑力学基础，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉力5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，受建筑构造力学、二力作用平衡第1章建筑力学基础，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何学组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020， 建筑结构力学力的平行四边形定律(Parallelogramofforces )作用于物体上同一点的两个力可以合成仍作用于该点的一个合力，合力的大小和方向由以原始两个力为邻接边的平行四边形对角线向量表示。 第1章建筑力学基础，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉力5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，建筑构造力学，三力平衡交叉定理1刚体第一章建筑力学基础、作用和反作用规律两个相互作用物体之间的力等于反作用力的大小，方向相反，沿着同一直线并分别作用于两个物体。 0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何组成7静定结构8梁应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考回归、08.06.2020、建筑结构力学等建筑物在施工过程和建筑后的使用过程中都具有各种作用例如建筑物各部分的自重、人和设备的重力、风力、地震、温度变化等。 其中建筑物的自重、人和设备的重力、风力等作用称为直接作用，工程中称为负荷(Load )的地震、温度变化等作用称为间接作用。 在工程中，有时不能严格区分直接作用和间接作用，引起建筑物变形、位移、破坏的作用统称为荷载。 第1章建筑力学基础，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉力5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，作用于建筑构造力学、施工中、构造的载荷多为了便于力学分析，需要从不同的角度进行分类。 1、载荷根据其作用时间的长短可分为永久载荷(Deadload )、可变载荷(importedsload )和偶然载荷。 3、负荷根据作用位置的变化分为移动负荷和固定负荷。 2、载荷根据作用于结构的性质分为静力载荷(Steadyload )和动力载荷(Dynamicload )，第1章建筑力学基础、 载荷的分类0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回、08.06.2020、建筑构造力学、4、载荷根据作用于构造的分布状况分布载荷(载荷) 集中载荷的分布范围小，作用于一点载荷的线性分布载荷沿直线或曲线分布的载荷(单位： KN/m )面分布载荷沿平面或曲面分布的载荷(单位： KN/m2)体分布载荷沿物体内各点分布的载荷(单位： KN/m3)。 第1章建筑力学基础，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9的组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，建筑构造力学，施工中， 荷载的分布情况往往很复杂，往往能简化沿直线和平面均匀分布的荷载的分析计算。 分布载荷(Uniformload )的合力计算分布载荷的合力作用于分布区域的中心，指向一定的方向，其大小等于分布集合度的大小q乘以分布范围。 第1章建筑力学基础，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸力5扭转6几何构成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，建筑构造力学，约束反作用力约束与被约束物体的接触基准可用于确定约束反作用力的方向和作用点的位置。 约束和约束反作用力，第1章建筑力学基础，限制物体运动的物体称为约束物体，简称约束(Support )。 约束必然对被约束物体产生强有力的作用，阻碍被约束物体的运动和运动倾向。 该力称为约束反作用力(Reaction )，简称为反作用力。0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何学组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回、08.06.2020、建筑构造力学、第1章建筑力学基础、工程上构造和部件支撑物在工程上，大多通过支撑台将部件支撑在基础或其他静止的部件上。 支撑台受到构件的约束。 相对于支撑台所支撑部件的约束反作用力也称为支撑台反作用力。 支撑台结构多种多样，其具体情况复杂、简化，只需总结为几种类型，便于计算分析。 建筑结构的支撑台通常分为固定铰链支撑台、可动铰链支撑台、固定(端)支撑台3种。 0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸压力5扭转6几何组成7静定构造8梁弯曲应力9组合变形10推杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习思考返回，08.06.2020，建筑构造力学，图1.18(a )是固定铰链支撑台的模式部件和支承台由光滑的圆柱铰链连接，部件不能向任何方向移动，但能够绕销旋转，固定铰链支承台的约束反作用力与圆柱铰链约束相同，约束反作用力必定作用于接触点，通过销的中心的方向是未定的。 固定铰刀的概略图见图1.18(b )。 约束反作用力可以用FRA和未知的方位角表示，也可以用水平力FXA和垂直力FYA表示，如图1.18(c )所示。 第1章建筑力学基础，1 .固定铰链座，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸力5扭转6几何学组成7固定构造8梁弯曲应力9组合变形10杆稳定11位移计算12力法13位移法和力矩分配法14影响线练习回去，08.06.2020，建筑构造力学，图l.20 (l.20 ) 部件和支承台由销连接，但支承台能够沿着支承面移动这一约束仅限制部件向与支承面垂直的方向的移动，无法阻止部件绕销的旋转和沿着支承面的方向的移动。 因此，该约束反作用力的作用点通过约束与被约束物体的接触点，约束反作用力通过销的中心，与支承面垂直，方向有可能指向部件，有可能远离部件。 该支架的概略图如图1.20(b )所示，约束反作用力如图1.20(c )所示。 第1章建筑力学基础，2 .可动铰链座，0绪论1力学基础2力矩和偶力3平面系4轴拉伸力5扭转6几何学组成7固