建筑力学课程核心内容体系

演讲人：日期:建筑力学课程核心内容体系目录CONTENTS02.04.05.01.03.06.基础力学原理结构动力学基础结构静力分析结构稳定性研究材料力学特性工程应用与实践01基础力学原理静力学基本概念与假设力的基本假设力的三要素（大小、方向、作用点）、力的平行四边形法则、力的分解与合成等。03包括力、力的平衡、平衡条件、刚体、质点等。02静力学基本概念静力学定义和研究对象静力学是研究物体在静止状态下或平衡状态下受力的力学分支，研究对象为静止或平衡的物体系统。01力学模型与受力分析基础力学模型根据实际问题抽象出的力学系统，包括物体的形状、尺寸、约束条件等。01受力分析对物体进行受力分析，确定物体所受的外部力，以及内部应力分布等。02约束类型与约束反力了解不同类型的约束（如柔性约束、刚性约束等）及其产生的约束反力。03国际单位制（SI）的基本单位包括长度（米）、质量（千克）、时间（秒）、力（牛顿）等。量纲与量纲分析通过量纲分析可以检查公式的正确性，以及判断物理量的性质。单位换算掌握不同单位之间的换算关系，以便进行单位换算和计算。标准单位与量纲体系02结构静力分析作用在刚体上同一平面内的汇交力系，当且仅当力的多边形自行闭合时，该力系平衡。平面力系平衡条件平面汇交力系的平衡条件作用在刚体上同一平面内且相互平行的力系，当且仅当这些力的大小相等、方向相反且作用在同一直线上时，该力系平衡。平面平行力系的平衡条件作用在刚体上同一平面内的任意力系，当且仅当它们的合力为零时，该力系平衡。即力的多边形能够闭合。平面一般力系的平衡条件支座类型与反力计算6px6px6px提供两个方向的约束，反力方向垂直于支承面。固定铰支座提供法向约束，反力垂直于接触面，但允许在切向方向上发生移动。光滑接触面支座提供一个方向的约束，反力方向垂直于支承面，但允许在该方向上有移动。可动铰支座010302允许在水平方向上移动和转动，只提供垂直方向的约束。滚动支座04静定结构内力图绘制截面法叠加法平衡条件法图乘法通过假想地切开结构某一部分，考虑该部分所受的力，从而得到截面上的内力。对于由几个简单结构组成的复杂结构，可以分别求出各简单结构的内力，然后进行叠加得到复杂结构的内力。利用结构在受力作用下的平衡条件，通过列方程求解未知内力。利用内力图与外力作用图之间的几何关系，通过图形乘法求得内力。03材料力学特性应力-应变关系曲线弹性阶段应力与应变成正比，卸载后恢复原状，弹性模量表示应力与应变之比。01屈服阶段应力超过弹性极限后，应变继续增加而应力几乎不变，形成屈服平台。02强化阶段屈服后，材料应变继续增加，应力也随之提高，形成强化阶段。03断裂阶段应力达到极限后，材料发生断裂，断裂点处的应力称为抗拉强度。04最大拉应变理论，考虑了拉伸和压缩应变对失效的贡献。第二强度理论最大剪应力理论，认为材料失效与最大剪应力相关。第三强度理论01020304最大拉应力理论，认为材料断裂与最大拉应力相关。第一强度理论畸变能理论，考虑了形状改变比能对材料失效的影响。第四强度理论材料强度与失效理论截面几何性质计算截面面积截面极惯性矩截面惯性矩截面扇形惯性矩用于计算材料的抗拉、抗压强度，反映材料承载能力的几何量。描述截面抵抗弯曲变形的能力，与材料弯曲刚度有关。用于计算材料在扭转作用下的抗扭能力，反映截面抵抗扭转变形的性质。用于计算截面在特定方向上的惯性矩，用于更精确的应力分析。04结构动力学基础结构振动基本方程基于牛顿第二定律，建立结构振动的基本方程，包括位移、速度和加速度等参数。振动方程的建立介绍自由振动的特性以及受迫振动的响应，分析在简谐荷载作用下的振动情况。自由振动与受迫振动探讨阻尼对振动系统的影响，包括减振、耗能以及等效阻尼比等概念。阻尼对振动的影响动力荷载类型与响应突加荷载与冲击荷载分析突加荷载与冲击荷载对结构的影响，以及结构在荷载作用下的瞬态响应。周期荷载与稳态响应随机荷载与结构可靠性研究周期荷载下结构的稳态响应，包括共振现象及其避免措施。探讨随机荷载对结构的影响，以及如何通过概率统计方法评估结构的可靠性。123分析地震波的传播特性，以及结构在不同地震波作用下的响应特点。抗震设计核心参数地震波特性与结构响应介绍阻尼比对地震反应谱的影响，以及如何通过调整阻尼比来降低结构的地震响应。阻尼比与地震反应谱探讨结构的刚度与柔度在抗震设计中的作用，以及如何通过合理设计来提高结构的抗震性能。刚度与柔度05结构稳定性研究压杆屈曲临界荷载欧拉公式长度系数临界应力弹性模量计算理想压杆屈曲临界荷载的公式，考虑了压杆的材料、长度和截面属性。压杆在屈曲前所能承受的最大应力，与材料的屈服强度有关。考虑压杆实际长度与屈曲模态的关系，对欧拉公式进行修正的系数。材料在弹性变形阶段应力与应变的比例，影响压杆的临界荷载。稳定设计规范要求稳定性验算稳定安全系数构造措施屈曲后强度利用在设计结构时，必须进行稳定性验算，确保结构在承受各种荷载时不会发生失稳。为提高结构的稳定性，设计中采用的安全系数，通常大于1。通过调整结构构造，如加强截面、设置支撑等，提高结构的稳定性。考虑结构在屈曲后的剩余承载能力，充分利用材料的强度。桥梁失稳桥梁结构在荷载作用下发生屈曲失稳，导致桥梁整体破坏。柱类构件失稳如建筑中的柱子，在承受过大荷载或受到侧向力作用时发生失稳。桁架结构失稳由于节点连接较弱或整体刚度不足，导致桁架结构在荷载作用下发生失稳。板件失稳如钢板在受压时发生屈曲，导致构件丧失承载能力。典型失稳案例分析06工程应用与实践力学实验测量方法应变测量使用应变片、应变计等测量构件表面的应变，了解受力情况。位移测量通过位移计、千分表等仪器测量物体在受力后的位移变化。力的测量利用测力传感器、力平衡仪等测量构件所受的力，为分析提供数据。动力学参数测量通过加速度计、速度计等测量物体的动力学参数，如振动、冲击等。实际工程问题解析结构稳定性分析振动与噪声控制强度校核断裂力学应用根据力学原理，分析建筑结构的稳定性，判断是否存在失稳风险。通过计算构件的应力、应变等参数，校核其强度是否满足安全要求。分析建筑物在振动或噪声作用下的响应，提出减振降噪措施。应用断裂力学原理，分析构件的裂纹扩展及断裂行为，提出相应的防护措施。有限元分析软件操作ANSYS软件操作学习ANSYS软件的建模、网格划分、加载求解及结果分析等功能。AB