《建筑力学》-绪论

第一节建筑力学的研究对象、主要任务、学习意义一、建筑力学的研究对象建筑力学主要研究建筑工程结构的力学性能。建筑工程结构中的各类建筑物，都是由许多构件组合而成的。在建造之前，都要由设计人员对组成它们的构件进行受力分析，对构件材料的选择、尺寸大小、排列位置等都通过计算来确定。建筑物在建造和使用过程中都会受到各种外部作用，可能出现的外部作用包括荷载作用（恒载、活载、风载、水压力、土压力等）、变形作用（地基不均沉降、材料胀缩变形、温度变化引起的变形、地震引起的地面变形等）、环境作用（阳光、风化、环境污染引起的腐蚀、火灾等）。在建筑物中，承受并传递外部作用的骨架部分称为结构。建筑结构中的每一个基本组成部分称为构件。实际工程中，结构一般都是由多个构件通过各种方式连接起来所组成的。下一页返回第一节建筑力学的研究对象、主要任务、学习意义例如，板、梁、柱等构件组成了常见的混凝土或钢框架结构，如图０-１所示；屋面板、屋架、柱、基础等构件组成了单层厂房排架结构，如图０-２所示。建筑结构中，构件是组成结构的基本部件，构件的形状多种多样，按照几何特征，构件可分为杆件、板、壳和实体，如图０-３所示。杆件的几何特征为长条形，长度远大于其他两个方向的尺寸（５倍以上）。板壳的厚度远小于其他两个尺寸（长度和宽度），板的几何特征为平面形，壳的几何特征为曲面形，实体的几何特征为块状，长、宽、高三个尺度大体相近，内部大多为实体。上一页下一页返回第一节建筑力学的研究对象、主要任务、学习意义二、建筑力学的主要任务结构的主要作用就是承受荷载和传递荷载。承受和传递荷载就会使结构产生变形，并存在发生破坏的可能性。结构和构件本身就应具有一定的维持平衡、抵抗变形和破坏的能力，才能保证结构和构件的安全和正常使用的基础。工程中，把结构或构件抵抗破坏的能力称为结构的强度，抵抗变形的能力称为结构的刚度，把细而长的压杆保持原有平衡状态的能力称为稳定性。结构或构件维持平衡的能力、强度以及压杆的稳定性都称为结构的承载能力。结构或构件的刚度是保证结构能够正常使用的基础。上一页下一页返回第一节建筑力学的研究对象、主要任务、学习意义在结构设计时，如果把构件的截面设计得过小，构件会因强度或稳定性不足使结构丧失承载力，或者因刚度较弱，使构件产生过大变形而丧失正常使用的能力；反之，构件截面设计得过大，经济性不好，会造成人力、物力和财力上的浪费。《建筑力学》的任务就是为解决安全和经济这一矛盾提供必要的理论基础和计算方法，研究和分析作用在结构或构件上的力与平衡的关系，结构或构件的内力、应力、变形的计算方法以及构件的强度、刚度和稳定性的力学分析问题。三、建筑力学的学习意义建筑力学是一门专业基础课程，它为建筑工程结构的设计及施工现场大量的受力问题提供基本的力学知识和实用的计算方法，为进一步学习相关专业课程打下必要的基础。上一页下一页返回第一节建筑力学的研究对象、主要任务、学习意义建筑工程结构设计人员的主要任务是将建筑物或构筑物的设计图建造成实物，因此，设计人员应该懂得所建造的建筑物或构筑物中各种构件的作用，知道它们受到哪些力的作用、力的传递路径，以及各构件在这些力的作用下发生怎样的变形或破坏等。当然，作为建筑业生产一线的技术、质量、现场施工人员只有具备一定的建筑力学知识，才能正确理解设计图纸的意图与要求，科学地组织施工，制定出合理的安全和质量保证措施。上一页下一页返回第一节建筑力学的研究对象、主要任务、学习意义另外，在施工现场，有许多临时设施和机具，修建或安装这些临时设施，施工技术人员需要进行一些简单的计算；对一些重要的结构构件施工时，为了保证构件的形状、尺寸、位置的正确性，需要对安装的模板及支架系统进行设计或验算。这些工作都是由现场施工技术人员来完成的，建筑力学的相关知识能帮助人们合理、经济地完成设计任务，确保建筑施工的正常运行。所以，建筑力学是建筑工程专业设计技术人员和施工技术人员必不可少的专业基础知识，只有学习好、掌握好建筑力学的知识，才能进一步深入学习和掌握建筑工程专业的其他专业技术知识。上一页返回第二节建筑力学的学习内容、学习方法一、建筑力学的学习内容建筑力学的学习内容包括以下三大部分：（１）第一部分———理论力学。主要讨论力系的简化、平衡及对杆件（或结构）进行受力分析的基本理论和方法。（２）第二部分———材料力学。主要讨论杆件以及杆件的材料在外力作用下其本身的力学性质，并研究它们的内力与变形的计算以及强度、刚度和稳定的校核等问题。（３）第三部分———结构力学。主要讨论杆件体系的几何组成规律及其内力和位移的问题。下一页返回第二节建筑力学的学习内容、学习方法二、建筑力学的学习方法本课程是建筑类相关职业岗位群所必需的知识和技能，有较强的理论性和实用性。学习时应注意以下三点：（１）基本原理的理解和应用。掌握建筑力学的基本原理以及分析问题的方法和思路，切忌死记硬背；在学习中，随时思考这些理论知识可以解决建筑工程中的什么问题，带着问题学，最终达到学以致用的目的。（２）完成一定数量的练习题。要想学好建筑力学，必须多做练习，做练习是低成本却最有效的实践。只有做一定数量的练习题才能理解和领悟力学的奥秘