《建筑力学》课件建筑力学概论.ppt

12规划 第一讲 建筑力学概论 城市规划专业为什么要学习力学？ 结构在一幢建筑物中起什么作用？ 结构占多大地位，其重要性如何？ … … 建筑专业——建筑学、城市规划等 结构专业——土木工程、工程力学等 设备专业——给排水工程、电气工程、暖通等 第二章 静力学基本概念 §2–1 力的概念 §2–2 静力学的定律和原理 §2–3 力系的分类和简化 §2–4 静力分析 §2–5 空间力系的平衡条件 * * 第一章 绪论 第二章 静力学基础 第三章 建筑结构类型和结构计算简图 第四章 平面体系的几何组成分析 第五章 静定结构的内力计算 第六章 杆件应力、应变分析 第七章 静定结构位移计算 第八章 力法 第九章 位移法 第十章 压杆稳定 第十一章 梁的结构和位移 历代建筑演变 穴居 巢居 房屋 棚居 建筑的基本要素 坚固、经济、适用、美观 建筑的三大专业 建筑的三重性 自然科学 社会科学 艺术 建筑力学的任务： 研究结构的几何组成规律，使设计的结构既安全又经济. 建筑力学的内容 1、力系的简化和平衡问题 2、强度问题 3、刚度问题 4、稳定问题 5、结构的内力计算问题 静力学是研究物体在力系作用下的平衡规律的科学 建筑力学 理论力学 材料力学 结构力学 静力学 运动学 动力学 静力学主要研究受力物体平衡时作用力所应满足的条件； 同时也研究物体受力的分析方法以及力系简化的方法. 平衡 平衡：物体相对于惯性参考系（如地面）保持静止或匀速直线运动。 静力学研究的问题： 1.物体的受力分析 2.力系的等效替换（或简化） 3.建立各力系的平衡条件 力 1.概念？ 2.力的作用效应 3.力的三要素？ 4.力的表示： 1）外效应：使物体的运动状态发生改变 2）内效应：使物体发生变形 （大小、方向、作用点） 刚体是一种理想化的力学模型。 一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。 2、刚体——在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。 1、平衡——平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地球处于静止或匀速直线运动状态。 3、力——力是物体相互间的机械作用，其作用 结果使物体的形状和运动状态发生改变。 §2–1 力的概念 确定力的必要因素 力的三要素 大小 方向 作用点 力的效应 外效应—改变物体运动状态的效应 内效应—引起物体变形的效应 力的表示法 ——力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。 F 力的单位 —— 在国际单位制中，力的单位是牛顿 (N) 1N= 1公斤?米/秒2 （kg ?m/s2 )。 §2–1 力的概念 四、力系、合力与分力 力 系——作用于同一物体或物体系上的一群力。 等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。 平衡力系——能使物体维持平衡的力系。 合 力——在特殊情况下，能和一个力系等效 的一个力。 §2–1 力的概念 分 力——力系中各个力。 公理一 (二力平衡公理) 要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。 公理二 (加减平衡力系公理) 可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。 §2–2 静力学公理 推论 (力在刚体上的可传性) 作用于刚体的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用 = = F A F2 F1 F A B F1 A B §2–2 静力学公理 A 公理三 (力平行四边形公理) 作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。 F1 F2 R 矢量表达式：R= F1+F2 即，合力为原两力的矢量和。 §2–2 静力学公理 推论 (三力汇交定理) 当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。 F1 F3 R1 F2 A = 证明： A3 F1 F2 F3 A3 A A2 A1 §2–2 静力学公理 公理四 (作用和反作用公理) 任何两个物体间的相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。 §2–2 静力学公理 O A d B F 一、力矩的定义——力F 的大小乘以该力作用线到某点O 间距离d，并加上适当正负号，称为力F 对O 点