建筑力学与结构的.ppt

建筑力学和结构 绪 论 建筑力学——主要是分析材料的力学性能和变形特点、建筑结构或构件的受力情况。 建筑力学的作用——为建筑结构设计和解决施工中的受力问题提供基本的力学知识和计算方法。 构件——组成结构的单个物体，如梁、板、柱、基础、屋架等；构件一般分三类，即杆件、薄壁构件和实体构件。 结构——由承受并传递荷载的构件组成的体系。 一 建筑力学的研究对象 研究对象——杆系结构 杆件——长度比其它两尺寸大得多（5倍以上） 的构件，如梁、柱。 二 建筑力学的任务 任务——研究杆件或杆系结构在荷载作用下的平衡条件及承载能力。 建筑力学分为——力系的简化与平衡；材料的强度、刚度与稳定性；结构的内力和位移计算三个部分。 三 建筑力学的主要内容 1 研究结构的受力和平衡问题 2 研究单个构件在荷载作用下的内力、变形及承载能力。 3 研究杆件体系的组成规律和合理形式。 四 结构的分类 1 按材料分: 钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构。 2 按结构体系分：墙体结构、框架结构、筒体结构、错列桁架结构、拱结构、空间薄壳结构、空间折板结构、网架结构、钢索结构。 五 荷载与作用 荷载——集中荷载、分布荷载。 分布荷载——体荷载（N/m3）、面荷载(N/m2)、线荷载(N/m)。 作用——使结构产生效应（应力、位移、应变、裂缝等）的各种因素。 作用的分类： 1 按时间的变异：永久作用、可变作用、偶然作用。 2 按空间位置: 固定作用、可动作用。 3 按结构的反应：静态作用、动态作用。 六 几点建议 1. 课前预习 2. 上课认真听讲 3. 课后复习、作业 第一篇 建筑力学 第一章 静力平衡 第一节 静力学基本概念 一 力 1 力的定义 2 力的三要素（重点） 力对物体的作用效应决定于三个要素： 力的大小指物体间相互作用的强弱程度。 力的方向包含方位和指向两个含义。 力的作用点是指力对物体作用的位置。 作用于一点的力，称为集中力。 二 力矩的概念 所以，力F 对物体绕O点转动的效应，由下 列因素决定： (1)力F与力臂d 。 (2)力F使物体绕O点的转动方向。 力矩公式： MO(F) = ± F ×d（重点） 力矩符号规定：使物体绕矩心产生逆时针方 向转动的力矩为正，反之为负。 单位:是力与长度的单位的乘积，常用(N·m) 或(kN·m)。 三 力偶与力偶距 1 力偶 由两个大小相等、方向相反、平行且不共线 的二力组成的力系，称为力偶。 2 力偶矩 力偶臂：力偶的两个力之间的垂直距离d。 力偶的作用面：力偶所在的平面。 力偶三要素：即力偶臂的大小、力偶的转向 和力偶作用平面。 力偶和力偶矩的单位：N·m或kN·m。 力偶在平面内的转向不同，作用效应也不相同。 力偶矩符号规定：力偶使物体作逆时针转动时，力偶矩为正号；反之为负。在平面力系中，力偶矩为代数量。 力偶的基本性质 （1）力偶不能合成为一个合力，所以不能用一个力来代替。 （2）力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心位置无关。 （3）在同一平面内的两个力偶，如果它们的力偶矩大小相等，转向相同，则这两个力偶是等效的。 四 力系与平衡 力系：作用在物体上的一群力。 平衡：物体相对于地面处于静止或作匀速直 线运动的状态。 平衡力系：使物体处于平衡件状态的力系。 等效力系：若两个力系对同一物体的效应相 同，则称这两个力系互为等效力系。 如果一个力和一个力系等效，则该力称为此力系的合力。 五 刚体的概念 刚体是指在力的作用下，大小和形状保持不变的物体。 在静力学中，把所研究的物体都看做是刚体。 实际上，刚体是不存在的，它是一个理想化的力学模型。 六 小结 1 力的三要素； 2 力矩的计算公式及其正负的确定。 3 力偶的概念及表示方法。 4 力偶距的计算公式及其正负的确定。 第二节 静力学公理 作用在刚体上的两个力，使刚体处于平衡状 态的充分和必要条件是： 这两个力——大小相等、方向相反、作用在 同一条直线上(简称等值、反向、共线)。 受二力作用而处于平衡的杆件或构件称为二 力杆件（简称为二力杆或二力构件）。 必须注意，对于变形体来说，二力平衡公理是不成立的。两个力等值、反向、共线的条件只能是二力平衡的必要条件而不是充分条件。 二 作用与反作用公理 两个物体间的作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反、沿同一直线，并分别作用在这两个物体上。 这个公理概括了两个物体间相互作用力的关系，表明了作用力和反作用力总是成对出现的。如图所示。 三 加减平衡力系公理 在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉任 何一个平衡力系