2011年度湖南土建考试中级专业基础1-建筑力学.doc

土建初中级职称《建筑力学》复习资料建 筑 力 学 建筑力学是对建筑结构进行受力分析，并提供计算理论依据的一门科学。它是工科土建类专业的一门重要的专业基础课。 建筑力学以组成建筑结构的构件和结构体系为研究对象。建筑物中用以承受和传递荷载，维持平衡，并起骨架作用的部分称为建筑结构。它由梁、板、柱（墙）等构件组成。 建筑力学的研究内容包括靜力学、材料力学、结构力学三个部分。 靜力学研究构件在力系作用下的平衡规律。材料力学研究构件受力发生变形后的承载能力（强度、刚度、稳定性）问题。结构力学研究杆系结构的组成规律和合理形式以及结构在外因作用下的内力和位移计算。 建筑力学的任务就是研究各种建筑结构或构件在荷载作用下的维持平衡的条件以及承载能力的计算方法，为解决工程实际问题提供理论基础，使设计的构件既安全合理，又经济实用。 第一章??? 静力学基本知识 平衡指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。作用于同一物体上的一群力，称为力系。使物体保持平衡的力系，称为平衡力系。 静力学主要讨论两个问题： 力系的简化。就是将作用在物体上的较复杂的力系，用一个作用效应相同的简单力系来代替。 力系的平衡。就是研究物体在力系作用下平衡时，该力系所应满足的条件。 静力学主要学习两种方法： 几何法，???????????? 解析法。 ? ? 一、静力学基础 1．基本概念?? 力 力是物体间相互的机械作用,因此每一个力必有承受此力的受力物体和施加此力的施力物体。力的作用方式一般有两种情况：一种是两物体相互接触时，它们之间相互产生的作用力和反作用力；一种是物体与地球之间相互产生的吸引力。对物体来说，这个吸引力就是重力。 力的作用效果包括外效应和内效应两种。外效应是指使物体的运动状态发生改变；内效应是指使物体发生变形。 力的作用效果取决于三个要素：大小、方向、作用点。 力的单位：在国际单位制中，力的单位用牛顿? ( N ) 或千牛顿 （kN）表示。 力的图示：力是定位矢量。在作图时力可以用一段带箭头的有向线段表示；线段的长度按一定的比例表示力的大小，线段的方位（与水平线所夹锐角θ）和箭头的指向表示力的方向,? 线段的起点或终点表示力的作用点。 ? ? ? ? 刚体 在任何外力作用下，大小和形状始终保持不变的物体，称为刚体。显然，在自然界中刚体是不存在的，它是一个抽象化的理想模型。任何物体在力的作用下，都将发生变形。但是工程实际中许多物体的变形都很微小，对物体平衡问题的研究影响不大，可以忽略不计。这样将使静力学问题的研究大为简化。 静力学以刚体为研究对象，研究它在力系作用下的平衡规律。 必须注意：“刚体”的概念在材料力学和结构力学的学习中将不再适用。因为在计算结构的内力、应力和变形时，结构的变形在所研究的问题中处于主要地位，不能再忽略不计了。 约束和约束反力 在工程结构中，每一个构件都和周围的其它构件相互联系着，并由于受到这些构件的限制而不能自由运动。例如，梁受到柱的支承而不致于下落，柱子由于基础的限制而被固定等等。一个物体的运动受到周围物体的限制时，这些周围物体则称为该物体的约束。例如，前面所提到的柱就是梁的约束，基础是柱子的约束。 如果没有柱子的限制，梁就会掉下来。柱子要阻止梁的下落，就必须给梁施加向上的力，这种约束给被约束物体的力，称为约束反力，简称反力。约束反力的方向总是与约束所能限制的运动或运动趋势的方向相反。 在物体上，除约束反力以外，还有能主动引起物体运动或使物体产生运动趋势的力，称为主动力。例如，重力、风力、水压力、土压力等都是主动力。主动力在工程中也称为荷载。一般情况下;物体总是同时受到主动力和约束反力的作用。主动力通常是已知的，而约束反力则是未知的。因此，正确地分析约束反力是对物体进行受力分析的关键。 工程中几种常见的约束类型 i 柔体约束 由张紧的绳索、皮带、链条、钢丝等柔软物体构成的约束称为柔体约束。柔体约束只能限制物体沿着柔体约束的中心线离开柔体约束的运动。柔体约束的约束反力通过接触点，其方向沿着柔体约束的中心线背离物体，即只能产生拉力。这种约束反力通常用“T”表示。 ? ? ? ? 柔体约束 ii 光滑接触面约束 物体与另一物体相互接触，当接触处的摩擦力很小，可以略去不计时，两个物体彼此的约束就是光滑接触面约束。例如，支持物体的固定平面、轨道对于车轮的约束、托轮对于管模的约束等。 ? 光滑接触面约束只能限制物体沿着光滑接触面的公法线而指向接触面的运动。光滑接触面的约束反力通过接触点，其方向沿着光滑接触面约束的公法线并指向被约束物体，即只能产生压力。这种约束反力通常用“N”表示。 iii 圆柱形铰链约束 圆柱铰链简称铰链，门窗用的合页、活塞销等都是圆柱铰链的实例。理想的圆柱铰链是由一个圆柱形销钉插入两个物体的圆孔中构成，