第1章 绪论—建筑力学.ppt

力学学习对于建筑设计的意义 力学学习对于建筑设计的意义 力学学习对于建筑设计的意义 力学学习对于建筑设计的意义 力学学习对于建筑设计的意义 力学学习对于建筑设计的意义 1.2 荷载（load）及其分类 主动力 主动力与约束力 荷载的分类 1.3 平面结构的支座（abutment）及反力 1.4 结构计算简图 小结： 1.5 杆件结构 1. 杆件的几何特性 横截面：垂直长度方向的截面 轴线：横截面形心的连线 3. 杆件结构的分类 思考题：结构实验室的结构计算简图及杆件变形特点 计算简图 梁 柱 计算简图 4. 荷载的简化 计算简图 体积力 表面力 作用在结构内部任意一点。如结构的自重 由其它物体通过接触面而传给结构的作用力。 简化为作用在杆件轴线上的力 线荷载 （5）材料性质的简化 建筑材料通常为 钢、混凝土、砖、石等。 注意： 木料为各向异性材料（横纹与顺纹不同） 假设： 连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。 课后调研： 身边的建筑物的结构计算简图 杆件的简化 杆件间连接的简化——结点 结构与基础间连接的简化——支座 荷载的简化 2. 杆件的基本变形形式 轴向拉伸与压缩变形 3 1 弯曲变形 3 2 扭转变形 3 3 剪切变形 3 4 轴向拉伸与压缩变形 3 1 在一对大小相等、方向相反、作用线与杆件轴 线相重合的轴向外力的作用下，杆件发生长度 方向的伸长或缩短。 弯曲变形 3 2 在一对大小相等、转向相反的外力偶矩的作用下 直杆的任意两横截面发生相对倾斜，且杆件轴线 变形为曲线。 扭转变形 3 3 在一对大小相等、转向相反、作用平面与杆件轴 向垂直的外力偶矩的作用下，直杆的相邻横截面 绕着轴向发生相对转动，而轴线仍然保持为直线 剪切变形 3 4 在一对大小相等、方向相反、作用线相距很近的 横向外力作用下，杆件的横截面沿着外力作用方 向发生错动。 （1）梁 beam：轴线常为直线，是受弯构件 简支梁 悬臂梁 伸臂梁 多跨梁 建筑美学与力学合理性的统一 建筑美学与力学合理性的统一 建筑的发展与结构理论及材料的发展密不可分 建筑的发展与结构理论及材料的发展密不可分 合理的结构形式本身也是建筑美的一种体现 成功的建筑是与结构完美的结合 结构上的力 约束反力(支座反力) 约束力 荷载 F A B FAx FBy FAy 1. 按作用时间的久暂 恒载：长期作用于结构上的不变荷载。 特征：大小、方向、作用位置是不变的。 实例：结构的自重、安装在结构上的设备重量等 活载：建筑物在施工和使用期间可能存在的可变荷载 实例：吊车荷载、结构上的人群、风、雪等 2. 按荷载的作用范围 集中荷载：荷载的作用面积相对于总面积是微小的。 实例：固定设备，屋顶水箱等 分布荷载：分布作用在一定面积或长度上的荷载 实例：风、雪、自重等荷载。 3. 按荷载作用的性质 静力荷载： 大小、方向和位置不随时间变化或变化极其缓慢，不使结构产生显著的加速度。 实例：结构自重、楼面活载等； 动力荷载： 随时间迅速变化或在短暂时间内突然作用或消失的荷载，使结构产生显著的加速度。 实例：地震、爆炸力、动力机械产生的荷载等； 荷载规范：GB50009-2001 容重（kN/m3） 木材：4～8； 钢：78.5； 钢筋混凝土：25； 普通砖：18 面载（kN/m2） 硬木地板：0.2 线载（kN/m） 高3m的240墙（水泥粉刷），梁上的线荷载： 集中力（kN） 400*400*3000钢筋混凝土柱： 活荷载的规定（面载） （kN/m2） 住宅、教学楼等： 阳台：2.5(人群可能密集取3.5) 风荷载：0.35（武汉） 雪荷载：0.4（武汉） 屋面：0.5（不上人）；2.0（上人） 3.0（屋顶花园） 楼面活荷载 0.2 2 20 1. 支座：结构与基础的连接区； 广义：支承结构或构件的各种装置。 2. 支座反力： H ：水平力——限制水平运动 V ：竖向力——限制竖向运动 M：力 矩——限制转动 （1） 固定铰支座 （2） 可动铰支座 （3） 固定支座 （4） 滑动支座 3. 支座形式及力学简化： 按受力特征，一般简化为以下四种情况： 砖墙 （1） 固定铰支座 梁 被支承的部分