建筑力学 课件完整版.pptx

目录;目录;目录;第一节 建筑力学的研究对象和任务 一、建筑力学的研究对象 任何建筑物通常都要受到各种作用，如建筑物的自重、风力等。这些直接施加在建筑物上的力称为荷载。;建筑物承受和传递各种荷载而起骨架作用的部分称为建筑结构，组成结构的每一个部件称为构件。建筑结构一般由若干构件按照一定的方式组成，并具备足够的强度、刚度和稳定性。如图1-1所示。 建筑力学以单杆和杆系结构为研究对象，组成杆系结构的构件称为杆件。;二、建筑力学的任务 建筑力学的内容如下： （1） 静力学基础理论。 （2） 静定结构内力分析。 （3） 强度、刚度、稳定性计算。 （4）超静定结构的计算方法。;第二节 静力学基础知识 一、力的概念 力是物体间相互的机械作用，能使物体的机械运动状态和形状发生改变。力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点。 力的大小、方向和作用点通常称为力的三要素，因此力应以矢量表示。在国际单位制中，力的单位是N或kN。;物体在力的作用下相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态称为平衡。平衡是物体机械运动的一种特殊形式。 作用于物体上的多个力称为力系。 如果一个力系作用于某物体而使其保持平衡状态，则该力系称为平衡力系。;如果一个力系必须满足某些条件才能使物体保持平衡状态，这些条件则称为平衡条件。 用一个简单力系等效地替换一个复杂力系，称为力系的简化。 如果复杂的力系能用与之等效的一个力来代替，这个力称为原力系的合力。该力系的各力称为此力的分力。;二、刚体的概念 刚体是指在任何外力作用下，形状和大小都不会改变的固体。 显然，这是一种理想的模型，实际上，任何物体在力的作用下都会发生变形，只是有些变形很小，以至肉眼观察不到。 当研究它的强度、刚度、稳定性等问题时，又必须把它看作变形体。因此，刚体的概念是相对的。;三、静力学公理 公理是人们在生活和生产过程中总结、积累的经验，又经过长期实践，反复验证，被大家确认是符合客观实际的最普遍、最一般的规律。 公理1： 力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成一个合力。;公理2： 二力平衡原理作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充要条件是这两个力的大小相等、方向相反且在同一条直线上。 ;公理3： 加减平衡力系原理在作用于刚体上的任一力系中，加上一个平衡力系或减去一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。 公理4： 作用和反作用定律作用力和反作用力总是同时存在，两个力大小相等、方向相反、沿着同一条直线，且分别作用在两个相互作用的物体上。 ;四、平面力系中力对点之矩的概念 （一）平面力系中力对点之矩的概念 平面力系是指作用在物体上的力作用线在同一平面上的力系。平面汇交力系是指作用在物体上的力作用线在同一平面上且汇交于一点的力系。 力对刚体的运动效应可分为移动效应和转动效应。;（二）合力矩定理 合力矩定理为：平面汇交力系的合力对所在平面内任意一点之矩等于所有各分力对该点之矩的代数和。;五、力偶的概念 （一）力偶的概念 在生活和生产实践中，人们经常在物体上施加两个大小相等、方向相反、作用线互相平行的一对力而使物体转动。这种作用在同一刚体上等值、反向、不共线的一对平行力，称为力偶，记为（F，F′）。 既然力偶与力对物体的运动效应不同，力偶就不能用一个力来代替，即力偶中的两个力不能合成一个力。所以，力偶也是构成力系的基本元素。;如图1-6所示，力偶所在的平面称为力偶的作用面。 力偶中两个力的作用线间的垂直距离d称为力偶臂。;在平面问题中，用力偶中力的大小与力偶臂长度的乘积，并冠以适当的正负号所得的代数量，来度量力偶对物体的转动效应，称为力偶矩。 在同一平面内的两个力偶等效的必要与充分条件是这两个力偶矩相等。;（二）力偶的性质 （1） 力偶不能用一个力来代替，既不能合成一个合力，也不能与一个力平衡；力偶中的两个力在任一轴上投影的代数和恒为零。 （2） 力偶对于其作用面内任意一点之矩恒等于力偶矩，但与所选矩心的位置无关。;（3） 只要保持力偶矩不变，力偶可以在其作用面内任意移转，且可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变力偶对刚体的作用效应，如图1-8所示。;第三节 荷载的分类 建筑力学把作用在物体上的力分为两种： 一种是使物体运动或使物体有运动趋势的主动力，如重力、地震作用等； 另一种是阻碍物体运动的力，又称为约束力。;一、按荷载作用的性质 （一）静荷载 静荷载是指缓慢施加到结构上的荷载。 （二）动荷载 动荷载是指大小、方向随时间明显变化的荷载。其显著特点是使构件产生加速度，使结构的内力、变形随时间变化。;二、按荷载作用的时间长短 （一）恒载 恒载是指永久作用在结构上的不变荷载。 （二）活载 活载是指暂时作用在结构上的可变荷载。;三、按荷载作用的范围 （一）分布荷载 分布