土木工程力学基础单元二
土木工程力学习题答案第1-2章
1.1 力的基本知识班级姓名座号1-1-1 看视频“击打棒球”,体会在1/1000秒内,用90kN的力将棒球的速度由40m/s 降为0,再由0沿相反增加到更大的速度。
看视频“击打气球”,体会在1/1000秒内,力的大小、变形的大小还在变化。
树立力与变形一致,力与运动状态改变一致的观念。
填空:力是物体之间相互的机械作用。
这种作用的效应是改变物体的运动状态和使物体变形。
在分析力的运动效应时,可以不考虑物体的变形,将实际变形的物体抽象为受力而不变形的物体,称为刚体。
力的单位为N(牛顿)。
1KN = 1000 N。
矢量是既有大小又有方向的量,例如速度、加速度为矢量。
1-1-2做梁受集中荷载作用的小实验,观察梁的变形;将集中荷载展开为均布荷载,观察梁的变形。
(图1-1)实验元件:纸片件、链条画图:依据小实验画梁的计算简图。
填空:图1-1中,受集中荷载作用梁的变形较大;力的线集度q的单位为kN/㎡。
图1-1 集中荷载与分布荷载1-1-3 试在图1-2中分别以A、B、C、D为作用点,按集中力的描述画力矢量,并标出该力的“作用线”。
图1-2 集中力的三要素1-1-4 自己的体重是0.65kN,身高 1.75m。
假设自己平躺在床上,并简化为均布荷载,则荷载的线集度q = 0.371kN/m。
1.2静力学公理(一)班级姓名学号1-2-1看视频“首尔的平衡达人”。
填空:试按认识、表达的顺序书写集中力的三要素:作用点,方向,大小。
1-2-2 看动画“二力平衡公理”。
填空:作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是,这两个力在同一直线上,指向相反,大小相等。
1-2-3 看动画“作用与反作用公理”。
填空:作用力和反作用力总是同时存在,分别作用在两个物体上,沿同一直线,指向相反,大小相等。
1-2-4 看动画“加减平衡力系公理”及其推论。
填空:力的可传性:作用在刚体上的力,可以沿着它的作用线移到刚体的任意一点,不改变力对刚体的作用效应。
东北大学智慧树知到“土木工程”《土力学与地基基础(二)》网课测试题答案4
东北大学智慧树知到“土木工程”《土力学与地基基础(二)》网课测试题答案(图片大小可自由调整)第1卷一.综合考核(共15题)1.只要地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备,则无需验算地基变形。
()A、错误B、正确2.某柱下方形基础边长2m,埋深d=1.5m,柱传给基础的竖向力F=800kN,地下水位在地表下0.5m处,则基底压力等于()A.220kPaB.230kPaC.210kPaD.215kPa3.由某土的颗粒级配曲线获得,则该土的不均匀系数Cu为()。
A.50%B.6C.155D.10.9354.在相同条件下,主动土压力Ea与被动土压力Ep的大小关系是()A.Ea≤EpB.EaC.Ea>EpD.Ea≥Ep5.桩侧负摩阻力的产生,使桩身轴力()。
A、增大B、减小C、不变D、无法确定6.下列描述正确的是() A.墙后填土选用粘性土时,因粘性土的蠕变性质能使主动土压力向静止土压力状态发展,从而引起墙背侧压力随时间增加B.墙后填土选用砂性土时,墙后土体的主动土压力状态能够长时间保持C.对填土速度较快、高度较大的挡土墙,粘性填土的抗剪强度指标宜选用不排水剪指标D.在季节冻土地区,墙后填土应选用非冻胀性填料,如碎石、砾砂等7.局部剪切破坏是介于整体剪切破坏和冲剪破坏之间的一种破坏型式。
()A、错误B、正确8.当载荷试验得来的荷载沉降p一s曲线无明显转折点时,压板面积为0.25一0.50m²时的情况下,规定取s=()所对应的压力作为地基承载力特征值,但其值不应大于最大加载量的一半。
A、0.02bB、(0.0—0.02)bC、(0.01—0.015)bD、0.01b9.垫层设计内容包括()。
A、确定垫层的厚度B、确定垫层的宽度C、垫层材料选择D、确定下卧土层承载力10.土体总应力抗剪强度指标为c,φ,有效应力抗剪强度指标为c’,φ’,则其剪切破坏时实际破裂面与大主应力作用面的夹角为()A.B.C.D.11.设计中选择挡土墙形式时,应遵循的原则包括()。
土木工程力学02-内力、截面法、应力
M C
2
2
2
A F1
B
1 构件左部
N
2 构件右部
2017/8/30
23
例题1
先求构件2-2横截面上的内力
解: ④平衡:根据二力平衡,列出平衡方程。
N F1
2
A F1
N
2
2017/8/30
24
例题1
再求构件1-1横截面上的内力
解: ①截开:假设用一平面沿1-1横截面将构件截开。 ②取出:仍然取构件的右边部分为研究对象。源自2017/8/3013
学习探究
总应力p分解为
正应力σ 剪应力τ
与截面垂直
与截面相切 (切应力)
p
1Pa=1N/m2 1MPa=1N/mm2
K
•应力单位为牛顿/米² ,称为帕斯卡,简称帕(Pa)。 •工程上常用兆帕(MPa)= 10 6Pa,或吉帕(GPa)= 10 9 Pa。
2017/8/30
12
学习探究
三、应力:
2、若A面积上的内力是不均匀的
FR dFR p lim A0 A dA
FR
K
A
P 称为总应力或全应力。
总应力P 是一个矢量,通常情况下,它既不与截面垂直, 也不与截面相切。
为了研究问题时方便起见,习惯上常将它分解为与截面垂
直的分量σ和与截面相切的分量τ。
③代替:将弃去部分对留下部分的作用用截面上的内力代替
④平衡:对留下部分写平衡方程,求出内力的值。
1 1 1 1
2017/8/30
10
Fx 0 ( 2 9) Fy 0
学习探究
注意:
用截面法求内力和上学期取分离体求约束反力的方 法本质相同。这里取出的研究对象不是一个完整的物体, 而是物体的一部分。 必须指出:用截面法之前
土木工程力学第2章
04
第4节
受力分析与受力图
第2章 力学基础知识
第 4 节 受力分析与受力图
在对杆件(或结构) 进行力学计算时,首先要对它们进行受力分析。 受力分析:指分析杆件(或结构)受到哪些力的作用,以及每个力的作用线位置和方向,哪些是已知力, 哪些是未知力,通过什么途径求出末知力等。 为了清晰地表示出物体的受力情况,便于分析计算,需把研究对象上的全部约束解除,并把它从周围物体 中分离出来,用简图单独画出,这个简图中的物体称之为脱离体,亦称隔离体; 解除约束后,欲保持其原有的平衡状态,必须用相应的约束力来代替原有约束作用。将作用于脱离体上的 所有主动力和约束力,以力矢形式表示在脱离体上,称之为受力图。 画受力图的步骤 (1) 明确研究对象,画出研究对象的脱离体图。 (2) 在脱离体上画出全部主动力。
例 已知力作用在平面板A点处,且知 F=100 kN,板的尺寸如下 图所示。试计算力对 O 点之矩。
例2-2
第 2 节 力矩与力偶
三、力偶
在力学中,将使物体产生转动效应的一对大小相等、方向相反、作用线平行的两个力,称为力偶。
力偶是一个基本的力学量,并具有一些独特的性质,它既不能与一个力平衡,也不能合成为一个合力,只能使 物体产生转动效应。力偶中两个力作用线所决定的平面称为力偶的作用平面,两力作用线之间的距离 d 称为 力偶臂,力偶使物体转动的方向称为力偶的转向。 力偶对物体的转动效应,取决于力偶中的力与力偶臂的乘积,称为力偶矩,记作m( F,F′)或m,即 M(F,F′) =±Fd 在平面内,力偶矩和力矩一样都是代数量。其正负号表示力偶的转向,其正负号规定与力矩一样,即逆时针转 向时,力偶矩为正,反之为负。力偶矩的单位与力矩一样,也是N²m 或kN²m 。力偶矩的大小、转向和作用 平面,称为力偶的三要素。三要素中的任何一个发生了改变,力偶对物体的转动效应都将发生改变。
土木工程本科题库与答案:工程力学(二
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50. 图示体系在两等值、反向、共线的集中荷载作用下,未发生刚体位移,因 此为几何不变体系。
二、单项选择题(本大题共 0 分,共 70 小题,每小题 0 分) 1. 力法步骤前四步的顺序是( )。设①代表步骤“列写基本方程”、②代表 “确定基本体系”、③代表“确定超静定次数”、④代表“求解系数和自由 项”。 A. ①④②③ B. ②①③④ C. ③②①④ D. ④③②① 2. 两个刚片与地面构成几何不变体系至少需要多少个约束。( ) A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 3. 南京长江大桥属于( )结构。 A. 刚架; B. 桁架; C. 组合结构;
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判定其几何组成性质。 31. 平面一般力系的平衡方程一定可以求解出三个未知量。 32. 竖向荷载会在转角位移上作虚功。 33. 均布荷载作用的起始点和终止点处,弯矩图有尖点。 34. 取面积的曲线图形可进行任意拆分,但拆分后每一面积图只能分布杆件的一 侧。 35. 按照静力法标准步骤求解。 36. 自振频率远大于扰频时,动力荷载的作用效应与静力作用相接近。 37. 用力法计算荷载作用下的超静定结构时,解得的多余未知力与结构刚度无 关。由此可知,荷载作用下超静定结构的内力与刚度无关。
27. 控制截面的选取只与截面在杆段上的位置有关。 28. 使用单位荷载法进行超静定结构位移计算时,应保证除单位力外,其余参 与平衡的力都作用在原结构的支座约束方向上。 29. 钢筋混凝土现浇结点在计算简图中一定都简化成刚结点。 30. 如果一个体系可用二元体规则判定其几何组成性质,则无法用二刚片规则
A. 常变体系 B. 瞬变体系 C. 无多余约束几何不变体系 D.B 的弯矩 MB 的影响线,在 E 点处的值为( )。
土木工程力学(1、2章复习重点)
土木工程力学第一章绪论1.1 土木工程力学的研究对象和任务力学和土木工程的结合点就是结构分析,土木工程也是结构分析的重要理论基础。
结构的概念及分类:土木工程中利用建筑材料按照一定结构形式建成的、能够承受和传递荷载而起到骨架作用的构筑物成为工程结构简称结构。
结构分为:(土木工程主要研究的是杆件构造)杆件结构(由若干杆件组成,其长度远大于横截面上两个方向的尺度)如:梁、桁架、钢架、拱等板壳结构(厚度远小于长度跟宽度,外形为平面为薄板,为曲面为薄壳)如:房屋建筑中的屋面板、楼板、壳体屋等实体结构(长宽高三个方向尺度大小相近属于同一数量级)如:重力式挡土墙、重力坝、墩台、块状基础等土木工程力学计算方法需要考虑三个方面的问题:(力系的平衡条件、变形连续条件、物理条件)土木工程力学的研究任务是探讨结构的合理组成形式,根据力学的基本原理分析在外界因素作用下构造的强度、刚度、稳定性和动力反应等方面的规律,以满足结构设计的安全、适用和经济的要求。
1.2结构的计算简图在进行力学计算前,必须对实际结构加以简化,用一个简化的模型代替实际结构,这个代替实际结构的简化计算图就成为结构的计算简图。
在计算简图中均用其轴线表示杆件,杆件的长度由其两端的结点之间的距离确定或是参照相关设计规范选定。
【1】结点的分类:杆件之间相互连接处成为结点,结点分为:铰结点、刚结点、组合结点。
铰结点的特征:连接的杆件在结点处不能相对移动,但各杆可绕铰自由转动,铰结点可以承受和传递力但不能承受和传递力矩。
刚结点的特征:连接的杆件在结点处既不能相对移动,也不能相对转到,刚结点可以承受和传递力和力矩。
组合结点:组合结点是铰结点和刚结点的组合形式,也称为半铰结点特征是连接的杆件在结点处不能发生相对移动其中一部分杆件为刚结,各杆端不能相对转动,而其余杆件为铰结,可以绕结点转动。
【2】支座的分类:结构于基础或其他支承物连接的部分称为支座。
结构或构件所承受的荷载将通过支座传递给基础或其他构件,支座对结构或构件的反作用力称为支座反力。
(完整版)土木工程力学基础.doc
土木工程力学基础(120)一、填空题(共30 分,每空 1 分))1.约束力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向。
2.柔体约束的约束特点是只能承受,不能承受。
3.当力与坐标轴垂直时,则力在该坐标轴上的投影为。
4.通常规定转向的力矩为正值;转向的力矩为负值。
5.力的作用线通过矩心时,力矩为。
6.作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动,而力对刚体的运动效果。
7.力的 ________、 _________、 _________称为力的三要素,所以说力是________量。
8.固定端既限制物体的__________,又限制物体的 ________。
9.画受力图时,必须根据_______________画约束力。
10.力是物体间 ________,力使物体的 ________发生变化,或者使物体产生__________ 。
11.均布线载荷是指沿构件 ___________方向且在各处大小 __________的分布载荷。
12.物体的平衡状态,是指物体相对于地球____________或做 ____________的状态。
13.水平地面上放着一桶重量为260N 的水,某同学用 140N 的力竖直向上提水桶,这时水桶受到的合力是 _________,地面受到的压力为__________。
14.常见的约束有:、、、链杆、、、七种。
二、判断题 (共 15 分,每题 1 分 )() 1. 物体的平衡是绝对的平衡。
() 2. 用扳手拧紧螺母时,用力越大,螺母就越容易拧紧。
() 3. 力的合成、分解都可用平行四边形法则。
() 4. 当矩心的位置改变时,会使一个力的力矩大小和正负都可能发生变化。
() 5. 光滑接触面的约束力方向是沿接触面法线方向而指向物体。
() 6. 作用于一点上的两个或两个以上的力可以合成作用于一点的一个力。
() 7. 固定铰链支座的约束力方向一般是固定的。
() 8. 力的平衡条件是:大小相等,方向相反,作用在同一物体上。
土木工程力学基础 力的基本知识
一、力的概念
刚体——是指在外力的作用下不发生 变形(形状和尺寸均不改变)的物体 这是一个理想化的力学模型。 客观世 界中物体在受到外力作用时其变形是必然 发生的。
一、力的概念
2、力系和平衡的概念
力系——作用在物体上的一群力称为力系。 按照各力作用线分布分类: 平面力系——各力作用线在同一平面内的力系。 空间力系——各力作用线不在同一平面的力系。
二、静力学公理
公理二:加减平衡力系公理
在一个刚体上加上或减去一个平衡力 系,不改变刚体的原状态。
力的可传性原理 作用于刚体的力可以沿其作用线滑移至刚 体的任意点,不改变原力对该刚体的作用效应
二、静力学公理
公理三:力的平行四边形公理 作用在物体上同一点的两个力可以合成为一个力, 合力的作用点仍作用在这一点,合力的大小和方向由 这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。 矢量表示法:FR=F1+F2
磁铁吸引小铁钉
磁铁对铁钉施加了力
提问
请列举物体对物体的作用力的实例,并要求说 出哪个物体对哪个物体施加了力。
例如: (1)放在桌面上的书本,书本对桌面施加了压力; (2)站在地面上的人,地面对人施加了支持力; (3)在公路上行驶的汽车,地面对汽车施加了摩擦力; (4)教师手中的粉笔,地球对粉笔施加了重力。
三、约束与约束反力
4)链杆约束 两端用铰链与其他物体相连且中间不受力(自重忽略不计)的 直杆称为链杆,链杆的约束反力沿着链杆的轴线方向指向不定。
三、约束与约束反力
5)固定铰支座——用光滑圆柱铰链把结构或构件与基础或支 承物相连接而形成的支座。 约束反力通过铰链中心方向不定常用两个相互垂直的分 力表示。
[例] 吊灯
分析重物所受的约束反力
土木工程力学习题答案第2章
2.1 力在直角坐标轴上的投影班级姓名座号2-1-1 看课件动画“力的投影”。
做动画“小试牛刀”中的习题。
(图2-1)图2-1 力在坐标轴上的投影填空:“投影”是代数量。
正号表示力的指向与坐标轴的正向一致,负号表示力的指向与坐标轴的正向相反。
判断各力在图2-2所示坐标轴上投影的正负号。
F1F2F3F4F5F6F7F8F x++ --+ +++F y+--+ -+++图2-2 投影的正负2-1-2 图2-3所示各力F1、F2、F3、F4的大小分别用1F、2F、3F、4F表示,试写出各力在图示直角坐标轴上的投影。
=xF1=yF1=xF2=yF2=xF3=yF3=xF4=yF4图2-3 力在坐标轴上的投影F1F2F3F4F5F6F7F8xy2-1-3在计算均布荷载的投影时,用其合力替代,合力作用在 。
1.计算图2-4a 所示均布荷载的合力,将合力矢量画在图2-4b 中。
图2-4 均布荷载的投影2.计算图2-4c 所示各力在图示直角坐标轴上的投影:F 1F 2F 3F 4F x F y2-1-4 试计算各力在坐标轴上的投影,并求力系各力在该坐标轴上投影的代数和。
x Fy FF 1=10kN F 2=10kN F 3=10kN F 4=10kN∑xF=∑yF=x F y FF 1=10kN F 2=20kN F 3=30kN F 4=40kN∑xF=∑yF=2.2 平面汇交力系的平衡(一) 班级姓名座号2-2-1 看课件动画“平面力系的分类”,试画所取隔离体的受力图,并标注力系的名称。
(图2-5)图2-6 计算约束力图2-5 平面力系的分类2-2-2 口述“力系各力在x(y)轴上投影的代数和等于零”,并按此顺序同步书写平面汇交力系的平衡方程。
今后,0=∑x F凡写此式,都按此顺序边说边写。
2-2-3 图2-6所示两物块的重量分别为W A=10KN,W B=30KN,画A、B物块受力图,并列平衡方程计算约束力。
《土木工程力学》课件
任取或大或小的一部分,材料的力学性质均相同。 (3)各向同性假设 认为材料的力学性质是各向同性的,材
料沿不同的方向具有相同的力学性质。
单元小结
1.平面杆系结构的类型有:梁、拱、刚架、桁架、 组合结构
2.刚体:在任何外力的作用下,大小和形状保持 不变的物体。
一.课程介绍
职业 技能
简单结构受力分析能力 力系平衡条件的运用能力 梁、柱的内力、强度计算能力
目标
细长压杆稳定性分析能力
工程实际问题的分析判断能力 ——就业能力
课程目标
关键 能力 目标
学习能力 工作能力 数字逻辑应用能力 合作协调能力 信息技术能力 语言文字能力 创新能力 安全环保质量意识
——发展、提高能力
主要组成部分——上部结构+下部结构+支 座
【想一想】 1.民用建筑中基础所承受的荷载有哪些?
工程事故
2010年1月3日,云南建工集团市政公司承建的昆明新 机场配套引桥工程,浇筑混凝土过程中突然发生支架垮 塌事故,垮塌长度约38.5米,宽为13.2米 ,支撑高度 约为8米,事发时,作业面下有40多人。支架垮塌事故 共造成7人死亡 ,26人轻伤,8人重伤。
单元学习目标
1.能叙述土木工程力学的研究对象和研究任务 2.能解释结构、构件、刚体、变性固体、平衡、强
度、刚度、稳定性等概念 3.能描述一起因强度不足而破坏的生活实例或工程
事故
1.民用建筑物 的主要组成部 分——基础、 墙和柱、楼板、 屋顶、楼梯、 门窗
2.民用建筑中 基础所承受的 荷载——承担 建筑的全部荷 载
《土木工程力学》
绪论
土木工程力学基础1力的基本知识
G
NB
例2.画出AB杆的受力图。杆重为G 。
NA G TC
NB
例3.三角支架各杆自重不计。已知受力如图所示, 试画出销B、AB杆、BC杆的受力图。 NAB
A
B NBA
NBC B
NAB
B P
请分析:工地上的塔式起重机起重机工作 时要受到的多种力?
想一想
已知:冰面上放一物体受水平力F作用。 作用点在点A,力的大小300kN指向水平向右. 思考:如果保持该力大小和方向不变.作用线平行移动到B点。 问该力F对物体的作用效果是否改变?
一、力的概念
1、力与刚体的概念
力是物体之间的相互机械作用。 这种作用使物体 的运动状态发生变化(运动效应)或者使物体的形 状发生改变(变形效应) 外效应:使物体的运动状态发生改变; 内效应:使物体的形状发生改变 力是矢量 力的三要素:力的大小、方向、作用线 力的单位:牛[顿](N)或千牛(kN) 分布力和集中力
磁铁吸引小铁钉
磁铁对铁钉施加了力
提问
请列举物体对物体的作用力的实例,并要求说 出哪个物体对哪个物体施加了力。
例如: (1)放在桌面上的书本,书本对桌面施加了压力; (2)站在地面上的人,地面对人施加了支持力; (3)在公路上行驶的汽车,地面对汽车施加了摩擦力; (4)教师手中的粉笔,地球对粉笔施加了重力。
三、约束与约束反力
4)链杆约束 两端用铰链与其他物体相连且中间不受力(自重忽略不计)的 直杆称为链杆,链杆的约束反力沿着链杆的轴线方向指向不定。
三、约束与约束反力
5)固定铰支座——用光滑圆柱铰链把结构或构件与基础或支 承物相连接而形成的支座。 约束反力通过铰链中心方向不定常用两个相互垂直的分 力表示。
三、约束与约束反力
土木工程概论考试大纲第二章
第二章土木工程的内涵和发展简史土木工程的内涵(1)定义工程是指土木建筑或其它生产、制造部门用比较大而复杂的设备来进行的工作。
如机械工程、化学工程、土木工程、水利工程等。
是工程分科之一。
指用工程材料如土、石、砖、木、钢筋砼、建筑塑料、铝合金等修建房屋、道路、铁路、桥梁、隧道、运河、堤坝、港口、特种结构和市政卫生工程等的生产活动和工程技术。
与建筑物对应的另一个重要概念是构筑物——指人们一般不直接在内进行生产、生活活动的建筑物,如水塔、堤坝、烟囱等。
(2)构筑物指人们一般不直接在内进行生产、生活活动的建筑物,如水塔、堤坝、烟囱等。
⑶土木工程具有民用性是与人们的衣、食、住、行关系密切的工程。
人们的衣食住行都离不开建造各类建筑物、构筑物和修建各种工程设施。
⑷各类土木工程必须具备抵御自然灾害和人为的作用力⑸.⑸.要充分理解土木工程所要解决的四个方面的问题。
作为未来的土木工程师不仅要保证完成的各类土木工程能承受各种作用力,同时,还能根据现有的物质基础(土地、材料、施工机具等)经济而迅速地完成其建造任务。
土木工程的发展简史三个历史时期:古代土木工程(约公元前5000~17世纪中叶)近代土木工程(17世纪中叶至20世纪中叶)现代土木工程(20世纪中叶至今)⑴.古代土木工程时间跨度长。
大致从新石器时代(约公元前5000年起开始至17世纪中叶)。
具有代表性的工程有:①我国黄河流域的仰韶文化(约公元前5000~3000)遗址。
②埃及帝王陵墓建筑群③公元前770年秦襄公时期,人们曾用以木材(截面尺寸为150×150mm的方材)和青铜制金gang做成的木框架建筑房屋。
④都江堰⑤京杭大运河⑥中国历代封建王朝建造的大量宫殿和庙宇建筑,均系木构架结构。
⑦公元532~537年间建造在君士坦丁堡(今土耳其伊斯坦布尔)的索菲亚大教堂。
⑧赵州桥⑨山西应县木塔⑩西欧各国以意大利比萨大教堂和法国巴黎圣母院为代表的教条建筑,都采用了砖石拱卷结构。
土木工程力学基础课件
评估地基的承载能力,确保其能够承受建筑物和车辆等载荷。
地基承载力
预测地基的沉降量,防止因不均匀沉降导致的结构破坏。
地基沉降
进行详细的地质勘查,了解地基土的性质和分布,为地基稳定性分析提供依据。
地质勘查
实验与实践
掌握土木工程力学的基本原理和实验技能。
培养分析和解决实际工程问题的能力。
培养严谨的科学态度和实验操作规范。
结构力学
静力学基本概念
静力学是研究物体在力作用下处于平衡状态的科学。静力学基础主要涉及力的概念、力的合成与分解、力矩、力矩平衡等基本概念。
静力学中的约束与约束反力
约束是限制物体运动的条件,约束反力是约束对被约束物体的作用力。常见的约束类型包括固定端、铰链、滑轮、滚轴等,每种约束都有其特定的约束反力。
弹性力学基本概念
弹性力学是研究物体在弹性力作用下的变形和内力的科学。弹性力学基础主要涉及Байду номын сангаас力和应变的概念、胡克定律等基本概念。
应力和应变
应力是描述物体内部单位面积上的作用力,应变是描述物体形状和尺寸变化的物理量。在弹性力学中,应力和应变之间存在一定的关系,这种关系称为胡克定律。
胡克定律
胡克定律是描述应力和应变之间关系的定律,即σ=Eε,其中σ表示应力,E表示物体的弹性模量,ε表示应变。胡克定律是弹性力学中的基本定律之一。
学科研究
土木工程力学是一门具有广泛应用的学科,对于土木工程学科的发展和研究具有重要的推动作用。掌握土木工程力学的基本原理和分析方法,有助于开展相关领域的研究和创新工作。
力学基础概念
总结词
平衡力的概念与条件
详细描述
平衡力是指作用在同一个物体上的大小相等、方向相反、作用线重合的两个或两个以上的力。平衡力的条件是合力为零,即合力矩为零。在平衡状态下,物体保持静止或匀速直线运动。
土木工程力学基础--2.平面力系平衡.%c6%bd%c3%e6%c1%a6%cf%b5%c6%bd%ba%e2
即:
R x F 1 x F 2 x F n x F x R y F 1 y F 2 y F n y F y
08.08.2020
R Rx2 Ry2 (Fx)2 (Fy)2
tan Ry Fy
R F x
土木工程力x学基础
二.平面汇交力系的平衡
平面汇交力系平衡的必要和充分条件是: 力系中各力在坐标轴上投影的代数和等于零。
《土木工程力学基础》
(多学时)
二单元 平面力系的平衡
08.08.2020
土木工程力学基础
单元学习目标
1.会用平行四边形公理将力进行分解并计算 力的投影
2.能解释力矩、力偶的概念及性质 3.会计算集中力与线分布荷载对某点的力矩 4.能叙述平面一般力系的平衡条件 5.能用平衡方程计算简单的平衡问题 6.能够计算单跨梁的支座反力
08.08.2020
土木工程力学基础
二.平面汇交力系的平衡
1.平面汇交力系合成的几何法
力多边形法则——连续应用力的平行四边形法则,
依次两两合成各力,最后求得一个作用线也通过力系汇交
点的合力 R 。
R = F1+ F 2+ F 3+…+ F n=ΣFn
08.08.2020
土木工程力学基础
二.平面汇交力系的平衡
Fx 0
Fy
0
08.08.2020
——平面汇交力系的平衡方程
土木工程力学基础
例2-1 三角支架如图示,已知挂在 B 点的物体重 量为 G,试求 AB、BC 两杆所受的力。
1.确定研究对象:销 B 2.画销B的受力图 3.选坐标系 4.列平衡方程 5.解方程 6.作答
08.08.2020
土木工程力学基础试题
土木工程力学基础试题试题一1. 介绍土木工程力学基础的重要性和应用领域(150字)土木工程力学基础是土木工程专业学生必修的一门课程。
它主要涉及力学的基本原理和应用,为学生打下坚实的力学基础。
土木工程力学基础在土木工程设计、结构分析和施工中发挥着重要的作用。
通过学习这门课程,学生能够了解土木工程中的力学相关理论和方法,为他们未来的工作提供帮助。
2. 力学基本原理概述(300字)力学基本原理是土木工程力学基础的核心内容之一。
它包括三个主要方面:静力学、动力学和力学性能分析。
静力学主要研究在物体静止或平衡状态下的受力和力的平衡问题,其中包括力的合成、分解等。
动力学研究物体在运动状态下的受力和力的作用问题,包括速度、加速度和质点运动的相关概念。
力学性能分析是研究力对物体的作用和影响,如弯曲、剪切等。
力学基本原理的掌握对土木工程专业学生来说是至关重要的。
它为他们在土木工程设计和结构分析中提供了理论依据。
学生通过学习力学基本原理,能够正确地分析和解决土木工程中的力学问题,确保结构的稳定和安全。
3. 举例说明土木工程力学基础在实际应用中的重要性(500字)土木工程力学基础在实际应用中发挥着重要的作用。
以下举例说明:首先,土木工程力学基础在土木工程设计中起着关键作用。
设计土木工程结构时,需要考虑材料的受力情况和结构的稳定性。
通过运用力学基本原理,设计师可以合理地选择材料和构建结构,确保其满足设计要求和安全标准。
其次,土木工程力学基础在结构分析中也是不可或缺的。
结构分析是为了确定结构的强度和稳定性,及时发现和解决隐患。
通过力学基本原理的运用,工程师可以确定结构的最大承载能力,预测其在负载下的变形和破坏情况,从而进行相应的优化设计和调整。
此外,土木工程力学基础在施工中也发挥着重要作用。
在施工过程中,需要考虑重大设备的安装和搬运,以及建筑物在施工时可能出现的力的作用。
通过掌握力学基本原理,可以预测和解决潜在的施工难题,确保施工过程的顺利进行。
土木工程力学——第二章 平面体系的几何组成(广播电视大学)
A
P
2.3 简单组成规则
第二章 几何组成分析
2.4 例题分析
几何组成分析步骤: 找二元体:简化几何体系 找刚片:杆件、基础或几何不变体系
找约束:铰、链杆
规则运用
2.4 例题分析
第二章 几何组成分析 例题1
1 Ⅰ 2 3
Ⅱ
Ⅲ
4
Ⅳ
5
6
2.4 例题分析
第二章 几何组成分析 例题2 例题3
第二章 几何组成分析
3 约束:减少自由度的装置。
链杆或支座链杆: 一根链杆具有一个约束。
y
x
A
y y A
2 1 x
o
o
x
2.2 基本概念
第二章 几何组成分析 铰:用销钉连接刚片的装置。
单铰:连结两个刚片的铰,相当于两个约束。
复铰:连结两个以上刚片的铰。 连结n 个刚片相当于n-1个单铰。
2.4 例题分析
第二章 几何组成分析 例题4 例题5
(Ⅰ,Ⅲ)
(Ⅱ ,Ⅲ ) (Ⅰ,Ⅱ)
(Ⅱ ,Ⅲ )
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
(Ⅰ,Ⅲ)
(Ⅰ,Ⅱ)
Ⅲ
Ⅰ
2.4 例题分析
第二章 几何组成分析 例题6
2.4 例题分析
第二章 几何组成分析 例题7
例题8
2.4 例题分析
第二章 几何组成分析
(Ⅰ,Ⅱ)
例题9
Ⅰ
(Ⅰ,Ⅲ)
Ⅱ Ⅲ
A
C
A
C B 条件不满足 : A
C
B
C
C
A
B
A
C
B
A
Ⅱ
A
C
B
A
C
土木工程力学基础-2.平面力系平衡
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结构静力学分析
确定结构受力情况
通过平面力系平衡原理,可以分析结构在静力作 用下的受力情况,包括支反力、内力等。
判断结构稳定性
根据受力分析的结果,可以判断结构是否处于平 衡状态,进而评估结构的稳定性。
优化结构设计
通过调整结构的形状、尺寸等参数,可以改善结 构的受力性能,达到优化设计的目的。
工程中的平衡问题举例
大桥结构概述
某大桥是一座大型跨江桥梁,主桥为 连续刚构桥,引桥为简支梁桥。
受力分析
通过对大桥进行受力分析,可以得出 各支点的反力、各截面的内力等关键 参数。
平衡条件应用
根据平面力系平衡原理,可以判断大 桥在静力作用下是否处于平衡状态。
结果与讨论
经过分析,大桥在静力作用下处于平 衡状态,各支点的反力和各截面的内 力均满足设计要求。
平衡方程的局限性
适用范围有限
平衡方程只适用于静力学问题,即物体处于平衡状态或匀速直线运动状态。对于动力学问题,需要采用其他方法进行 分析。
无法考虑变形
平衡方程只能分析物体的平衡条件,无法考虑物体的变形和应力分布。因此,在分析复杂结构或需要考虑变形影响的 问题时,需要结合其他方法进行分析。
无法直接求解某些问题
对于一些复杂的问题,如超静定结构的内力分析,无法直接应用平衡方程求解全部未知内力,需要结合 其他方法进行分析。
05
摩擦对平面力系平衡的影 响
摩擦现象与分类
干摩擦
发生在两个干燥固体表面之间的摩擦,如滑块在平面上滑动。
液体摩擦
发生在两个被润滑油膜隔开的固体表面之间的摩擦,如轴承中的 摩擦。
混合摩擦
干摩擦和液体摩擦同时存在的摩擦状态,如汽车刹车时刹车片与 刹车盘之间的摩擦。
土木工程力学基础力和受力图
,然后画主动力和
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27
自我检测一
1.由绳索、链条、胶带等柔体构成的约束称为( )约束。
Hale Waihona Puke A.光滑面约束;B.柔索约束;C.链杆约束;D.固定端约束
2.光滑面对物体的约束反力,作用在接触点处,其方向沿接触
面的公法线( )
A.指向受力物体,为压力; B.指向受力物体,为拉力;
C.背离受力物体,为拉力; D.背离受力物体,为压力
此力称为该力系的合力,而力系中的各个 力都是其合力的分力。 平衡力系——使物体保持平衡的力系。
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5
一.力的基本知识
3.荷载类型 荷载——使结构或构件产生运动或有运动
趋势的主动力 集中力或集中荷载 ——作用于一点的力 分布力 ——力的作用面积较大的力 线分布力或线荷载——当物体所受的力,
《土木工程力学基础》
(多学时)
一单元 力和受力图
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1
单元一. 力和受力图
单元学习目标
1.能解释力、力的两种效应等概念 2.能叙述静力学的基本公理 3.会根据约束的类型确定约束反力 4.能画出单个物体的受力图
5.能完成小组学习项目中的1个任务
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2
一.力的基本知识
1.力——力是物体间相互的机械作用。
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三.常见约束类型及其反力
固定端支座——
既限制被约束物
体沿任何方向移
动,又限制它的
转动,这样的约
束称为固定端支
座。
反力特征:由两
q
个未知的约束反 XA
力和一个约束反 力偶组成。
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土木工程力学基础单元二平面力系的平衡1 力的投影是(),力的分力是()。
2 当力与坐标抽的指向一致时取()号,反之取()号。
3 当力与坐标轴垂直时,力在该轴上的投影为();当力与坐标轴垂直时,其投影的();当力平行移动后,在坐标抽上的投影()。
4 平面汇交力系有()个独立的平衡方程,可以求解()个未知力。
5 平面汇交力系平衡的充要条件是:力系中所有各力在两个坐标轴上的投影的代数和为()。
6 各力的作用线在()内的力系叫做平面力系。
在工程中有不少结构,其()远小于其他方向的尺寸,这些结构叫做平面结构。
7 平面汇交力系合成的结果是一个()。
8 用平面汇交力系的平衡方程解题时,坐标轴的选取应尽可能的与()垂直,一般可使一个方程只包含()个未知力,从而使计算简化。
9 力偶对作用平面内任意点之矩都等于(),力偶在坐标轴上的投影的代数和(),力偶对物体的转动效果的大小用()表示。
力偶的三要素()、()、()。
10 力矩的大小和方向不仅与()有关,而且还与()的位置有关。
11 力矩是()量,力偶是()量。
12 当力的大小等于零或者力的作用线通过矩心时,力矩为(),当力沿作用线移动时()改变力对某点之矩。
13 ()和()都是组成力系的基本元素。
14 力偶对物体的转动效应用()度量,()是使物体绕矩心转动效应的度量。
力偶没有合力,所以只能与()平衡。
15 力偶在任一轴上的投影都等于()。
16 力偶对物体的转动效应取决于力偶的()和()。
17 应用()可以将力尽兴合成与分解。
力的合成只有()结果。
18 力偶只能和()平衡。
19 力偶的等效性指两个力偶的力偶矩()、()。
20 力偶在任一轴上的投影()。
21 力偶对物体的转动效应完全取决于()。
22 力使物体绕某点的转动效应应用()度量,()与()的乘积加上()叫做力对某点之矩,简称力矩。
23 力学上把大小()、方向()、()的两个平行力叫做力偶。
24 平面力偶系平衡条件是力偶系中所有各()的代数和为零。
25 平面一般力系的平衡方程一般最多有()个,可以求解()个未知力。
26 平面一般力系的平衡方程有基本形式、二力矩形式、三力矩形式,当三个未知量作用于一点时选取()形式,求解简支梁常用的形式是(),二力矩形式的限制条件是()。
27 均布线荷载对某点之矩,等于()对该店的力矩。
28 工程中的雨棚,阳台等,它们一段嵌固在墙内,另一端无约束,这类结构称为()结构。
若在施工过程中,把受力钢筋放到或被踩到()、漏放钢筋、钢筋长度不足或未按要求连接好,拆模时间()等,都宜使该结构断裂倒塌。
29 一般来说,由n个组成的物体系统,可以建立()个独立的方程。
30 试求出力F在x轴和y轴上的投影。
已知F1=100N()A 0NB 77NC 70.7ND 100N31 试求出图中力F在x轴和和y轴上的投影。
已知力F=200N ( )A F AX=100N F AY=173.2NB F AX=100N F AY= -173.2NC F AX= -100N F AY=173.2ND F AX= -100N F AY= -173.2N32 力沿某一坐标轴的分力与该力在同一坐标轴的上的投影之间的关系是()A 分力的大小必等于投影B 分力的大小必等于投影的绝对值C 分力的大小不一定等于投影的绝对值D 分力的投影是性质相同的物理量33 两个大小不为零的力,其作用线平行且与某一坐标轴成600夹角,这两个力在该坐标轴上的投影相等,则这两个力之间的关系是()。
A 一定相等B 一定不相等C 有可能相等D有可能不相等34 图示较A处挂一重物,已知G=15KN,杆自重不计,则杆AB受力大小为()A 7.5KNB 15KNC 12.99KND 30KN35 下列关于二力平衡的叙述,不正确的是()A 两个力大小相等B 两个力方向相反C 两个力作用线重合D 两个力为作用力与反作用力36 各力的作用线均汇交于同一点的平衡力系,称为()A 平面汇交力系B 平面平行力系C 平面平行力系D 空间力系37 平面汇交力系的平衡条件是合力()A 为零B 相等C 方向相同D 作用点相同38 利用平面汇交力系的平衡方程,最多可以求解的未知量是()A 1个B 2个C 3个D 4个39 如图所示的大小不为零的三个力组成平面汇交力系,这三个力()A一定平衡 B 一定不平衡C 可能平衡D 合力一定为零40 平面汇交力系最多可以建立的平衡方程个数为()A 一个B 两个C 三个D 四个41 作用在三角形板上汇交于三角形底边中点的平面汇交力系。
如果各力的均不等于零,则图示力系()A 能平衡B 一定平衡C 一定不平衡D 不能确定42 图示AC、CB为绳索,在C点加力F,绳索受力较大的角度是()A 300B 450C 900D 120043 图示结构在力偶m的作用下,A支座的约束反力和方向是()A 与水平方向成450角且指向右下方B与水平方向成450角且指向右上方C与水平方向成450角且指向左下方D与水平方向成450角且指向左上方44 图示体系,F1= F2= F3= F且F1过杆的轴线,F2垂直杆轴,F3竖直向下,则一下结论错误的是()A F1对A点的力矩为零B F2对A点的力矩是三个力中最大的C F3对A点的力矩为FLD F2对A点的力矩为FL45 关于力偶,以下说法正确的是()A 力偶对其作用平面内任一点之矩都等于力偶矩B 力偶是由大小相等,方向相反的两个力组成C 平面力偶系平衡的条件是合力偶矩为零D 力偶可以简化为一个力46 如图所示力F作用在A点,已知a、b、ß,该力对O点之矩为()A m0(F)=F(b sinß-a cosß)B m0(F)=C m0(F)= -sinßD m0(F)= cosß47 图示结构,若将作用在杆AC上的力偶移动到杆BC上,那么()A 支座A的反力方向不会发生变化B 支座B的反力方向不会发生变化C 铰链C的反力方向不会发生变化D支座A、支座B、铰链C的反力方向不会发生变化48 力偶的性质中,正确的是()A力偶不能用一个力来平衡B 力偶可以合成一个力C 力偶在其作用平面内移动和转动都会改变它对物体的转动效应D 只要力偶的大小不变,就不会改变它对物体的转动效应49 图示结构,体系在力偶m的作用下保持平衡,则支座B的约束反力大小和方向分别是()A m/a 右下方B m/a 左上方C m/a 右下方D m/a 左上方50 如图所示悬臂钢架受力F的作用,则力F对A点之矩为()A Fasin∂+Fbcos∂B Fasin∂-Fbcos∂C Fa cos∂-Fb sin∂D Fa cos∂+Fb sin∂51 一个物体受到大小相等、方向相反的两个力作用,则该物体( )A 一定不平衡B 一定平衡C 一定转动D 平衡或转动52 关于力偶和力偶矩的叙述中,正确的是( )A 力偶对物体即产生转动效应,也产生移动效应B 力偶可以简化为一个力,因此能与一个力等效C 力偶对其作用平面内任一点之矩都等于其力偶矩D 两个大小相等,方向相反,不共线的平行力,称为力偶矩53 下列说法错误的是( )A 力矩表示力使物体绕矩心的转动效应B 力即能使物体产生移动,也能转动C 力偶对平面内任一点之矩,都等于力矩,与矩心位置无关D 平面力偶系的合成结果是一个合力偶54 如图所示,为了不使支座A 产生竖向的约束反力,集中力F 的值为()A 6KNB 8KNC 10KND 12KN55 如图所示,均布线荷载q=10KN/m ,则q 对A 点之矩是()A -80KN/mB -46.19KN/mC-92.38 KN/m D 160 KN/m56 力偶可以在它的作用平面内(),而不改变它对物体的作用。
A 任意移动B 既不能移动也不能转动C 任意转动D 任意移动或转动57 力偶的作用效果是使物体()A 移动B 移动或转动C 单纯转动D 不确定58 力偶对其作用平面内任一点的力矩与矩心()A 无关B 有关C 成正比D 不确定59 当力沿作用线移动时,力对一个定点的矩将()A 无变化B 变大C 变小D 不确定60 使物体绕矩心转动效应的度量是()A 力B 力矩C 力偶D 力矩和力偶61 一个力偶可以从物体上某一平面任意移动到另一平面内,其对物体的转动效应()A 无变化B 变大C 变小D 不确定62 关于力对某点之矩,下列说法错误的是()A 力沿其作用线移动,对某点的力矩不变B 力使物体的转动效应用力矩来度量C 相互平衡的两个力,对同一点的矩的代数和恒为零D 力对点之矩只与力的大小和方向有关,而与矩心位置无关63 下列属于矢量的是()A 力的投影B 分力C 力矩D 力偶64 关于力偶,下列说法正确的是()A 力偶可以合成为一个合力B 力偶在特殊条件下可以与力平衡C 只要两个力偶的力偶矩大小相等、转向相同,这两个力偶就等效D 力偶仅使物体产生转动65 如图所示P对A点之矩是()A 10KN .mB -10 KN .mC 17.32 KN .mD -17.32 KN .m66 如图所示力偶的作用效果与其他几项不同的是( )67 如图所示梁跨中作用一力偶m ,支座A 的反力正确的是( )A 向下B 向上C 向左D 向右68 图示外伸梁ABC 上作用有均布线荷载q 和力偶m ,若要使B 支座的约束反力大小刚好为零,则均布线荷载q 的取值( )A 4KN/mB 8KN/mC 12KN/mD 32KN/m69 设平面一般力系向某点简化得到一个合力偶,如果选取适当的简化中心,能否将力系简化为一个合力( )A 能B 不能C 不一定D 不确定100KN .m70 合力大于任何一个分力,这个结论()A 完全正确B 又是正确C 不正确D 不确定71 物体平衡时,作用于物体上的合力()为零A 不一定B 有时C 一定D 不确定72 各力的作用线都汇交于一点的平面力系称为()A 平面汇交力系B 平面平行力系C 平面力偶系D 平面一般力系73 如图所示绳索受力最大的是()74 平面一般力系的平衡条件是()A 力系中所有各力在x轴上的投影的代数和为零B 力系中所有各力在y轴上的投影的代数和为零C 力系中所有各力在x,y轴上的投影的代数和分别为零D 力系中所有各力在x,y轴上的投影的代数和分别为零,力系中所有各力对任一点之矩的代数和为零。