土木工程力学(少学时)课件封面
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解：(1)起重机受力如图所示，在起重机不翻倒的情况下，这些力组成的力系应满足平面力系的平衡条件。
满载时，在起重机即将绕B点翻倒的临界情况下，有FA=0。由此可求出平衡重W3的最小值。
空载时，载荷W2=0。在起重机即将绕A点翻倒的临界情况，有FB=0。由此可求出平衡重W3的最大值。
实际工作时，起重机不允许处于临界平衡状态，因此，起重机不致翻到的平衡重取值范围为
三、约束与约束反力
6）可动铰支座——在固定铰支座的底座与固定物体之间安装若干辊轴使其可作适当移动而不能离开支承面构成的支座。 约束反力垂直于支承面且通过铰链中心，但指向不定。
RA
三、约束与约束反力
7）固定端约束——既限制构件任何相对的移动，又限制构件任何相对的转动的约束。 固定端约束反力：一个方向待定的约束反力和一个转向待定的约束反力偶。
三、约束与约束反力
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。
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。
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
即，合力在任一轴上的投影，等于它的各分力在同一轴上投影的代数和，称为合力投影定理
例题：如图所示，刚架上作用力P，试计算A、B两处约束力。
满载时，在起重机即将绕B点翻倒的临界情况下，有FA=0。由此可求出平衡重W3的最小值。
空载时，载荷W2=0。在起重机即将绕A点翻倒的临界情况，有FB=0。由此可求出平衡重W3的最大值。
实际工作时，起重机不允许处于临界平衡状态，因此，起重机不致翻到的平衡重取值范围为
三、约束与约束反力
6）可动铰支座——在固定铰支座的底座与固定物体之间安装若干辊轴使其可作适当移动而不能离开支承面构成的支座。 约束反力垂直于支承面且通过铰链中心，但指向不定。
RA
三、约束与约束反力
7）固定端约束——既限制构件任何相对的移动，又限制构件任何相对的转动的约束。 固定端约束反力：一个方向待定的约束反力和一个转向待定的约束反力偶。
三、约束与约束反力
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。
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。
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
即，合力在任一轴上的投影，等于它的各分力在同一轴上投影的代数和，称为合力投影定理
例题：如图所示，刚架上作用力P，试计算A、B两处约束力。
土木工程力学PPT课件
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03第 3 节
平衡与平衡定理
第2章 力学基础知识
第16页/共52页
第 2 节 力矩与力偶
一、二力平衡与二力杆件
❖ 平衡：是指物体相对于地球处于静止或作等速直线运动状态。物体不是在任何力系作用下都能 处于平衡状态的，只有力系满足平衡条件时，物体才能处于平衡状态。 ❖二力平衡定理：使物体处于平衡状态两个力大小相等、方向相反，作用线共线。 ❖二力杆：工程上，将结构中只在两点受力而处于平衡状态的杆件称为二力杆件，简称二力杆。
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。 （3） 在脱离体上画出全部约束力。 （4） 画出尺寸线，标上尺寸。
第 1 节 力的概念与力的基本性质
四、力的合成与分解
等效力系
如果某一力系对物体产生的效应，可以用另一个力系来代替，则这两个力系 互称为等效力系。
力的合成与分解
当一个力与另一个力系等效时，则该力称为这个力系的合力；而该力系中的 每一个力称为分力；反过来，把一个力分解成两个力，称为力的分解。
力的平行四边形法则
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02第 2 节
力矩与力偶
第2章 力学基础知识
第7页/共52页
第 2 节 力矩与力偶
一、力对点之矩
❖力矩：
概念：用F与d的乘积，再冠以正负号来表示力使物体绕O点转动的效 应，并称为力F对O点之力矩，简称力矩，以符号MO（F）表示，即
03第 3 节
平衡与平衡定理
第2章 力学基础知识
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第 2 节 力矩与力偶
一、二力平衡与二力杆件
❖ 平衡：是指物体相对于地球处于静止或作等速直线运动状态。物体不是在任何力系作用下都能 处于平衡状态的，只有力系满足平衡条件时，物体才能处于平衡状态。 ❖二力平衡定理：使物体处于平衡状态两个力大小相等、方向相反，作用线共线。 ❖二力杆：工程上，将结构中只在两点受力而处于平衡状态的杆件称为二力杆件，简称二力杆。
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。 （3） 在脱离体上画出全部约束力。 （4） 画出尺寸线，标上尺寸。
第 1 节 力的概念与力的基本性质
四、力的合成与分解
等效力系
如果某一力系对物体产生的效应，可以用另一个力系来代替，则这两个力系 互称为等效力系。
力的合成与分解
当一个力与另一个力系等效时，则该力称为这个力系的合力；而该力系中的 每一个力称为分力；反过来，把一个力分解成两个力，称为力的分解。
力的平行四边形法则
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02第 2 节
力矩与力偶
第2章 力学基础知识
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第 2 节 力矩与力偶
一、力对点之矩
❖力矩：
概念：用F与d的乘积，再冠以正负号来表示力使物体绕O点转动的效 应，并称为力F对O点之力矩，简称力矩，以符号MO（F）表示，即
土木工程结构力学教学PPT
应力与应变
01
02
03
04
应力
由于外力作用在物体内部产生 的单位面积上的作用力。
应变
物体在外力作用下发生的形变 。
弹性模量
材料在弹性范围内应力与应变 之比，反映了材料的刚度。
泊松比
材料横向应变与纵向应变之比 ，反映了材料的横向变形性质
。
材料在各种状态下的力学性能拉伸材料在轴向受到拉力时的 力学性能，包括抗拉强度 、屈服点和伸长率等。
土木工程结构力学教学
目
CONTENCT
录
• 引言 • 结构力学的基本概念 • 静力学基础 • 材料力学基础 • 结构分析方法 • 结构稳定性与振动 • 结构优化设计 • 结论与展望
01
引言
课程简介
土木工程结构力学是土木工程专业的一门核心课程，主要研究结 构在各种外力作用下的响应和行为。
该课程涉及静力学、动力学、弹性力学、塑性力学等方面的知识 ，为土木工程师在设计、施工和维护土木工程结构时提供必要的 理论基础。
结构优化设计的方法和步骤
结构优化设计的方法
常见的结构优化设计方法有数学规划法、遗传算法、模拟退火算 法等。这些方法通过建立数学模型，将结构设计问题转化为求解 数学模型的最优解问题。
结构优化设计的步骤
结构优化设计通常包括问题定义、建立数学模型、选择优化算法 、求解最优解、结果分析和验证等步骤。其中，问题定义是明确 设计目标和约束条件；建立数学模型是将问题抽象为数学表达式 ；选择优化算法是根据问题特点选择合适的求解方法；求解最优 解是通过算法计算得到最优设计方案；结果分析和验证是对最优 解进行评估和验证。
研究方法
通过理论分析、实验研究和数值 模拟等方法，研究结构的内力和 变形，以及结构的稳定性、承载 能力和抗震性能等。
《土木工程力学》第1章
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3.平面力偶系的合成 平面力偶系的合成
M1 M2 F1=F1'=M1/d F'1 F2 d B A F1 F'2 F2=F2'=M2/d F'R d B FR
A
M=FRd=(F1－F2)d = M1+M2 若有 n个力偶作用于物体的某一平面内，这种力系称为平面力 偶系。可合成为一合力偶，在同一个平面内的力偶可以进行代数运 算，合力偶的矩等于各分力偶矩的代数和，即
第1章 静力学分析基础
第1节 力和力偶 节 第2节 受力分析基础 节
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一、力 1. 力的概念
第1节
力和力偶
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）。 平动效应 运动效应 力的效应 变形效应 大小 方向 作用点 牛顿（ ） 牛顿（N） 千牛（ ） 千牛（kN） 1kN =103N
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F1
四、力偶
1.力偶的概念 力偶的概念
组成力偶的两个力F、F'所在的平面称为力偶的作用面 力偶的作用面，力偶 力偶的作用面 的两个力作用线间的垂直距离d称为力偶臂 力偶臂。 力偶臂
MO(F)+ MO(F')=-Fx+F'(x+d)=Fd
这一结果与O点的位置无关。因此，将力偶的力F与力偶臂d的乘 积冠以适当的正负号，作为力偶对物体转动效应的度量，称为力 力 偶矩，用M表示，即 偶矩
FR=F1+F2+…+Fn=∑F （1-1） 作用于物体上同一点的n个力组成的力系，采用两两合成的 n个交于一点的力所组成的力系 ， 可以合成为一个合力， 合 个交于一点的力所组成的力系， 可以合成为一个合力， 个交于一点的力所组成的力系 方法，最终可合成为一个合力FR。 力的大小、方向等于原力系中各力的矢量和， 力的大小、方向等于原力系中各力的矢量和，其作用线通过原力
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3.平面力偶系的合成 平面力偶系的合成
M1 M2 F1=F1'=M1/d F'1 F2 d B A F1 F'2 F2=F2'=M2/d F'R d B FR
A
M=FRd=(F1－F2)d = M1+M2 若有 n个力偶作用于物体的某一平面内，这种力系称为平面力 偶系。可合成为一合力偶，在同一个平面内的力偶可以进行代数运 算，合力偶的矩等于各分力偶矩的代数和，即
第1章 静力学分析基础
第1节 力和力偶 节 第2节 受力分析基础 节
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一、力 1. 力的概念
第1节
力和力偶
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）。 平动效应 运动效应 力的效应 变形效应 大小 方向 作用点 牛顿（ ） 牛顿（N） 千牛（ ） 千牛（kN） 1kN =103N
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F1
四、力偶
1.力偶的概念 力偶的概念
组成力偶的两个力F、F'所在的平面称为力偶的作用面 力偶的作用面，力偶 力偶的作用面 的两个力作用线间的垂直距离d称为力偶臂 力偶臂。 力偶臂
MO(F)+ MO(F')=-Fx+F'(x+d)=Fd
这一结果与O点的位置无关。因此，将力偶的力F与力偶臂d的乘 积冠以适当的正负号，作为力偶对物体转动效应的度量，称为力 力 偶矩，用M表示，即 偶矩
FR=F1+F2+…+Fn=∑F （1-1） 作用于物体上同一点的n个力组成的力系，采用两两合成的 n个交于一点的力所组成的力系 ， 可以合成为一个合力， 合 个交于一点的力所组成的力系， 可以合成为一个合力， 个交于一点的力所组成的力系 方法，最终可合成为一个合力FR。 力的大小、方向等于原力系中各力的矢量和， 力的大小、方向等于原力系中各力的矢量和，其作用线通过原力
(全)中职土木工程力学基础PPT资料
螺栓连接，杆件也可绕结点作微小的转动，计算时，结点也可 以简化为铰链连接，各根通过结点连接的杆件，也可看成二力 杆，通常上弦杆和腹杆受压，下弦杆受拉。为保证屋顶的稳定 性和安全性，在施工过程中，必须保证结点的施工质量和屋架 的垂直度、水平度等。
管桩在锤击沉桩过程中，受到冲击动荷载的作用。
4、图示为一起重机匀速吊装一重为 W=80 kN 的重物。 目前，钢屋架中，主要有网架结构〔球形结点，图c〕和三角形屋架〔桁架结构，图b）。 抗拉、压刚度EA 反映了用某种材料制作的一定截面尺寸的杆件抵抗拉、压变形的能力。 变形就是物体形状和尺寸的改变 道路与桥梁工程中许多桥墩属于轴向受压构件，其截面通常采用圆形〔图c〕或方形。 钢质拉索---轴向受拉构件 1、计算图示杆指定截面的轴力 轴向拉、压杆横截面上的应力是正应力，且在横截面上均匀分布 某房屋工程为预应力混凝土管桩基础，采用干打锤击沉桩方法〔如图〕进行沉桩时桩身应垂直，垂直度偏差不得超过0. 某房屋工程为预应力混凝土管桩基础，采用干打锤击沉桩方法〔如图〕进行沉桩时桩身应垂直，垂直度偏差不得超过0. 三、 轴向拉、压时杆件的应力 二、 轴向拉、压时杆件的内力 在同一中心线上，并采用两台成90o 方向的经纬仪校准，确保桩身垂直，防止打偏，使管桩的竖向承载力达到设计要求。 目前，钢屋架中，主要有网架结构〔球形结点，图c〕和三角形屋架〔桁架结构，图b）。 单位面积上分布的内力称为应力，它反映了内力的分布集度。 变形就是物体形状和尺寸的改变 五、 轴向拉、压时杆件的变形
钢质拉索---轴向受拉构件
钢质拉索---轴向受拉构件
道路与桥梁工程中许多桥 墩---轴向受压构件
由于桥墩是轴向受压构件，故其 纵向受力钢筋沿周边均匀分布
钢结构屋架中，常见的轴向受拉或受压构件分析。
管桩在锤击沉桩过程中，受到冲击动荷载的作用。
4、图示为一起重机匀速吊装一重为 W=80 kN 的重物。 目前，钢屋架中，主要有网架结构〔球形结点，图c〕和三角形屋架〔桁架结构，图b）。 抗拉、压刚度EA 反映了用某种材料制作的一定截面尺寸的杆件抵抗拉、压变形的能力。 变形就是物体形状和尺寸的改变 道路与桥梁工程中许多桥墩属于轴向受压构件，其截面通常采用圆形〔图c〕或方形。 钢质拉索---轴向受拉构件 1、计算图示杆指定截面的轴力 轴向拉、压杆横截面上的应力是正应力，且在横截面上均匀分布 某房屋工程为预应力混凝土管桩基础，采用干打锤击沉桩方法〔如图〕进行沉桩时桩身应垂直，垂直度偏差不得超过0. 某房屋工程为预应力混凝土管桩基础，采用干打锤击沉桩方法〔如图〕进行沉桩时桩身应垂直，垂直度偏差不得超过0. 三、 轴向拉、压时杆件的应力 二、 轴向拉、压时杆件的内力 在同一中心线上，并采用两台成90o 方向的经纬仪校准，确保桩身垂直，防止打偏，使管桩的竖向承载力达到设计要求。 目前，钢屋架中，主要有网架结构〔球形结点，图c〕和三角形屋架〔桁架结构，图b）。 单位面积上分布的内力称为应力，它反映了内力的分布集度。 变形就是物体形状和尺寸的改变 五、 轴向拉、压时杆件的变形
钢质拉索---轴向受拉构件
钢质拉索---轴向受拉构件
道路与桥梁工程中许多桥 墩---轴向受压构件
由于桥墩是轴向受压构件，故其 纵向受力钢筋沿周边均匀分布
钢结构屋架中，常见的轴向受拉或受压构件分析。
《土木工程力学》课件
料是毫无空隙地连续分布。 （2）均匀性假设 认为材料的力学性质是均匀的，从物体上
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
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PPT模板
具有更高的强度和耐久性，可降 低结构自重，提高施工效率。
碳纤维复合材料
具有轻质、高强、耐腐蚀等特点， 可用于加固和修复混凝土结构。
3D打印技术
可实现建筑构件的快速定制生产， 提高施工精度和效率。
智能化施工技术
利用BIM技术、传感器等实现施 工过程的智能化监控和管理。
03 土木结构设计原 理与方法
结构设计基本原则和要求
明确工程目标、任务和要求，收集相关资料。
施工进度计划
编制详细施工进度计划，明确各阶段任务和 时间节点。
施工方案制定
确定施工方法、工艺流程、设备配置等。
资源需求计划
预测人力、物力、财力等资源需求，制定供 应计划。
进度计划编制及实施监控
进度计划编制
根据工程特点和要求，采用网络图、横道图 等方法编制进度计划。
成本控制策略及实施效果
成本控制策略
制定切实可行的成本控制策略，如优化设计方案、合理选用材料和设 备、提高施工效率等。
成本责任制
建立成本责任制，明确各部门和人员的成本控制职责，形成全员参与 的成本控制氛围。
动态成本控制
实施动态成本控制，及时掌握成本变化情况，采取有效措施进行纠偏。
实施效果
通过采取有效的成本控制策略，可以降低工程成本，提高经济效益和 社会效益。同时，也可以提升企业的竞争力和市场地位。
结构应具有一定的美学价值，与周围环境相 协调，满足人们的审美需求。
荷载分析与组合策略
荷载分类
明确各种荷载的性质、特点和作用方 式，如恒荷载、活荷载、风荷载、雪 荷载等。
荷载分析
运用力学原理和方法，对结构在各种 荷载作用下的内力和变形进行计算和 分析。
荷载组合
根据结构设计要求，考虑可能同时出 现的多种荷载组合，以确定结构的最 不利受力状态。
碳纤维复合材料
具有轻质、高强、耐腐蚀等特点， 可用于加固和修复混凝土结构。
3D打印技术
可实现建筑构件的快速定制生产， 提高施工精度和效率。
智能化施工技术
利用BIM技术、传感器等实现施 工过程的智能化监控和管理。
03 土木结构设计原 理与方法
结构设计基本原则和要求
明确工程目标、任务和要求，收集相关资料。
施工进度计划
编制详细施工进度计划，明确各阶段任务和 时间节点。
施工方案制定
确定施工方法、工艺流程、设备配置等。
资源需求计划
预测人力、物力、财力等资源需求，制定供 应计划。
进度计划编制及实施监控
进度计划编制
根据工程特点和要求，采用网络图、横道图 等方法编制进度计划。
成本控制策略及实施效果
成本控制策略
制定切实可行的成本控制策略，如优化设计方案、合理选用材料和设 备、提高施工效率等。
成本责任制
建立成本责任制，明确各部门和人员的成本控制职责，形成全员参与 的成本控制氛围。
动态成本控制
实施动态成本控制，及时掌握成本变化情况，采取有效措施进行纠偏。
实施效果
通过采取有效的成本控制策略，可以降低工程成本，提高经济效益和 社会效益。同时，也可以提升企业的竞争力和市场地位。
结构应具有一定的美学价值，与周围环境相 协调，满足人们的审美需求。
荷载分析与组合策略
荷载分类
明确各种荷载的性质、特点和作用方 式，如恒荷载、活荷载、风荷载、雪 荷载等。
荷载分析
运用力学原理和方法，对结构在各种 荷载作用下的内力和变形进行计算和 分析。
荷载组合
根据结构设计要求，考虑可能同时出 现的多种荷载组合，以确定结构的最 不利受力状态。
土木工程力学基础课件
疲劳寿命
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。
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。
土木工程力学基础课件
土木工程力学基础课件土木工程力学基础课件土木工程力学是土木工程领域中的基础学科，它研究的是物体在受力作用下的力学性质和变形规律。
在土木工程设计和施工中，力学的基本原理和方法是不可或缺的。
因此，学习土木工程力学基础课程对于土木工程专业的学生来说是非常重要的。
一、课程概述土木工程力学基础课程主要包括静力学和动力学两个方面的内容。
静力学研究物体在平衡状态下的力学性质，包括力的平衡、力的合成与分解、力矩的平衡等。
动力学研究物体在受力作用下的运动规律，包括质点的运动、刚体的运动等。
二、力学基本原理1. 牛顿定律牛顿定律是力学研究的基石，它包括三个基本定律。
第一定律也称为惯性定律，它指出物体在没有外力作用时保持静止或匀速直线运动。
第二定律描述了物体受力作用下的加速度与作用力的关系，即F=ma。
第三定律指出作用在两个物体上的力大小相等、方向相反。
2. 平衡条件物体在平衡状态下，力的合力和力矩必须为零。
力的合力为零意味着物体不会发生平动，力矩为零意味着物体不会发生转动。
平衡条件是土木工程设计中的重要依据，确保结构的稳定性。
三、力的分解与合成力的分解与合成是力学中的重要概念，它们可以帮助我们简化复杂力的计算。
力的分解指将一个力分解为若干个分力，分力的合力等于原力。
力的合成指将若干个力合成为一个合力，合力等于各个力的矢量和。
四、刚体力学刚体力学是土木工程力学中的重要分支，它研究的是刚体在受力作用下的平衡和运动规律。
刚体是指其内部各点之间的相对位置保持不变的物体。
刚体力学的主要内容包括力的平衡、力矩的平衡、刚体的平衡和刚体的运动。
五、弹性力学弹性力学是土木工程力学中的另一个重要分支，它研究的是物体在受力作用下的弹性变形规律。
弹性力学的基本假设是物体在受力作用下会发生弹性变形，即变形后能够恢复到原来的形状。
弹性力学的主要内容包括胡克定律、弹性体的应力和应变关系、梁的弯曲等。
六、应用案例在土木工程力学基础课程中，教师通常会通过一些实际案例来帮助学生理解和应用所学的知识。
土木工程力学课件完整图文
1.杆件
采用容易变形的钢锯条、硬纸条做杆件。 2.结点
将几根钢锯条端部的圆孔对齐,插入螺栓,即形成铰结点(图1-1 6a)。
图1-16 结点与支座的模型
3.支座 将两根塑料短链杆的一端用螺栓拼到木条的两个孔上,另一端孔 对孔穿螺栓再与锯条端孔相连,形成固定铰支座;在木条上开一个 V形槽,限制锯条的端部左右移动和向下移动,容许转动,也可模拟 固定铰支座(图1-16c)。
图1-18 物块的受力图
1.4.3 单个物体的受力图
如图1-9a所示,单层厂房在建造时,预制的钢筋混凝土柱是怎 样吊装到位的?
图1-19 起吊钢筋混凝土柱的两种绑扎方法
图1-20 起吊初期柱的受力图
图1-21 斜吊、直吊状态下柱的受力图
图1-22 楼盖大梁的受力图
图1-23 屋架的受力图
图2-24 静定多跨梁的受力分析
图3-1 杆件的基本受力变形形式
图3-2 组合变形
图3-3 柱的受力变形形式
3.3.1 杆件的内力 如图3-4所示,用力拉橡皮筋的A、B两端,橡皮筋会伸长。
图3-4 橡皮筋的受力与变形
3.3.2 显示内力计算内力的方法——截面法
为了计算内力,须用一个假想的截面将杆件截为两部分,使构 件的内力显示出来,然后,取其中一部分为研究对象,用静力平 衡方程计算内力。
图2-18 求悬臂梁的支座反力
图2-19 求外伸梁的支座反力
每人支承桶重的几分之几? 离桶近,支承的力大。
力的大小按距离比例分配为:FP、FP 图2-20 求简支梁的支座反力
图2-21 求固定端支座的支座反力
图2-22 简支刚架
*2.5.3 简单物体系统的平衡问题
图2-23 三铰拱的受力分析
土木工程力学课件第2-3章
2.5.1 平面一般力系的平衡方程
如图2-17a所示平面一般力系,各力向任意点A平移,得一平面 汇交力系和一平面力偶系(图2-17b)。
图2-17 平面一般力系向一点简化
表2-1 平面力系的平衡方程
表2-1 平面力系的平衡方程
表2-1 平面力系的平衡方程
2.5.2 单个构件的平衡问题
应用平面力系的平衡方程解单个刚体的平衡问题,其步骤 为:
图2-24 静定多跨梁的受力分析
图3-1 杆件的基本受力变形形式
图3-2 组合变形
图3-3 柱的受力变形形式
3.3.1 杆件的内力 如图3-4所示,用力拉橡皮筋的A、B两端,橡皮筋会伸长。
图3-4 橡皮筋的受力与变形
3.3.2 显示内力计算内力的方法——截面法
为了计算内力,须用一个假想的截面将杆件截为两部分,使构 件的内力显示出来,然后,取其中一部分为研究对象,用静力平 衡方程计算内力。
*3.7.2 动荷载下的轴向拉伸压缩直杆
图3-18 动荷载小实验
图3-19 松紧带承受静荷载、动荷载
图3-20 施工中直杆的动荷载
图3-11 轴向拉压杆的应力
3.5.1 轴向拉压杆的强度条件 杆件材料抵抗破坏的能力称为杆件的强度。
表3-1 钢材基本许用应力
3.5.2 强度计算的三种类型 应用强度条件,可以进行三个方面的强度计算:
图3-12 钢板的拉伸强度计算
3.6.1 弹性变形和塑性变形
固体在外力作用下会产生两种不同性质的变形:一种是弹性 变形——当外力撤除时随着消失的变形(图3-14a);外力较大 时,固体除了产生弹性变形之外,还会产生塑性变形——外力 撤除之后残留下来的变形(图3-14b)。
图3-8 四人拉绳与两人拉绳
《土木工程力学基础(少学时)》绪论共20页
快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
《土木工程力学基础(少学时)》绪论
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
《土木工程力学基础(少学时)》绪论
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
建院力学04
2. 摩擦角
（1）摩擦角的概念
最大摩擦力时，全反力与接触面法线之间的夹
角，称为摩擦角。用 表示。
tan Ff max f N
P
NN
f
Ffmax
N
（2）自锁现象
R
主动力与接触面法线间的夹角为，若 则物
体任何时候都处于平衡状态，这一现象称为自锁。
教授 李章政博士：《土木工程力学》
所以得
3 cm
YG
9.5 cm
G XG
b
FA
FA Q / 2 60
FA
B P
NA
A
NA
N
Q 25 cm
FD D ND
最后以AGB为研究对象，受力如图所示
mG (F) 0： 9.5P 3FA NAb 0
教授 李章政博士：《土木工程力学》
补充方程：
FA f N A
由此得 即
解：（1）对A
X 0：
AP
C
D
B
F1 cos F2 cos 0
Y 0：
AP F1
F2
F1 sin F2 sin P 0
解得
F1
F2
P
2 sin
教授 李章政博士：《土木工程力学》
（2）对C
受力如图
X 0：
AP
C
D
B
所以
FDC F1 cos 0
教授 李章政博士：《土木工程力学》
（2）由于摩擦力是一个不确定值，所以有摩 擦时平衡问题的解也是不确定的，只能 得到一个范围。
（3）在临界状态下，摩擦力为定值，这时可 列出补充方程
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土木工程力学多媒体教学软件
全国高等职业教育力学教学工作委员会
《土木工程力学多媒体教学软件》编制组编著
主编宋小壮
副主编林贤根易小娟阚翔
《土木工程力学多媒体教学软件》编制组
编制组负责人：宋小壮
顾问：徐道远王向东
撰稿：宋小壮林贤根沈青青周赵凤
图文制作：宋小壮易小娟阚翔
图文编辑：宋小壮
审定：徐道远吴文龙王向东虞伟建
课程名称：《土木工程力学（少学时）》
课件名称：《土木工程力学多媒体教学软件》
适用专业：高等职业技术教育土建类
基本内容：本课件是以十一五高职高专规则教材《土木工程力学（少学时）》为蓝本，将教材中的内容以授课的板书形式，通过多媒体表达出来。
包含了教材中全部教学内容，并根据教学的需要进行了编排，增加了相关的图片和动画等。
主要特色：(1) 尽量模拟课堂教学，教学内容是按照作者多年的教学经验和习惯，根据学习者学习次序编排的，前后呼应，形象生动，有新课表述，例题讲解，归纳总结。
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(2) 通用性强，使用时只要电算机具有Power Point XP以上版本软件就可使用。
本软件是完全开放型的，任课教师只要具备初步的计算机应用知识，就可根据自己的教学需要，修改课件，以适应自身的教学需要。
(3) 本课件图文并茂，选择的图片既美观又体现的教学内容的内涵，图形制作精美，色彩丰富，动画制作紧扣主题，既突出了教学重点又赏心悦目。
编制单位：全国高等职业教育力学教学工作委员会《土木工程力学多媒体教学软件》编制组编著
主创人员：宋小壮
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出版单位：机械工业出版社。