《建筑力学》
建筑力学基础知识
建筑力学基础知识建筑力学是研究建筑物结构在外荷载作用下的变形、内力分布和破坏等问题的科学。
作为建筑工程领域中的重要学科,建筑力学为设计师提供了合理安全的结构设计方法和指导原则。
本文将从建筑力学的基本概念、结构稳定、荷载分析等方面介绍建筑力学基础知识。
首先,建筑力学涉及的基本概念包括力、力矩、应力、应变等。
力是指物体受到的外部作用,力的大小受到单位面积上力的作用,通常用牛顿(N)作为单位。
力矩则是力绕某个点产生的力矩,用牛顿·米(N·m)作为单位。
应力是物体单位面积上的力,通常用帕斯卡(Pa)作为单位。
应变是物体在外力作用下发生的形变,通常用长度的变化与原长度之比来表示,即无量纲。
其次,结构稳定是建筑力学中的重要问题。
建筑物的结构稳定是指在外部荷载作用下,结构能够保持平衡的能力。
建筑物的稳定性取决于结构的几何形状、材料特性以及连接方式等因素。
常见的结构稳定问题包括柱的稳定性、梁的稳定性、桁架的稳定性等。
设计时需要考虑各种因素,以确保结构稳定,避免发生倒塌等事故。
在建筑物的设计过程中,荷载分析是非常重要的一步。
荷载是指施加在结构上的各种力和力矩,包括静载和动载两种。
静载是物体的自重以及施加在物体上的固定荷载。
动载则是指施加在物体上的振动、冲击等非固定荷载。
荷载分析的目的是确定建筑物在设计寿命内所承受的最大荷载,以便确定结构的尺寸和材料。
建筑力学还包括结构材料的强度学。
结构材料的强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。
常见的建筑材料包括钢、混凝土和木材等。
不同的材料有不同的强度特性,因此在设计过程中需要根据结构所承受的荷载选择合适的材料。
强度学的研究主要包括材料弹性模量、屈服点、极限强度等参数的确定。
最后,建筑力学还需要考虑结构的振动问题。
在实际使用中,建筑物可能会受到风、地震等外界因素的振动作用。
振动问题的研究需要进行动力学分析,确定结构的固有频率和振动模态。
根据结构的固有频率和振动模态,可以采取相应的措施来减小振动对结构的影响,确保建筑物的安全性。
大二建筑力学的知识点
大二建筑力学的知识点建筑力学是建筑工程专业中的一门重要课程,它研究的是建筑结构在外力作用下的受力和变形情况。
熟练掌握建筑力学的知识,对于合理设计和可靠建造结构起到至关重要的作用。
本文将介绍大二建筑力学的一些重要知识点。
1. 静力学静力学是力学的基础,也是建筑力学的基石。
在静力学中,我们研究力的平衡条件和力的合成分解,以及物体的平衡条件等。
在建筑力学中,我们常常需要计算力的合成、重心位置和倾覆稳定等问题,这些都是静力学的基本内容。
2. 杆件受力分析杆件是建筑结构中最基本的构件,其受力分析是建筑力学中的重要内容。
在杆件受力分析中,我们研究杆件的受力状态、内力分布和受力的平衡条件等。
通过分析杆件的受力情况,可以确定杆件的强度和稳定性,从而为结构设计提供依据。
3. 梁的受力分析梁是建筑结构中常见的构件,其受力分析是建筑力学中的重点内容之一。
在梁的受力分析中,我们研究梁的内力分布、弯矩和剪力等。
通过分析梁的受力情况,可以确定梁的截面尺寸和材料选择,确保梁在承受荷载时不会发生破坏。
4. 简支梁和连续梁在梁的类型中,简支梁和连续梁是最常见的两种形式。
简支梁受到两端支承力的作用,连续梁则在多个支点处受到支承力的作用。
对于简支梁和连续梁的受力分析,我们需要考虑其内力分布和影响因素,确保结构的安全和稳定。
5. 柱的受力分析柱是建筑结构中起支撑作用的构件,其受力分析也是建筑力学中的重要内容。
在柱的受力分析中,我们研究柱的轴力、弯矩和剪力等。
通过合理分析柱的受力情况,可以确保柱的截面尺寸和材料选择,保证柱在受力时具有足够的强度和稳定性。
6. 框架结构框架结构是建筑中常用的结构形式之一,在建筑力学中也有特殊的分析方法。
框架结构由多个柱、梁和节点组成,通过节点的刚性连接形成整体结构。
在框架结构的受力分析中,我们需要考虑节点的力的平衡条件和杆件的受力情况,以确保整个框架结构的安全和稳定。
7. 钢结构和混凝土结构钢结构和混凝土结构是建筑中常用的两种结构形式,它们具有不同的特点和受力性能。
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平衡状态
无论是工业厂房或是民用建筑、公共建筑,它们的结构及组成结 构的各构件都相对于地面保持着静止状态,这种状态在工程上称为平 衡状态。
保证构件的正常工作必须同时满足三个要求: (1)在荷载作用下构件不发生破坏,即应具有足够的强 度; (2)在荷载作用下构件所产生的变形在工程允许的范围 内,即应具有足够的刚度; (3)承受荷载作用时,构件在其原有形状下的平衡应保 持稳定的平衡,即应具有足够的稳定性。
结构、构件:
在建筑物中承受和传递荷载而起骨架 作用的部分或体系称为结构。组成结构的 每一个部件称为构件。
• 结构分类
• 1 按组成结构的形状及几何尺寸分类: 杆件结构(即长度远大于截面尺寸的构件) 如梁 柱等 杆件结构依照空间特征分类: 平面杆件结构:凡组成结构的所有杆件的轴线在一平面内 空间杆件结构 薄壁结构(长度和宽度远大于厚度的构件) 如薄板 薄壳 实体结构 (长宽高接近的结构)如挡土墙 堤坝等
物体作为研究对象进行受力分析即可。 架的受力图如图1-26b所示。
二、物体系统的受力分析
物体系统的受力分析较单个物体受力 分析复杂,一般是先将系统中各个部分作 为研究对象,分别进行单个物体受力分析 ,最后再将整个系统作为研究对象进行受 力分析。
小结
• 1.静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学,它主要是解决 力系的简化(或力系的合成)问题和力系平衡的问题。
建筑力学课件PPT
建筑力学的基本概念和研究对象
介绍建筑力学的定义、原理和应用范围;探讨建筑物受力、受载和变形的基本理论。
静力学基本定理和力的平衡
解释静力学原理并讲解力的平衡与转动平衡的实际应用;通过实例展示平衡 力对建筑结构的重要性。
建筑结构的质量与稳定性分析
分析建筑结构的质量与稳定性,包括静力平衡,结构荷载和平衡ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的影响因 素;提供建筑结构设计的指导原则。
建筑物的静力计算及其应用
讲解建筑物静力计算的方法和步骤,探讨计算结果的应用和解读;提供静力 计算案例。
建筑结构的动力学性能
研究建筑结构的动力学特性,包括振动、响应和控制;讨论动力性能对建筑 结构的影响。
风、震、爆炸、温度等外力作 用下建筑结构的反应
讨论风荷载、地震、爆炸、温度等外力对建筑结构的影响和响应;介绍相应 的防护措施。
建筑结构的安全与可靠性评估方法
介绍建筑结构的安全和可靠性评估方法,包括可靠性理论和结构可靠性分析;提供评估应用的指导原则。
建筑结构的抗震设计理论和方法
讲解建筑结构的抗震设计理论和方法,包括抗震设计原则和地震动力学分析的应用;提供抗震设计案例。
建筑结构的绿色建筑与可持续发展
探讨建筑结构与绿色建筑、可持续发展的关系,介绍相关概念和设计方法;提倡环境友好的建筑结构设计。
各种载荷形式对建筑物的影响
讨论各种载荷形式,如风荷载、活荷载和地震荷载对建筑物的影响;介绍相 关设计规范和安全性要求。
建筑结构的应变、变形和破坏
探讨建筑结构在不同条件下的应变、变形和破坏行为,讲解破坏因素和评估 方法;提供结构设计的可行建议。
建筑结构材料的选择和使用
介绍建筑结构材料的特性和适用范围,讨论材料选择的考虑因素;探讨材料 与结构性能的关系。
建筑力学知识点归纳总结
建筑力学知识点归纳总结一、建筑力学概述建筑力学是研究建筑结构受力、变形和稳定的一门工程学科,主要包括静力学、材料力学、结构力学和工程力学等内容。
在建筑工程中,建筑力学是一个非常重要的学科,它对建筑结构的设计、施工和使用具有重要的指导意义。
二、静力学基础知识1.力,力是物体受到的外部作用而产生的相互作用,是矢量量。
2.力的作用点,力作用的位置称为力的作用点。
3.力的方向,力的方向是力的作用线,是力的矢量方向。
4.力的大小,力的大小又叫力的大小,是力的矢量大小。
5.平衡,如果物体受到的所有外力的合力为零,则物体处于平衡状态。
6.受力分析,受力分析是指对受力物体进行力的平衡分解和求解的过程。
7.力的合成,力的合成是指将几个力按照一定规律组合成一个力的过程。
8.力的分解,力的分解是指将一个力按照一定规律分解成几个分力的过程。
9.力的共线作用,共线力是指作用在一个平面上的几个力共线的情况,此时可以采用平行四边形法则计算合力。
三、材料力学基础知识1.材料的分类,建筑材料一般分为金属材料、非金属材料、复合材料等。
2.拉伸应力和应变,拉伸应力是指物体在拉伸力作用下单位横截面积所受的力,拉伸应变是指单位长度的伸长量。
3.拉压比强度,拉压比强度是指材料的拉伸强度和压缩强度的比值。
4.剪切应力和应变,剪切应力是指物体在剪切力作用下单位横截面积所受的力,剪切应变是指单位长度的变形量。
5.剪应力比强度,剪应力比强度是指材料的抗剪强度和抗拉强度的比值。
6.弹性模量,弹性模量是指材料在拉伸和压缩时产生的应力与应变之比。
7.材料的破坏模式,材料主要包括拉伸、压缩、剪切、扭转等几种破坏模式。
四、结构力学基础知识1.刚性和柔性,建筑结构在受力下表现出的抗变形能力称为刚性,某些结构在受力下产生较大变形,称为柔性。
2.受力构件,建筑结构中的受力构件主要包括梁、柱、墙、板等。
3.梁的受力状态,梁在受力状态下通常会受到弯矩、剪力和轴力的作用。
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近似解法
用近似的数学表达式来表示每个单元 的物理量,如位移、应力等。
平衡方程
根据物理平衡原理,建立每个单元的 平衡方程,通过求解这些方程得到每 个单元的近似解。
集成
将各个单元的近似解集成整个系统的 近似解。
有限元方法在建筑力学中的应用
结构分析
利用有限元方法可以对建筑结构进行静力、动力、稳定性等分析 ,预测结构的承载能力和安全性。
刚体平衡
刚体的定义
刚体是指在力的作用下,其形状和大小均不发生变化的物体。
刚体的平衡条件
对于刚体,如果它在某个方向上受到的力矩为零,那么这个刚体就处于平衡状 态。即∑M=0。
03
材料力学
应力与应变
应力
材料在单位面积上所承受的力,表示为σ,公式为σ=F/A,其中F为作用在材料上 的力,A为受力面积。
相对运动与绝对运动
介绍相对运动与绝对运动的区别和联系,以及在动力学中的重要应 用。
动能与势能
01
02
03
动能
描述物体由于运动而具有 的能量,与物体的质量和 速度平方成正比。
势能
描述物体由于位置而具有 的能量,如重力势能、弹 性势能等。
动能与势能的转换
介绍动能与势能之间的相 互转换,以及在动力学中 的重要应用。
建筑力学通用课件(完 整版)
xx年xx月xx日
• 引言 • 静力学基础 • 材料力学 • 结构力学 • 动力学基础 • 弹性力学 • 有限元方法
目录
01
引言
建筑力学的重要性
确保结构安全
优化设计方案
建筑力学是确保建筑物安全的重要基 础,通过合理的设计和计算,可以避 免结构失效和倒塌。
建筑力学可以帮助设计师更好地理解 结构的性能和限制,从而优化设计方 案,提高建筑的功能性和经济性。
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§2–1 力的概念
1、平衡——平衡是物体机械运动的特殊形式,是 指物体相对地球处于静止或匀速直线运动 状态。
2、刚体——在外界的任何作用下形状和大小都始 终保持不变的物体。或者在力的作用下, 任意两点间的距离保持不变的物体。
刚体是一种理想化的力学模型。
一个物体能否视为刚体,不仅取决于变 形的大小,而且和问题本身的要求有关。
F
=
= B
F1
F F2
B
F1
A
A
A
§2–2 静力学公理
公理三 (力平行四边形公理)
作用于物体上任一点的两个力可合成为作用
于同一点的一个力,即合力。合力的矢由原两
力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢
来表示。
R
即,合力为原两力的矢量和。
矢量表达式:R= F1+F2
A
F1
§2–2 静力学公理
推论 (三力汇交定理)
力是物质间的一种相互作用,机械运动状态的变化是由这种相互作 用引起的。静止和运动状态不变,都意味着各作用力在某种意义上的平 衡。力学,可以说是力和(机械)运动的科学。
第二章
静力学基本概念
§2–1 力的概念 §2–2 静力学公理 §2–3 力矩与力偶 §2–4 力在坐标轴上的投影 §2–5 力的平移定理
§2-3 力矩与力偶
五、力矩的性质: 1、力沿作用线移动时,对某点的矩不变 2、力作用过矩心时,此力对矩心之矩等于零 3、力矩的值与矩心位置有关,同一力对不同 的矩心,其力矩不同。
§2-3 力矩与力偶
4、力矩的解析表达式
y B
A
y
Ox
x
力对某点的矩等于该力沿坐标轴的分力对 同一点之矩的代数和
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第1讲:绪论
第1章 绪论
教学目标
❖了解建筑力学课程的性质、任务 ❖了解建筑力学的基本概念与基本假设 ❖了解荷载类型与分类特点 ❖了解杆件变形的基本形式 ❖熟悉结构计算简图的选取原则及简化的内容
教学重点与难点 结构计算简图的选取原则及简化
1.1建筑力学的研究对象和任务
❖1.1.1 建筑力学的研究对象
❖ 建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结 构,组成结构的每一部分称为构件
1.1建筑力学的研究对象和任务
❖1.1.1 建筑力学的研究对象
❖ 结构的分类
1.1建筑力学的研究对象和任务
❖1.1.2 建筑力学的基本任务
❖ 建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结 构,组成结构的每一部分称为构件
(1)几何组成分析 (2)强度 (3)刚度 (4)稳定性
1.2 变形固体及其基本假定
❖1.2.1 刚体
❖ 在任何外力的作用下物体大小和形状始终保持 不变的物体,或者说在力的作用下其内任意两 点间的距离不变的物体
❖ 1.2.2变形固体
变形固体的基本假设 a. 连续性假设 b. 均匀性假设 c. 各向同性假设 d. 小变形假设 e. 完全先弹性假设
1.3 结构的计算简图
1.5杆件变形的基本形式
(1)轴向拉压变形 (2)剪切 (3)扭转 (4)平面弯曲
Байду номын сангаас
❖ 1.3.1结构体系的简化
按连接方法,常见杆件结构: 梁、刚架、拱、桁架、组合结构
1.3 结构的计算简图 1.3.2杆件的简化
杆件是用其轴线简化 1.3.3节点的简化
铰结点 刚结点
组合结点
1.3 结构的计算简图 1.3.4支座的简化
《建筑力学》教案
《建筑力学》教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解建筑力学的基本概念和原理;(2)掌握力学的基本计算方法和分析方法;(3)能够应用建筑力学知识解决实际工程问题。
2. 过程与方法:(1)通过案例分析,培养学生的动手能力和实践能力;(2)通过小组讨论,培养学生的团队合作能力和沟通能力;(3)通过问题解决,培养学生的创新能力和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对建筑力学的兴趣和热情;(2)培养学生勇于探索和坚持真理的精神;(3)培养学生关注社会发展和人民群众利益的责任感。
二、教学内容第1课时:建筑力学概述1. 建筑力学的定义和研究对象2. 建筑力学的分支学科3. 建筑力学在工程中的应用第2课时:内力分析1. 内力的概念和分类2. 内力计算的基本方法3. 剪力、弯矩和应力的概念及其计算第3课时:变形与稳定性1. 变形的概念和分类2. 弹性变形和塑性变形的区别3. 结构稳定性的概念和判断方法第4课时:建筑材料力学性能1. 建筑材料的力学性能指标2. 常用建筑材料的力学性能3. 材料力学性能的检测方法第5课时:简单受力构件的设计1. 受力构件的分类和特点2. 受力构件设计的基本原则3. 常见受力构件的设计方法三、教学资源1. 教材:《建筑力学》2. 课件:建筑力学基本概念、原理和案例分析3. 实验设备:力学实验仪器、建筑材料样品等四、教学评价1. 课堂问答:通过提问了解学生对建筑力学基本概念和原理的理解程度;2. 作业批改:检查学生对内力分析、变形与稳定性等内容的掌握情况;3. 实验报告:评估学生在实验中的动手能力和问题解决能力;4. 课程论文:评价学生对建筑力学知识的综合运用和分析能力。
五、教学建议1. 注重理论与实践相结合,通过案例分析和实验操作,提高学生的实践能力;2. 鼓励学生提问和发表见解,培养学生的思考能力和创新精神;3. 注重课堂氛围的营造,激发学生对建筑力学的兴趣和热情;4. 加强与相关学科的联系,提高学生的综合素质和应用能力。
建筑力学课件(完整版)
结构力学在建筑施工中的作用:指导施工过程中的材料选择、施工方法和施工顺序,确保施工质量和安全。
结构力学在建筑维护中的作用:通过对建筑结构的检测和评估,及时发现和解决潜在的结构问题,确保建筑物的安全和稳定。
结构力学在建筑改造中的作用:通过对建筑结构的分析和评估,为建筑改造提供科学依据和支持,确保改造后的建筑安全和稳定。
* 建筑结构的失稳原因和类型* 建筑结构的稳定性计算方法* 提高建筑结构稳定性的措施
06
结构力学基础
结构力学基本原理
结构力学的研究对象和基本概念
结构力学的基本原理和计算方法
结构力学在建筑中的应用和重要性
结构力学的发展趋势和未来挑战
结构力学在建筑中的应用
Hale Waihona Puke 结构力学在建筑设计中的作用:确保建筑结构的稳定性和安全性,提高建筑物的使用寿命和抗震能力。
流体力学案例分析
案例一:桥梁结构中的流体作用
案例二:高层建筑中的风力影响
案例三:地下水对建筑稳定性的影响
案例四:水利工程中的流体动力学应用
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力学在建筑中的应用:结构分析、抗震设计等
力学基本概念的重要性:为后续课程奠定基础
力学发展历程
古代力学:古代人们对力学的基本概念和原理的探索和实践,如杠杆、滑轮等简单机械的发明和应用。
近代力学:随着科学技术的不断发展,近代力学逐渐形成并发展起来,包括静力学、动力学、弹性力学、塑性力学等多个分支。
现代力学:现代力学在不断发展的过程中,逐渐形成了更加完善的理论体系和更加广泛的应用领域,如航空航天、土木工程、机械工程等。
材料力学案例分析
案例四:建筑结构的疲劳损伤和寿命预测 * 建筑结构的疲劳损伤类型和原因 * 建筑结构的寿命预测方法和应用 * 提高建筑结构寿命的措施和建议
建筑力学公式知识点总结
建筑力学公式知识点总结建筑力学是研究建筑结构内力、形变和稳定的学科,是建筑工程学的基础课程之一。
力学是理论力学、材料力学、结构力学和建筑结构强度理论、建筑结构设计基础之间相互联系的基础知识。
本文将从建筑结构力学公式的基本知识点入手,系统总结建筑力学公式的相关内容。
I. 理论力学基础知识点总结1. 牛顿力学牛顿力学是研究质点的运动和受力的规律的一门学科。
力学的基本公式包括牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律等内容。
质点的运动方程、动量定理、动能定理等也是牛顿力学的基本内容。
2. 刚体力学刚体力学是研究刚体的运动和受力的学科。
刚体的平动方程和转动方程是刚体力学的基本内容。
刚体的平衡条件和平衡方程、刚体的弹性变形等也是刚体力学的重要内容。
建筑结构中的桁架、梁柱等部件可以近似看作刚体,在建筑力学中有重要的应用。
3. 弹性力学弹性力学是研究物体受力作用下引起的形变、应力和应变的学科。
弹性力学的基本公式包括胡克定律、弹性体的应力-应变关系、弹性体的能量原理等。
在建筑结构中,弹簧振子、梁弯曲等问题经常涉及弹性力学的知识。
II. 结构力学基础知识点总结1. 结构受力分析结构受力分析是研究结构各部件之间受力关系的学科。
结构受力分析的基本公式包括受力平衡方程、受力分析法则、受力分析原理等。
在建筑工程中,结构受力分析是建筑设计中极为重要的环节。
2. 结构变形分析结构变形分析是研究结构各部件之间形变关系的学科。
结构变形分析的基本公式包括弹性体的位移-应变关系、虚位移原理、结构变形方程等。
在建筑工程中,结构变形分析是保证结构安全可靠性的重要环节。
3. 结构稳定性分析结构稳定性分析是研究结构在外力作用下的稳定性问题的学科。
结构稳定性分析的基本公式包括龙格-库塔定理、结构临界荷载、结构的稳定性判据等。
在建筑工程中,结构稳定性分析是保证结构稳定性的关键环节。
III. 建筑结构强度理论基础知识点总结1. 构件受力分析构件受力分析是研究建筑结构各构件之间受力关系的学科。
(完整版)建筑力学(习题答案)
建筑力学复习题一、判断题(每题1分,共150分,将相应的空格内,对的打“√”,错的打’“×”)第一章静力学基本概念及结构受力分析1、结构是建筑物中起支承和传递荷载而起骨架作用的部分。
(√)2、静止状态就是平衡状态。
(√)3、平衡是指物体处于静止状态。
(×)4、刚体就是在任何外力作用下,其大小和形状绝对不改变的物体。
(√)5、力是一个物体对另一个物体的作用。
(×)6、力对物体的作用效果是使物体移动。
(×)7、力对物体的作用效果是使物体的运动状态发生改变。
(×)8、力对物体的作用效果取决于力的人小。
(×)9、力的三要素中任何一个因素发生了改变,力的作用效果都会随之改变。
(√)10、既有大小,又有方向的物理量称为矢量。
(√)11、刚体平衡的必要与充分条件是作用于刚体上两个力大小相等,方向相反。
(×)12、平衡力系就是合力等于零的力系。
(√)13、力可以沿其作用线任意移动而不改变对物体的作用效果。
(√)14、力可以在物体上任意移动而作用效果不变。
(×)15、合力一定大于分力。
(×)16、合力是分力的等效力系。
(√)17、当两分力的夹角为钝角时,其合力一定小于分力。
(√)18、力的合成只有唯一的结果。
(√)19、力的分解有无穷多种结果。
(√)20、作用力与反作用力是一对平衡力。
(×)21、作用在同一物体上的三个汇交力必然使物体处于平衡。
(×)22、在刚体上作用的三个相互平衡力必然汇交于一点。
(√)23、力在坐标轴上的投影也是矢量。
(×)24、当力平行于坐标轴时其投影等于零。
(×)25、当力的作用线垂直于投影轴时,则力在该轴上的投影等于零。
(√)26、两个力在同一轴的投影相等,则这两个力相等。
(×)27、合力在任意轴上的投影,等于各分力在该轴上投影的代数和。
(√)28、力可使刚体绕某点转动,对其转动效果的度量称弯矩。
建筑力学知识点基础总结
建筑力学知识点基础总结静力学静力学是力学的一个分支,主要研究力系统平衡的条件和方法。
在建筑力学中,静力学是最基础的学科,它为建筑物的结构分析和设计提供了基础。
1. 力的基本概念在静力学中,力是物体之间相互作用的结果,它是外界对物体产生的原因。
力有大小和方向,通常用矢量表示。
建筑力学中的力包括静力和动力两种,主要研究的是静力。
2. 力的合成与分解在建筑物结构中,常常需要分解和合成力的作用,这是静力学中的基本概念和方法之一。
合成力是将若干个力合成为一个力,分解力是将一个力分解为若干个力。
3. 力的平衡条件静力学的基本原理之一是力的平衡条件。
当一个物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体所受的合外力和合外力矩均为零。
这就是力的平衡条件。
4. 支点作用原理在建筑物结构中,支点是物体相对于其他物体的固定点。
支点的作用原理是静力学中重要的概念,它可以帮助我们分析物体受力的情况。
5. 杆件受力分析在建筑物中,大部分结构都可以简化为杆件模型。
杆件受力分析是静力学中的重要内容,通过受力分析可以确定结构的受力情况,为结构的设计提供基础依据。
结构力学结构力学是建筑力学的一个重要组成部分,它研究的是建筑物结构受力和变形的规律。
结构力学包括受力分析、结构稳定性、结构刚度等内容。
1. 结构受力分析结构受力分析是建筑力学中的核心内容,它包括梁、柱、板等结构在受力条件下的应力和变形分析。
通过受力分析,可以确定结构的稳定性和承载能力。
2. 结构稳定性结构的稳定性是结构力学中的重要概念,它是指结构在受到外力作用时不会发生失稳或倒塌的能力。
结构稳定性分析可以帮助我们确定结构的合理性和安全性。
3. 结构刚度结构的刚度是指结构在受力后的变形能力。
在结构力学中,刚度分析可以帮助我们确定结构的变形情况,为结构设计提供重要的参考依据。
4. 弹性力学弹性力学是建筑力学中的一个重要分支,主要研究材料在受力后的应力和变形规律。
弹性力学理论可以帮助我们确定结构在受力后的变形情况,为建筑物结构设计提供基础理论支持。
建筑力学课件(整本)完整版
建筑结构抗震实验通常采用振动台模拟地震振动,同时也可以采用地震模拟振动台进行测 试。
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03
结构力学
结构的静力分析
静力分析的定义
静力分析是研究结构在静力荷载 作用下的响应,包括位移、应变
和应力等。
静力分析的方法
静力分析的方法包括有限元法、有 限差分法和边界元法等,这些方法 可以根据不同的结构和荷载条件进 行选择。
静力分析的步骤
静力分析的步骤包括建立模型、施 加荷载、求解和结果分析等,其中 建立模型和求解是关键步骤。
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目录
• 建筑力学基础 • 材料力学 • 结构力学 • 建筑力学应用 • 建筑力学实验
01
建筑力学基础
力的基本概念
01
总结词
理解力的本质
02
详细描述
介绍力的定义、性质和单位, 以及力的分类和表示方法。
03
总结词
掌握力的作用效果
04
详细描述
解释力可以改变物体的运动状 态和形状,以及力的传递和分
详细描述
弯曲和扭转是材料在受到力作用时常见的两种变形方式。弯曲是指材料在力的作用下发生弯曲变形, 而扭转则是指材料在力的作用下发生旋转运动。了解这两种变形方式对于理解和分析材料的受力行为 以及设计结构至关重要。
材料的弯曲与扭转
总结词
掌握弯曲和扭转的应力计算方法。
VS
详细描述
在弯曲和扭转中,应力的计算方法有所不 同。在弯曲中,应力的计算需要考虑弯矩 和剪切力的影响,而在扭转中,应力的计 算需要考虑扭矩和剪切力的影响。掌握这 些计算方法对于评估材料的承载能力和稳 定性至关重要。
结构的动力学
《建筑力学》教学大纲
《建筑力学》教学大纲一、课程的性质与任务《建筑力学》是建筑学、土木工程等相关专业的一门重要的专业基础课程。
它主要研究建筑结构和构件在各种外力作用下的内力、应力、应变、位移等力学性能,为后续的专业课程如《结构力学》、《混凝土结构》、《钢结构》等提供必要的力学基础。
本课程的主要任务是使学生掌握建筑力学的基本概念、基本理论和基本方法,能够对简单的建筑结构和构件进行力学分析和计算,培养学生的力学思维能力和解决实际工程问题的能力。
二、课程的基本要求1、掌握静力学的基本概念和基本原理,能够对物体进行受力分析,画出受力图,并计算力系的合力和平衡条件。
2、掌握材料力学的基本概念和基本理论,能够分析拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等基本变形下杆件的内力、应力和应变,掌握强度、刚度和稳定性的计算方法。
3、掌握结构力学的基本概念和基本方法,能够分析静定结构和超静定结构的内力和位移,掌握力法、位移法等基本计算方法。
4、具备一定的实验能力,能够通过实验验证和巩固所学的力学理论,掌握实验数据的处理和分析方法。
5、能够运用所学的力学知识解决实际工程中的简单力学问题,具有初步的工程设计和分析能力。
三、课程内容(一)静力学1、静力学基本概念(1)力、力系、刚体的概念。
(2)力的三要素:大小、方向、作用点。
(3)力的表示方法:力的矢量表示、力的图示。
2、静力学公理(1)二力平衡公理。
(2)加减平衡力系公理。
(3)力的平行四边形法则。
(4)作用与反作用定律。
3、约束与约束力(1)常见的约束类型:柔索约束、光滑接触面约束、光滑圆柱铰链约束、固定端约束等。
(2)约束力的分析和计算。
4、物体的受力分析和受力图(1)受力分析的方法和步骤。
(2)画出单个物体和物体系统的受力图。
5、平面力系的合成与平衡(1)平面汇交力系的合成与平衡。
(2)平面力偶系的合成与平衡。
(3)平面一般力系的简化与平衡。
(二)材料力学1、材料力学的基本概念(1)变形固体的基本假设。
《建筑力学》课件
阐述不同结构体系的特点,如框 架、剪力墙、筒体等,以及它们 对建筑性能的影响。
静力分析方法
01
02
03
平衡方程
介绍平衡方程的基本原理 ,以及如何通过平衡方程 求解结构的内力和位移。
弯矩和剪力
详细解释弯矩和剪力的概 念,以及它们对结构性能 的影响。
静力分析的步骤
阐述静力分析的基本步骤 ,包括建立模型、施加荷 载、求解内力和位移等。
动力分析方法
振动基本理论
介绍振动的基本概念,包括频率、振幅、相位 等。
动力分析方程
阐述动力分析方程的建立过程,以及如何求解 该方程。
地震作用下的结构响应
讨论地震作用下结构的响应,包括位移、加速度、速度等。
05
建筑结构中的力学问题
梁与板的弯曲
总结词
梁与板的弯曲是建筑结构中常见的力学 问题,涉及到材料力学和结构力学的知 识。
积极参与课堂互动,与老 师和同学进行交流和讨论 。
关注学科前沿动态,了解 最新的建筑力学研究成果 和技术进展。
02
建筑力学基础知识
力的基本概念
总结词
力的定义、性质和单位
详细描述
介绍力的定义,说明力是物体之间的相互作用,并解释力的性质和单位,如牛 顿(N)等。
力的合成与分解
总结词
力的合成、力的分解及平衡条件
06
建筑结构的抗震设计
地震的基本知识
地震定义
地震是由于地球内部岩层在地壳运动 过程中发生断裂或错动而释放出能量 ,造成地表振动和破坏的自然现象。
地震分类
地震波
地震波分为体波和面波两大类,体波 包括纵波和横波,面波主要为瑞雷波 。
根据成因不同,地震可分为构造地震 、火山地震和陷落地震等。
建筑力学课件(完整版)
建筑力学课件(完整版)课程介绍建筑力学是一门应用力学的基础课程,主要研究房屋、桥梁、塔楼等建筑物的荷载、应力、变形及稳定性问题。
本课程旨在让学生了解建筑物的结构和力学性能,掌握建筑物荷载和结构设计中的基本概念和方法,培养学生的工程实践能力和创新思维能力。
课程大纲第一章概述1.1 建筑力学的基本概念与目标1.2 建筑结构的分类及特点第二章荷载2.1 建筑物承受荷载的基本概念2.2 建筑物承受荷载的分类及计算方法第三章静力学基础3.1 牛顿力学的基础概念3.2 刚体静力学3.3 平面结构的静力平衡第四章杆件系统4.1 杆件系统的基本特点及假设4.2 杆件系统的内力求解及图形表示4.3 杆件系统的内力计算方法第五章梁系统5.1 梁系统的基本特点及假设5.2 梁系统的剪力和弯矩图5.3 梁系统的内力计算方法第六章桁架系统6.1 桁架系统的基本特点及假设6.2 桁架系统的内力计算方法第七章刚架系统7.1 刚架系统的基本概念及假设7.2 刚架系统的内力计算方法第八章稳定性8.1 建筑物稳定性的基本概念8.2 稳定性计算方法和判断依据第九章钢结构9.1 钢结构的基本特征及构造9.2 钢结构的设计原则和方法第十章混凝土结构10.1 混凝土的组成和性质10.2 混凝土构造的构造类型10.3 混凝土结构的设计原则和方法参考书目1.赵占勇. 建筑力学[M]. 清华大学出版社, 2009.2.胡斌, 刘平申. 建筑结构力学与设计[M]. 中国建筑工业出版社, 2014.学习方法该课程的学习重点在于理解概念,掌握分析方法和解题技巧。
学生可以通过听课、做题、查阅资料等方式进行学习。
在学习过程中,建议学生反复练习和思考,进行知识的巩固和拓展。
建筑力学是建筑工程技术的基础,它不仅涉及到房屋建筑、桥梁建筑等常见建筑,也与城市规划、环境工程等其他领域的工程技术密切相关。
通过学习该课程,学生可以了解建筑的结构与力学性能,培养实践能力和创新意识,为未来的工程实践打下坚实的基础。
(完整版)《建筑力学》课程标准
《建筑力学》课程标准一、课程代码100101二、适用专业建筑工程技术专业三、课程性质建筑力学是建筑工程技术专业的一门专业基础课,属必修课性质。
它包括理论力学、材料力学和结构力学几部分。
通过本课程的学习,要求学生了解一般建筑结构的组成方式,对建筑结构的受力性能具有明确的基本概念和必要的基础知识,对结构内力、应力及位移的分析计算问题具有初步的能力,从而使学生能对一般的建筑工程问题进行初步分析,为学习后续的专业如建筑结构、平法识图与钢筋翻样等专业课程提供一定的力学基础。
学习本课程要求有较好的数学基础知识.四、课程学分与时数分配《建筑力学》课程共160学时,安排在第一、二学期授课,共10学分。
五、课程设计思路本课程设计的思路为:通过深入进行企业调研、召开企业实践专家访谈会、课程团队共同分析梳理职业岗位所需要的知识、能力、素质要求。
在课程标准编写中,以能力分析为基础设计课程,以能力培养为中心组织教学,以能力形成为目标引导学生学习,以企业认可的能力指标体系评价学习成果。
以就业为导向,培养学生的综合职业能力,满足学生职业生涯发展的需要.1。
以职业能力为本位,确定课程目标本课程标准的总体设计思路是打破传统的学科式课程体系,变知识学科本位为职业能力本位,从“工作任务与职业能力"分析出发,设定职业能力培养目标。
紧密结合行业发展,遵循学生认知规律,培养学生正确分析结构受力的核心能力,使其能深刻理解提高构件承载能力所采取的工程措施,为后续课程的学习和发展职业能力奠定良好的基础.2.以课程为依据,选取课程内容本课程以宽基础、重实践、会实际的专业岗位技能要求,以教学主题模块为基本单元,将结构受力分析作为组织学生课程学习的主要线索,适当使学生了解后续课程与教学内容的联系,使教学内容具有一定的前瞻性,增强学生学习的自觉性和主动性.通过案例教学等手段,使学生逐步认识到本课程的学习对提高专业理论知识和技能的重要性。
本课程的工程性、实践性、技术性比较强。
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实体 结构
长、宽、厚三个尺度大小相仿
整理课件
水工结构中的 重力坝
(2) 按建筑材料
混凝土结构
素混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土
钢-混凝土组合结构
钢-混凝土梁板结构、钢骨混凝土结构
和钢管混凝土结构
钢结构
砌体结构
木结构
整理课件
(3) 按结构体系 墙体结构体系 砌体墙、钢筋混凝土剪力墙和钢骨混凝土剪力墙 框架结构体系
(c) 定向支座――滑动支座
MM FV FV
(d) 固定端支座――固端
MM FV FV
M FH FV
整理课件
引伸: 以上均为刚性支座。
弹性支座: 荷载作用下结构本身产生弹性变形。
有伸缩弹性支座和旋转弹性支座。
整理课件
(5) 材料性质的简化 建筑材料通常为钢、混凝土、砖、石、木料等。
假设:连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性 或弹塑性的。 木料为各向异性材料(横纹与顺纹不同)
框架剪力墙结构体系 排架结构 筒体结构
整理课件
(4) 按结构层数 单层、多层、高层
(5) 按空间作用 壳体结构、网架结构、悬索结构
整理课件
课外作业
收集身边的结构(图片),并加以分析。
整理课件
1.1.2 结构力学的研究内容和任务
(1)结构力学与相关力学课程的关系 理论力学: 研究物体机械运动的基本规律。 如物体静力平衡条件等。 材料力学: 研究杆件的强度、刚度和稳定性。 如杆件受拉(压)、弯曲、扭转时的应力计算; 材料强度条件;梁的变形计算;压杆稳定等。
第一章 绪 论
1. 教学内容 结构力学的基本概念和基本学习方法
2. 学习目标 ➢ 了解结构力学的基本研究对象、方法和学科内容; ➢ 明确结构计算简图的概念及几种简化方法,进一
步理解结构体系、结点、支座的形式和内涵。 ➢ 理解荷载和结构的分类形式。
整理课件
3. 本章目录 1.1 结构力学的学科内容和任务 1.2 结构的计算简图及简化要点 1.3 结构杆件的分类 1.4 荷载的分类
整理课件
培养目标: 使学生掌握系统的结构力学知识;提高结构
计算能力,能熟练地分析计算土木工程结构的力 学性能;培养学生的分析能力和科学作风;为学 习有关专业课程(钢筋混凝土结构、钢结构、地 基基础等)、为毕业后从事结构设计、施工和科 研工作打好扎实的理论基础。
整理课件
1.1.1 结构 建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起
骨架作用的部分。
常见的工程结构: 建筑结构 桥梁结构 隧道结构 地下结构
整理课件
建筑结构
a 实景图
b 骨架图
整理课件
c 受荷图
桥梁结构
武汉长江二桥位厂武汉长江大桥下游6.8公里处,全 桥长4678米,其中正桥1877米,设六车道;双塔双索面 预应力砼斜拉桥,主跨400米,桥梁宽29.4米。
整理课件
(6) 荷载的简化 体积力→面积力→分布力→集中力
整理课件
1.3 杆件结构的分类
整理课件
结构力学: 以杆件结构为主要研究对象,根据力学原理
研究在外力因素作用下结构的内力和变形,结构 的强度、刚度、稳定性和动力反应,以及结构的 几何组成规律。
(理解强度、刚度、稳定性、动力反应 及结构的几何组成规律的概念)
弹塑性力学、振动力学、计算力学、水力学、断裂力学
整理课件
(2) 研究任务 ➢ 讨论结构的组成规律和合理形式,以及结构 计算简图的合理选择; ➢ 讨论结构内力和变形的计算方法,进行结构 的强度和刚度的验算; ➢ 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的 结构反应。 ➢ 对实际结构的受力分析―结合钢筋混凝土、 地基基础等课程,能够解决实际问题。
柱
柔性材料 (沥青麻丝)
基础
剖面图
计算简图
组合结点:节点F(其中D为铰节点,E为刚结点)
D
E
F
整理课件
(4) 支座的简化 支座:结构与基础的连接区;
广义而言支承结构或构件的各种装置。
(a)滚轴支座(活动铰支座)--支杆
FFV V
FF
整理课件
(b)固定铰支座(铰支座)――铰
FH FV
FH FV
整理课件
组成,坝轴线全长2309.47米,坝顶海拔高度185米。
整理课件
其他
板壳
整理课件
塔架
刚架
整理课件
桁架
结构分类: (1)按几何的角度
分类 名称
特点
实例
杆件 结构
由杆件组成的结构, 是结构力学的研究对象
梁、拱、刚架 、桁架
板壳
又称壁结构,几何特征
房屋中的楼板
结构 是其厚度要比长度和宽度小得多 和壳体屋盖
整理课件
1.2.2 简化要点 (1)结构体系的简化 空间结构→平面结构
当空间结构在某一平面内的杆系结构承担该平面内的荷载时
整理课件
(2) 杆件的简化 用杆轴线代替杆件;用杆轴线构成的几何轮廓
代替原结构的几何尺寸。
墙
梁
a 平面图
b 剖面图 c 计算简图
整理课件
(3) 杆件间连接的简化 结点:结构中杆件相互连接的部分。
整理课件
1.1 结构力学的学科内容和任务
结构力学(Structural mechanics) 土木工程类各专业重要的专业基础课。
主要研究任务:
➢ 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应;
➢ 讨论结构内力和变形的计算方法,进行结构的强度和 刚度的验算;
➢ 讨论结构的组成规律和合理形式,以及结构计算简图 的合理选择。
隧道结构
武汉长江隧道工程全长3609米,其中越江沉管段 1380米,江北岸坡隧道880米,江北引道段183米, 江南岸坡隧道1010米,江南引道段156米。横断面总 宽34.9米,总高9.2米,净整理高课件4.5米。
地下结构
整理课件
水工结构
三峡大坝鸟瞰图
三峡大坝的闸门
三峡工程由大坝、水电站、通航建筑物等三大部分
刚结点:相互连接的杆件在连接处不能相对移动和 相对转动,即可传递力,又能传递力矩。
整理课件
铰结点:相互连接的杆件在连接处不能相对移动, 但可相对转动,即可传递力,但不能传递力矩。
整理课件
厂房中的杯口基础与预制柱的连接: 细石混凝土现浇为刚性,采用柔性材料为铰接。
柱 细石混凝土
基础
剖面图
计算简图
整理课件
整理课件
1.1.3 学习方法 ➢ 注重力学概念; ➢ 活学活用,理论联系实际; ➢ 多练,多想,提高计算能力; ➢ 培养自学能力
整理课件
1.2 结构的计算简图及简化要点
结构的计算简图: 在结构计算中,用以代替实际结构,并反应
实际结构主要受力和变形特点的简化图形。 1.2.1 简化原则
反映结构主要受力特点,便于计算。