建筑结构与受力分析(力学知识)
单元二 杆件和结构的受力分析受力图 建筑力学
本单元首先阐述了工程中常见 的约束及其约束反力，然后讨 论杆件和结构的受力分析，作 受力图。
单元重点
1
掌握常见典型约束的性质及约束反力的确定。
2
能够完整、准确的画出杆件和结构的受力图。
1
学习任务1 约束及约束反力
物体受到的力一般分为两类：一类是使物体运动 或使物体有运动趋势的力，称为主运动力，即前 述的荷载；另一类是约束对物体的约束反力，又 称为被动力。一般主动力是已知的，而约束反力
是未知的。在受力分析计算中，约束反力和已知
的主动力共同作用使物体平衡，利用平衡条件就 可以求解出约束反力来。
柔பைடு நூலகம்约束
由绳索、链条、皮带等柔性物体形成的约束，称为柔体约 束。柔体只能承受拉力，不能承受压力，所以作为约束， 他们只能限制物体沿柔体中心线且离开柔体的运动，而不 能限制物体沿其他方向的运动。因此，柔体约束的约束反 力是通过接触点，沿柔体中心线且背离物体的拉力，常用 T表示。
而处于平衡状态，故链杆也称为二力杆。链杆约束只能限 制物体沿链杆方向的运动，而不能限制其他方向的运动。
固定铰支座
用圆柱铰链把结构或构件与支座地板链接，并将底板固定 在支撑物上构成的支座，称为固定铰支座。固定铰支座只 能限制构件在垂直于销钉平面内任意方向的移动，而不能 限制构件绕销钉的转动，可见其约束性能与圆柱铰链相同。
圆柱铰链约束
圆柱铰链简称铰链，是由一个圆柱形销钉插入两个物体的圆孔中 构成，并且认为销钉和圆孔的表面都是光滑的。圆柱铰链的约束 反力可用一个大小与方向均未知的力F表示，也可用两个相互垂 直的未知分力来表示。
链杆约束
两端用铰链与物体分别连接且中间不受力（自重忽略不计）
结构的计算简图及受力分析—支座的简化(建筑力学)
支座的简化
3 固定（端）支座 既限制构件沿任何方向移动，又限制构件转动的支座。
固定端支座计算简图
支座反力
正交方向的两个力： FAx、FAy限制移动
一个反力偶：
MA限制转动
支座的简化
3 固定（端）支座 如图所示的钢筋混凝土柱：
将柱的下端插入杯形基础预留的杯口中后，用细石混凝土浇筑填实， 当柱插入杯口深度符合一定要求时，可认为柱脚是固定在基础内的， 限制柱脚的水平移动、竖向移动和转动， 因此可简化为固定（端）支座，其简图及支座反力如右图所示。
常见约束类型及约束反力
（3）圆柱铰链约束 约束力作用线通过销钉中心与接触点。 接触点的位置一般不能预先确定， 铰链的约束力方向不定， 通常用两个正交分力表示。
支座的简化
支座：是将结构物与基础或地面连接在一起的装置或构造 支座的作用是把结构物与基础或地面连接起来，使结构物能稳固在地基上 对结构物或构件来说，支座实质上也是一种约束 在对具体结构物进行分析时，当一个构件支承于另一个构件时，其连接处 对前一构件来说也称为支座。 实际结构中，基础对结构的支承形式多种多样，但根据支座的实际构造和约 束特点，在平面杆系结构的计算简图中，支座通常可简化为：固定铰支座、 活动铰支座、固定端支座和定向支座4种基本类型。
支座的简化
1 固定铰支座 用圆柱铰链把结构或构件与支座底板连接，并将底板固定在支承物上构成的支座。 固定铰支座计算简图
固定铰支座能限制构件在垂直于销钉平面内任意方向的移动， 而不能限制构件绕销钉的转动。 对构件的支座反力如图所示：——正交方向的两个分力
支座的简化
1 固定铰支座
在房屋建筑中，构造要求各不相同，但只要它具有约束两个方向的移动的 性能,而不约束转动,即可视为固定铰支座。
建筑力学知识点总结
建筑力学知识点总结一、静力平衡静力平衡是建筑力学中的基础知识点，它涉及到建筑结构各部分之间的受力关系。
在静力平衡中，我们需要掌握以下内容：1. 应力分析：建筑结构受到不同方向的力，需要进行应力分析，并确定各部分的受力情况。
2. 受力分析：对不同形状、结构的建筑进行受力分析，包括梁、柱、板、框架等。
3. 各种受力形式：拉力、压力、剪力、弯矩等受力形式的分析和计算。
4. 杆件受力：对杆件在受力时的受力情况进行分析，包括张力、挠度、位移等。
5. 平衡条件：在建筑结构中，各部分之间需要满足外力和内力平衡的条件，需要进行平衡分析。
二、结构稳定性结构稳定性是建筑力学中的重要知识点，它涉及到建筑结构在承受外部荷载时的稳定性情况。
在结构稳定性中，我们需要掌握以下内容：1. 稳定条件：建筑结构需要满足一定的稳定条件，包括受力平衡、几何稳定、材料稳定等。
2. 稳定性分析：对不同形式的建筑结构进行稳定性分析，包括平面结构、空间结构、倾斜结构等。
3. 屈曲分析：对建筑结构在受力时的屈曲情况进行分析和计算，包括临界载荷、屈曲形式等。
4. 建筑高度：建筑结构的高度对其稳定性有一定的影响，需要进行高度稳定性分析。
5. 结构材料：不同材料的建筑结构在受力时的稳定性情况有所不同，需要进行材料稳定性分析。
三、弹性力学弹性力学是建筑力学中的重要分支，它涉及到建筑结构在受力时的弹性变形情况。
在弹性力学中，我们需要掌握以下内容：1. 弹性模量：建筑结构在受力时的弹性模量情况对其受力性能有一定的影响，需要进行弹性模量分析和计算。
2. 应变分析：建筑结构在受力时会产生一定的应变，需要进行应变分析和求解。
3. 弹性极限：建筑结构在受力时会产生一定的弹性极限，需要进行弹性极限分析和计算。
4. 应力-应变关系：建筑结构在受力时的应力和应变之间存在一定的关系，需要进行应力-应变关系分析和求解。
5. 弹性能力：建筑结构的弹性能力对其受力性能有一定的影响，需要进行弹性能力分析和评定。
建筑力学与结构学习计划200字
建筑力学与结构学习计划200字第一部分：建筑力学基础知识1.1 建筑力学的基本概念- 了解力学的定义和基本原理- 掌握建筑结构的受力分析方法- 学习建筑材料的力学性能1.2 建筑结构设计原理- 理解建筑结构设计的基本原理- 学习建筑结构的稳定性和可靠性- 掌握力学方法在结构设计中的应用1.3 建筑结构材料的性能与应用- 了解常见建筑材料的力学性能- 学习建筑材料的选用原则- 掌握建筑材料的施工和加工工艺第二部分：结构力学基础知识2.1 结构受力分析- 学习结构受力的基本原理- 掌握受力分析的方法和技巧- 理解结构受力的影响因素2.2 结构设计原理- 理解结构设计的基本原理- 学习结构材料的选用和设计- 掌握结构设计的施工和加工工艺2.3 结构稳定性和可靠性- 了解结构稳定性和可靠性的概念- 学习结构稳定性和可靠性分析的方法- 掌握结构稳定性和可靠性的设计原则第三部分：建筑力学与结构实践3.1 结构力学实验- 参与结构力学实验课程- 学习结构材料的力学性能测试方法- 掌握实验数据的处理和分析技巧3.2 建筑结构设计实践- 参与实际建筑结构设计项目- 学习建筑结构设计的实际应用- 掌握结构设计的实际操作技能3.3 结构施工实践- 参与建筑结构施工项目- 学习结构施工的实际操作方法- 掌握建筑结构施工的实际技能总结与展望通过以上学习计划，我将全面掌握建筑力学和结构学的基础知识和实践技能，为将来从事建筑结构设计、施工和实验研究提供坚实的理论基础和实践经验。
我相信在学习和实践中，我将迎来更多挑战和机遇，不断提升自己，成为一个优秀的建筑力学与结构学专业人才。
建筑力学中的各种名词解释
建筑力学中的各种名词解释引言：建筑力学是研究建筑物结构力学行为的学科，它涉及到大量的专业名词和术语。
本文将对建筑力学中的各种名词进行解释和阐述，希望能够为读者提供一些帮助和理解。
一、受力分析受力分析是建筑力学中最基础也最重要的内容之一。
在建筑结构中，力的作用可以分为静力和动力。
静力是指力的平衡状态，其大小和方向相等；动力则是力的不平衡状态，会导致结构的变形和破坏。
在受力分析中，我们常用到的名词有以下几个：1.应力（Stress）：在结构中发挥作用的力产生的内部反作用力。
它可以分为正应力、剪应力和轴心力。
2.应变（Strain）：由于外力作用而导致的结构变形程度。
应变可以分为线性应变和非线性应变。
3.弹性（Elasticity）：指结构材料的恢复能力，当外力作用消失时能够恢复到原来的形状。
4.屈服（Yield）：结构材料在受力情况下出现的可逆性变形。
超过一定应力值后，材料无法恢复原状，并被认为已经屈服。
5.失稳（Instability）：结构在受力过程中由于外力作用超过其承载能力而导致的倒塌。
二、承载力分析承载力分析是建筑力学中的关键内容之一，它主要研究结构的稳定性和承载能力。
1.静力学平衡（Static Equilibrium）：结构受力状态下各部分力的相互平衡。
2.荷载（Load）：指施加在结构上的外力，包括自重荷载、活载和地震荷载等。
3.承载能力（Bearing Capacity）：结构能够承受的最大荷载。
4.强度（Strength）：材料或者结构在承载外力作用下不发生破坏的能力。
5.变形（Deformation）：由于外力作用引起的结构形状、尺寸、位置的改变。
三、构件和构造构件和构造涉及到建筑结构中的各个部分，是结构力学中重要的概念。
1.梁（Beam）：用于承担和传递荷载的构件，其承载方式通常为弯曲。
2.柱（Column）：用于承担和传递上部结构荷载的垂直构件。
3.墙（Wall）：承担纵向、横向荷载传递作用的结构构件。
建筑力学的知识点公式总结
建筑力学的知识点公式总结1. 受力分析在建筑力学中，受力分析是非常基础的知识点，它是分析结构在外力作用下的受力和变形情况。
受力分析的基本原理是平衡条件，即结构受力平衡，外力和内力之和为0。
常见的受力分析问题包括梁的受力分析、柱的受力分析、桁架的受力分析等。
2. 弹性力学弹性力学是研究材料在外力作用下的变形和应力、应变关系的学科。
在建筑力学中，弹性力学是非常重要的知识点，它涉及了材料的力学性质、变形规律和材料的弹性极限等。
弹性力学的基本公式包括胡克定律、杨氏模量、泊松比等。
3. 结构力学结构力学是研究结构在外力作用下的受力和变形情况的学科。
在建筑力学中，结构力学包括了梁的受力分析、柱的受力分析、框架结构的受力分析等。
结构力学的基本公式包括静力平衡方程、变形公式、内力计算公式等。
4. 桥梁力学桥梁力学是研究桥梁结构在外力作用下的受力和变形情况的学科。
在建筑力学中，桥梁力学是一个重要的分支学科，它涉及了桥梁的受力分析、变形分析、挠度计算等。
桥梁力学的基本公式包括桁架结构的受力分析公式、桁架结构的位移计算公式等。
5. 基础力学基础力学是研究基础在外力作用下的受力和变形情况的学科。
在建筑力学中，基础力学是非常重要的知识点，它涉及了基础的受力分析、变形分析、承载力计算等。
基础力学的基本公式包括基础的受力分析公式、基础的变形计算公式等。
综上所述，建筑力学是土木工程学科中的重要基础学科之一，它涉及了受力分析、弹性力学、结构力学、桥梁力学和基础力学等多个方面的知识。
掌握建筑力学的知识对于土木工程师来说是非常重要的，它可以帮助工程师更好地设计和施工结构，确保结构的安全性和稳定性。
建筑力学的知识点和公式虽然繁多，但只有通过实践和不断的学习，才能真正掌握其中的精髓。
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。
绘制受力图—受力分析与受力图(建筑力学)
2) 画BC 部分的受力图。BC部分的E处受
到主动力偶M的作用。B处为活动铰支座，
其反力FB垂直于支承面；C处为铰链约 束，约束力FC通过铰链中心。由于力偶 必须与力偶相平衡，故FB的指向向上， FC的方向铅垂向下。BC 部分受力如图。
M
FC
FB
取分离体 画主动力 画约束力
3) 画AC 部分的受力图。AC 部分的D处
受到主动力 F 的作用。C 处的约束力为
FC，FC 与 FC 互为作用力与反作用力。
A处为固定端，其反力为FAx、FAy、MA。
MA
F 60
AC部分受力如图。
取分离体
FAx
FAy
FC
画主动力
画约束力
通过以上例题可以看出，为保证受力图的正确性，不能多画力、少画 力和错画力。为此，应着重注意以下几点：
受力分析与受力图
受力分析与受力图
在求解工程中的力学问题时，一般首先需要根据问题的已知条件和待求 量，选择一个或几个物体作为研究对象，然后分析它受到哪些力的作用，其 中哪些是已知的，哪些是未知的，此过程称为受力分析。
对研究对象进行受力分析的步骤如下： 1）取分离体。将研究对象从与其联系的周围物体中分离出来，单独画出。 分离出来的研究对象称为分离体。 2) 画主动力和约束反力。画出作用于研究对象上的全部主动力和约束力。 得到的图称为受力图或分离体图。
例: 小车连同货物共重W，由绞车通过钢丝绳牵引沿斜面匀速上升(如图)。不 计车轮与斜面间的摩擦，试画出小车的受力图。
解 (1) 取分离体。将小车从钢丝绳和
斜面的约束中分离出来，单独画出。
作用于小车上的主动力为W，其作用
点为重心C，铅垂向下。
取分离体
1建筑力学与结构(第3版)第一章建筑力学的基本概念
在一般工程问题中,平衡是指物体相对于地球保持 静止或做匀速直线运动的状态。显然,平衡是机械 运动的特殊形态,因为静止是暂时的、相对的,而运 动
才是永恒的、绝对的。
我们将作用在物体上的一群力称为力系。按照力系 中各力作用线分布形式的不同形式,将力系分为以 下内容:
(1)汇交力系:力系中各力作用线汇交于一点;
第四节 物体受力分析和受力图
一、物体受力分析
1.物体受力分析的定义 在工程中,人们常常将若干构件通过某种连接方式 组成机构或结构,用以传递运动或承受荷载,这些机 构或结构统称物体系统。
2.脱离体 在工程实际中,经常有几个物体或几个构件相互联 系,构成一个系统的情况。例如,楼板放在梁上,梁支 承在墙上,墙又支承在基础上。 3.受力图 在脱离体上画出周围物体对它的全部作用力(包括 主动力和约束反力),这种表示物体所受全部作用力 情况的图形称为脱离体的受力图,简称受力图。
(2)在梁的中点C画主动力F。
(3)在受约束的A处和B处,根据约束类型画出约束反 力。B处为可动铰支座约束,其反力通过铰链中心且 垂直于支承面,其指向假定如图 (b)所示;A处为固定 铰支座约束,其反力可用通过铰链中心A并相互垂直 的分力XA、YA表示。受力图如图 (b)所示。
此外,注意到梁只在A、B、C三点受到互不平行的三 个力作用而处于平衡,因此,也可以根据三力平衡汇 交公理进行受力分析。已知F、RB相交于D点,则A处 的约束反力RA也应通过D点,从而确定RA必通过沿A、 D两点的连线,可画出图 (c)所示的受力图。
2.拱
拱的轴线通常为曲线,它的特点是:在竖向荷载作用 下产生水平反力。水平反力的存在将使拱内弯矩远 小于跨度、荷载及支承情况相同的梁的弯矩(下图)。
教案建筑结构力学梁柱受力分析与设计
教案建筑结构力学梁柱受力分析与设计一、引言在建筑结构力学领域中，对于梁柱的受力分析与设计起着至关重要的作用。
本文将对梁柱受力分析以及相关设计要点进行详细探讨，并提供适用于教案建筑结构力学中梁柱受力分析与设计的方法。
二、梁的受力分析与设计1. 梁的基本概念与分类在这一部分，我们将介绍梁的基本概念以及常见的分类方法，如根据材料的不同，梁可以分为钢梁、混凝土梁等。
同时，我们还会探讨不同类型梁的受力特点和适用范围。
2. 梁的受力分析方法为了确保梁的设计安全可靠，对于梁的受力分析是必不可少的。
这一部分将介绍主要的梁受力分析方法，包括静力学方法、弯曲应力分析、剪切力分析等。
我们还会通过实际案例来演示如何应用这些方法进行梁的受力分析。
3. 梁的设计要点在进行梁的设计时，需考虑到多种因素，包括结构的承载能力、使用寿命等。
本部分将重点介绍梁的设计要点，包括梁的尺寸与形状选择、截面的选取、钢筋配筋等。
我们将依托实际案例，详细说明这些要点在设计中的应用。
三、柱的受力分析与设计1. 柱的基本概念与分类与梁类似，柱也是建筑结构中常见的承重构件。
在这一部分，我们将介绍柱的基本概念和常见的分类方法，如根据截面形状的不同，柱可以分为矩形柱、圆形柱等。
同时，我们还会探讨不同类型柱的受力特点和适用范围。
2. 柱的受力分析方法柱的受力分析对于确保结构的安全性至关重要。
本部分将介绍柱的受力分析方法，包括静力学方法、压杆理论等。
我们将通过实际案例演示如何利用这些方法进行柱的受力分析。
3. 柱的设计要点柱的设计要点包括结构的承载能力、抗震性能等。
本部分将重点介绍柱的设计要点，包括柱的截面尺寸选择、配筋设计等。
通过具体案例，我们将详细说明这些要点在设计中的应用。
四、结论通过对教案建筑结构力学中梁柱的受力分析与设计的探讨，我们可以得出以下结论：1. 梁柱的受力分析是建筑结构力学中的重要内容，需要仔细研究和分析。
2. 在进行梁柱的设计时，应遵循相关的设计原则和要求，确保结构的安全可靠。
建筑设计中的结构分析与计算
建筑设计中的结构分析与计算建筑设计是一个综合性的工程，其中的结构设计在保证建筑安全和稳定性方面起着至关重要的作用。
结构分析与计算是建筑设计中必不可少的环节，它涉及到材料力学、力学计算等多个学科知识。
本文将就建筑设计中的结构分析与计算进行探讨。
一、结构分析结构分析是指对建筑结构进行力学分析，以研究其受力特性、变形和稳定性。
主要包括静力学分析和动力学分析两个方面。
静力学分析是一种力学分析方法，用于计算和研究建筑结构在静力平衡状态下的力学行为。
在结构力学的基础上，静力学分析考虑各种受力情况，包括重力、水平力、风力、地震作用等对结构的影响，通过设计合理的结构布局和选择适当的材料，确保结构在正常使用过程中的稳定性和安全性。
动力学分析是研究建筑结构在受到外界动力作用时的响应行为。
通过对结构的振动和响应特性进行分析和计算，能够准确评估建筑在发生地震、风灾等自然灾害时的抵抗能力。
动力学分析需要考虑结构的质量、刚度、阻尼等因素，以确定结构的共振频率和最大响应等重要指标。
二、结构计算结构计算是通过数学计算方法，对建筑结构进行力学和力学变形计算。
结构计算不仅仅是一个简单的数值算法，更是结合建筑材料的物理性能及各种力学假设，进行合理的力学计算过程。
结构计算主要包括负载计算、受力计算和变形计算。
负载计算是指根据建筑结构所受到的外部荷载，进行逐级计算和分布计算，确定结构所受到的荷载大小和作用位置。
常见的外部荷载有重力荷载、风荷载、地震荷载等。
受力计算是指根据外部荷载的大小和作用位置，确定结构中各个构件的内力大小和分布。
在进行受力计算时，需要考虑材料的强度和刚度等因素，确保结构在承受荷载时的安全性。
变形计算是指根据外部荷载和受力情况，利用结构变形理论进行计算和分析。
通过对结构变形的了解和研究，可以评估结构在荷载作用下产生的变形情况，并进行合理调整和优化设计。
三、结构分析与计算的重要性结构分析与计算在建筑设计中具有重要的意义和作用。
建筑力学
建筑构件受力分析教学讲义第一篇建筑静力学基础引言同时作用在物体或物体系统上的一群力称为力系。
力学分析中，在不改变力系对物体作用效果的前提下，用一个简单的力系来代替复杂的力系，就称为力系的合成（力系的简化）。
对物体作用效果相同的力系称为等效力系。
物体在力系作用下，相对于地球静止或作匀速直线运动，称为平衡。
作用于物体上的力使物体处于平衡状态，则称该力系为平衡力系。
第一章力与力的性质1.1 力的基本概念1.1.1 刚体的概念在外力作用下，几何形状、尺寸的变化可忽略不计的物体。
1.1.2 力的概念力是物体之间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生改变，或使物体产生变形。
力使物体的运动状态发生改变的效应称为外效应，而使物体发生变形的效应称为内效应。
刚体只考虑外效应；变形固体还要研究内效应。
力的三要素力对物体的作用效果取决于力的三要素：（1）力的大小是物体相互作用的强弱程度。
在国际单位制中，力的单位为牛顿（N）或千牛顿（kN）。
（2）力的方向包含力的方位和指向两方面的涵义。
（3）力的作用点是指物体上承受力的部位。
力的作用位置实际上有一定的范围，当作用范围与物体相比很小时，可以近似地看作是一个点。
★1.2 静力学公理1.2.1 二力平衡公理F ABBFA图 2-1==(a)(b)(c)图 2-6作用在一个物体上的两个力，使该物体处于平衡状态的必要和充分条件是：这两个力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
注意：1、适用条件：刚体2、在两个力作用下平衡的杆件称为二力构件1.2.2 加减平衡力系公理在作用于某物体的力系中，加入或减去一个平衡力系，并不改变原力系对物体的作用效果。
推论（力的可传递性原理）：作用于物体上的力可沿其作用线移到物体的任一点，而不改变力对物体的作用效果。
注意：1、适用条件：刚体。
1.2.3 作用与反作用公理两个物体的作用力与反作用力总是同时存在，它们大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在两个物体上。
建筑力学与结构分析
2静力平衡
• 2.1力的基本概念
• 一力和力系 • 力是物体之间相互的机械作用，这种作用的效果 是使物体的运动状态发生变化，同时使物体的形 状发生改变。 • 力使物体运动状态发生变化的效应称为力的 外效应或运动效应； • 力使物体形状发生改变的效应称为力的内效 应或变形效应。
• 两物体间相互作用的作用力和反作用力总 是同时存在，大小相等，方向相反， • 沿同一直线，分别作用在这两个物体上。 • 它是受力分析必需遵循的原则。
• 3） 根据荷载位置的变化情况，荷载可分 • 为固定荷载和移动荷载。 • • 固定荷载是指荷载的作用位置固定不变的荷载，如所 有恒载、风载、雪载等； 移动荷载是指在荷载作用期间，其位置不断变化的荷 载，如吊车梁上的吊车荷载、钢轨上的火车荷载等
• 4） 根据荷载的作用性质，荷载可分为静力荷载 和动力荷载。
• 力系：物体受到的一群力 • 力系的简化：用一个力代替一群力而不改 变它对物体的作用效果 • 二力的分解和合成 • 平行四边形法则 • 力的合成，连续运用法则 • 力的分解 法则逆运用，正交分解
• 三支座反力 • 四画受力图
解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体， 即确定研究对象；然后考查和分析它的受力情况， 这个过程称为进行受力分析。 分离体——把研究对象解除约束，从周围物体中分 离出来，画出简图。 受力图——将分离体所受的主动力和约束反力以力 矢表示在分离体上所得到的图形。
第1章建筑力学的基本理论
• 1.1建筑力学的任务 • 力系的简化和力系的平衡 储气 罐不应爆破。 （破坏 —— 断裂或变形过量不能恢复） • 具有足够的刚度 构件在外载作用下抵抗可恢复变形的能力。 例如机床主轴不应变形过大，否则影响 加工精度。
受力分析的步骤
结构的计算简图及受力分析—荷载的简化(建筑力学)
3 按荷载作用的范围分 分布荷载 满布在结构的整个体积内或表面上的的荷载
体积分布荷载，N/m3或kN/m3 作用于整个体积内的分布荷载——结构自重
面分布荷载，N/m2或kN/m2 作用于结构表面的分布荷载——压力
集中荷载 当荷载的分布范围面积远小于结构的尺寸时，则可认为此荷载作 用在结构的一点。单位是N，常用字母F表示。
荷载的分类
荷 载：作用在结构上的主动力 荷载与支座反力都是其他物体作用在结构上的力，统称为作用在结构上的外力。 在外力作用下，结构内各构件之间将产生相互作用的力——内力。 结构或构件的承载能力都直接与内力有关，而内力又是由外力所引起和确定的。 在结构设计中，首先要分析和计算作用在结构上的外力，然后计算结构的内力。 因此，确定结构所受的荷载是对进行受力分析的前提，必须慎重对待。 如将荷载估计过大，则设计的结构尺寸将偏大，造成浪费；如将荷载估计过小， 则设计的结构不够安全。
荷载的分类
在工程实际中，结构所受到的荷载是多种多样的，为了便于分析，将从不 同的角度对荷载进行分类。 1 按作用在结构上的时间分 恒 载 ——长期作用在结构上的不变荷载
恒载的大小和作用位置都不发生变化。如结构的自重、土压力、预应力等。
活 载 ——暂时作用在结构上的可变荷载。 如列车、汽车、吊车、人群、风、雪荷载等。
荷载的简化
作用于实际结构上的荷载可分为体积力和表面力两大类 体积力是作用在构件整个体积内每一点处的，如自重或惯性力等。 表面力则是由其他物体通过接触面传给结构的作用力，如土压力、车辆的轮压力等。 在杆系结构的计算简图中，将杆件简化为轴线，因此不管是体积力还是表面力都简 化为作用在轴线上的力。 荷载按分布情况可简化成线分布荷载、集中荷载和集中力偶。
建筑力学知识点汇总(精华)
建筑力学知识点汇总(精华)第一章概论1.工程中习惯把主动作用于建筑物上的外力称为荷载。
例如自重，风压力，水压力，土压力等。
（主要讨论集中荷载、均匀荷载）2.在建筑物中，承受并传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。
3.结构按几何特征分：一，杆件结构。
可分为：平面和空间结构。
它的轴线长度远大于横截面的宽度和高度。
二，板壳结构。
（薄壁结构）三，实体结构。
4.建筑力学要进行静力分析即由作用于物体上的已知力求出未知力。
5.强度指结构和构件抵抗破坏的能力，刚度指结构和构件抵抗变形的能力。
稳定性指结构和构件保持原有平衡状态的能力。
6.建筑力学的基本任务是研究结构的强度，刚度，稳定性问题。
为此提供相关的计算方法和实验技术。
为构件选择合适的材料，合理的截面形式及尺寸，以及研究结构的组成规律和合理形式。
第二章刚体静力精确分析基础1.静力学公理。
一，二力平衡。
（只适应于刚体，对刚体系统、变形体不适应。
）二，加减平衡力系。
（只适应于刚体，对刚体系统、变形体不适应。
）三，三力平衡汇交。
2.平面内力对点之矩。
一，合力矩定理3.力偶。
性质：一，力偶对物体不产生移动效应，故力偶没有合力。
它既不能与一个力等效或平衡。
二，任一力偶可在其作用面内任意移动。
4.约束：施加在非自由体上使其位移受到限制的条件。
一般所说的支座或支承为约束。
一物体（如一刚性杆）在平面内确定其位置需要两个垂直方向的坐标和杆件的转角。
因此，对应的约束力是相对的。
约束类型：1、一个位移的约束及约束力。
a)柔索约束。
b）理想光滑面约束。
C)活动（滚动）铰支座。
D）链杆约束。
2、两个位移的约束及约束力。
A)光滑圆柱形铰链约束。
B）固定铰支座约束。
3、三个位移的约束及约束力。
A）固定端。
4、一个位移及一个转角的约束及约束力。
A）定向支座（将杆件用两根相邻的等长、平行链杆与地面相连接的支座）。
第五章弹性变形体静力分析基础1．变性固体的基本假设。
连续性假设：固体材料的整个体积内毫无空隙的充满物体。
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W
简图
柔绳约束
1 建筑力学预备知识
1.3.2 柔体约束
A F1
B
F2
A
F1
F1'
A
B
F2
F2'
B
1 建筑力学预备知识
1.3.3 光滑接触面约束 当两个物体直接接触，而接触面处的摩擦很小可以忽 略不计时，称为光滑接触面约束。
只能限制物体沿接触面的公 法线方向进入接触面的运动
约束力：过接触点，沿接触面的公 法线，箭头指向物体，用FN表示。
•刚体：是指在任何情况下都不变形的物体。实际上任何物 体在力的作用下都要产生变形（称为变形体），但是在工 程实际中构件的变形通常都非常微小，因此，在研究物体 的平衡问题，可以忽略不计，可以把物体抽象为刚体。
1 建筑力学预备知识
•力的三要素：力的大小、方向、作用点。 力是矢量。
•力的表示方法：用一个带箭头的线段来表示力。
从力F的始点A和终点B分别 向y轴作垂线，得垂足 a 和 b ， 则线段 a b称为力F在y轴上的投 影，用Fy表示。
b Fy a
O
y
F B
A a Fx b
x
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1.5 力的合成与分解
1.5.1 力在坐标轴上的投影 Fx和Fy的计算公式： Fx=±Fcosα Fy=±Fsinα 力的投影为代数量，其正负号规 定如下：若投影的始端a（或 a）到 投影的末端b（或 b ）方向与x轴 （或y轴）的正向一致，则投影Fx （或Fy）为正；反之为负。 Fy a
只能限制物体沿链杆 中心线趋向或离开链 杆的运动
F
A
约束力：沿链杆中心线， 箭头指向或背离物体， 用F表示。
F FAx FAy
B
A
FB
B FB B
C
链杆约束
C FC
链杆是二力 杆，即链杆 受压(压杆) 或受拉(拉杆)
问题1：AB杆是不是链杆？
问题2：教材P10图1.6a中 AB杆是不是链杆？
1 建筑力学预备知识
1 建筑力学预备知识
1.3.2 柔体约束
由柔软的绳索、链条、胶带等构成的约束，称为柔体 约束。 约束力：恒为拉力，用FT表 柔体约束只能限制物 示。作用在接触处，作用线 体沿柔体约束的中心 沿柔体约束的中心线(即长度 线离开约束的运动 方向)，箭头背离物体。
限制方向 运动方向
FT
A
W
A
A W 受力图
表示两个不同的力。
当出现二力平衡、三力平衡或作用力与反作用力关系时，
应符合二力平衡公理、三力平衡汇交定理或作用力与反作 用力公理，并在受力图上正确画出。
要正确判断二力杆。
常见约束及约束反力 汇总表
1 建筑力学预备知识
1.5 力的合成与分解
力系中各力的作用线 都处于同一个平面， 称为平面力系。 在平面力系中，各力的 作用线都汇交与一点， 称为平面汇交力系。
三力平衡(F1F2F3) 转化为二力平衡 (F3F12)
二力平衡公理： F3的作用线必过 O点
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1.3 约束 与约束反力
1.3.1 约束与约束反力的概念 在空间能够任意运动的物体，称为自由体。受到周围其 他物体限制而不能任意运动的物体，称为非自由体。 •约束：若一个物体受到周围其它物体的限制，这些周围的 物体就称为该物体的约束。 •约束反力：约束施加于被约束物体上的力，称为约束反 力，简称为约束力或反力。 •主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。在工程中，把 主动力称为荷载。如重力、风荷载等。 •被动力：对物体的运动或运动趋势起限制作用的力。如约 束反力。
限制物体在任何方 向的移动和转动 约束力：限制物体移动的约束力 FAX、FAy，限制转动的约束力偶 mA
A mA FAx
固定端支座
B
A
B
FAy
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1.3.8 固定端支座
A mA FAx FAy A B
B
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1.4 物体的受力分析及受力图
•受力分析：就是分析物体（即研究对象）受到的全部主动 力和约束反力。 •分离体：就是解除所有约束后得到的物体，又称为隔离体 或脱离体。 •受力图：在分离体上画出其所受的全部主动力和约束反力。
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1.4 物体的受力分析及受力图
体操运动员做十字支撑
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1.4 物体的受力分析及受力图
选择研究对象
画受力图的步骤
取分离体
画受力图
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1.4 物体的受力分析及受力图
注意点
分析约束的类型和性质，确定相应的约束力。 既不要漏力，也不要多画力。
不同的力，应当用不同的字母标注，不能用相同的字母
推论：三力平衡汇交定理 刚体在共面且不平行的三个力作用下平衡，则这三个力 的作用线必定汇交于一点。（反之不成立） F1 力F1和F2的作 F
1
三力共面 平 衡
用线交于O点
A
F1 F3 F2
O
AHale Waihona Puke F12 F2F3C
B
C
F2 B
将力F1和F2沿作 用线移至交点O
将力F1和F2合成为 一个合力F12(力的 可传性原理)
可动铰 支 座
固定铰 支 座
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1.3.7 可动铰支座
A
计算简图
A
A
FA
A
受力图
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1.3.6 固定铰支座 1.3.7 可动铰支座
固定铰支座
可动铰支座
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1.3.8 固定端支座 如果物体与支座固定在一起，使物体既不能沿任何方 向移动，也不能转动，这类约束称为固定端支座或固定支 座。
平面汇交力系
在平面力系中，各力的 作用线都互相平行，称 为平面平行力系。 在平面力系中，各力的作用 线既不完全平行，也不完全 相交，称为平面一般力系。
平面力系
平面平行力系
平面一般力系
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1.5 力的合成与分解
1.5.1 力在坐标轴上的投影
从力F的始点A和终点B分别 向x轴作垂线，得垂足a和b，则 线段ab称为力F在x轴上的投影， 用Fx表示。
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1.2.4 力的平行四边形法则 利用力的平行四边形法则，也可以将一个力分解为作用 于同一点的两个分力。在工程中，常将力F沿互相垂直的两 个方向分解，得到水平分力Fx和垂直分力Fy，这种分解称为 正交分解。 Fy α Fx F
Fx=Fcosα Fy=Fsinα
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公法线
FN
FN
FN
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1.3.4 圆柱铰链约束
用一个园柱形销钉将两个带孔的物体连接在一起，且 接触面光滑，构成光滑圆柱铰链约束，又称为中间铰。
只能限制两物体 间的相对移动， 不能限制两物体 间的相对转动
当物体受力后， 销钉和孔壁在某 处接触，构成光 滑接触面约束。
约束力：过接触 处，通过销钉中 心，方向未知， 用FN表示。
A
计算简图
A
受力图
A
A
FA
FAx A FAy
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1.3.6 固定铰支座
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1.3.7 可动铰支座
在固定铰支座的底部安装几个辊轴（圆柱形滚轮）， 支承于支承面上，这种约束称为可动铰支座，又称为活动 铰支座。
只能限制物体在 垂直于支承面方 向的运动 约束力：垂直于 支承面，指向待 定，用F表示
1.2.3 加减平衡力系公理 在作用于刚体的力系中，加上或减去任意个平衡力系， 不改变原力系对刚体的作用效应。 推论：力的可传性原理 作用于刚体上的力可沿其作用线滑移至刚体内的任意点， 而不改变力对刚体的作用效应。
B F A B F1 F2
=
B
F1
F A
=
A
在B点加上一对平衡力 F1和F2，且F1=F2=F
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1.2 静力学公理
1.2.1 作用力与反作用力公理
两物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等、方向相 反、作用线相同，并分别作用在这两个物体上。（即为Newton 第三定律） 注：在以后的受力分析中经常用到，特别是对物体系统进 行分析时。 Fw
作用力与反作用力 （FN，FN′ ）
F1
F2
q
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1.1.2 力系
•力系：作用于物体上的一群力。
•等效力系：对物体的作用效果相同的两个力系。 •合力 与分力：如果某力系与一个力等效，则这一力称为力 系的合力，而力系中的各个力则称为这一合 力的分力。 •平面力系：如果力系中各力作用线处在同一平面内，则称 为平面力系，否则称为空间力系。 •力系的简化或合成：求与复杂力系相等效的简单力系的过
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本章学习内容及学习要求
力的概念 静力学公理
掌握力的基本知识 掌握受力分析的方法 熟练绘制受力图
约束与约束反力
受力分析与受力图 力矩与力偶 平面力系的平衡 掌握平面力系的平衡 熟练运用平衡方程求解未知力
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1.1 力的概念
1.1.1 力 •力的概念：物体间相互的机械作用。 •力的作用效应 外效应（使物体的运动状态产生变化） 内效应（使物体的形状和大小发生改 变，即产生变形）
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1.3 约束 与约束反力
1.3.1 约束与约束反力的概念
主动力一般是已知的或是可以预先确定的，而约束力随 主动力的变化而变化，一般是未知的。确定未知的约束力， 是静力平衡计算的主要内容。
约 束 力