土木工程力学基础
土木工程力学基础 直梁弯曲
3）外伸梁：简支梁的一端或两端伸出支座之外的梁。
。
二、梁的内力
1、外力特征及变形特点
外力特征：垂直杆轴方向作用外力，或杆轴平面内作用外力偶； 变形特点：杆轴由直变弯。
平面弯曲—荷载与反力均作用在梁的纵向对称平面内， 梁轴线在该平面内弯成一条曲线。
F
q
A
Me 纵 向
对称面
B x
y FAy
FBy
2、剪力和弯矩
突变，突变值 不变 为F
有尖点
有突变，突变值 为M
剪力突变的截 弯矩突变的某一
面
侧
2）内力FQ 、M 的变化规律,归纳如下：
q(x) 0 q C 0 q C 0 F
MO
荷载
水平直线 Q-图 + or - 上斜直线 下斜直线
F
(剪力图 无突变)
斜直线
M-图 or
下凸
上凸 F处有尖角
MOo
抛物线 抛物线
各点的正应力。
A l2
Fl
F B
C l2
h6 h2
a
b
h
c
b
a
M B ya IZ
1 FL h
2 bh3
3
12
1.65MPa
b 0
c
M B yc IZ
1 FL h
2 bh3
2
12
MB
1 2
FL
2.47MPa （压）
IZ
bh3 12
四、梁的正应力及其强度条件
4、正应力强度条件
要使梁有足够的强度，必须使梁内的最大的工作应力不超 过材料的许用应力。即
《土木工程力学基础》
直梁弯曲
本单元学习目标
土木工程力学基础B卷答案
土木工程力学基础（B）卷答案
一、填空题
1、力的大小、力的方向、力的作用点
2、柔体约束、光滑面约束、光滑圆柱铰链约束、链杆约束、支座及支座反力
3、大小相等、方向相反、两个
4、轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲
二、名词解释
省略
三、试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
四、请画出下结构的受力图
五、请画以下列各题中AB梁的受力图
六、计算题
1、如图所示结构由两弯杆ABC和DE构成。
构件重量不计，图中的长度单位为cm。
已知F=200
N，试求支座A和E的约束力。
解：(1) 取DE 为研究对象，DE 为二力杆；F D = F E
(2) 取ABC 为研究对象，受力分析并画受力图；画封闭的力三角形：
'15166.7 23
A D E F F F F N ===⨯=
F
A F。
土木工程力学基础少学时教学课件汇总整本书电子教案全套教学教程完整版电子教案
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。
土木工程结构力学重要考点总结
土木工程结构力学重要考点总结土木工程结构力学是土木工程专业的核心课程之一，它的学习对于培养学生的结构设计和分析能力至关重要。
在土木工程结构力学的学习过程中，有一些重要的考点需要我们特别注意和掌握。
本文将对这些考点进行总结，并提供相应的知识点和解题技巧。
一、静力学基础1. 平衡条件：对于静力学系统来说，平衡条件是至关重要的基础。
它包括力的平衡条件和力矩的平衡条件。
在求解平衡条件的过程中，需要掌握力的合成和分解、力矩的计算方法等知识点。
2. 刚体和刚体平衡：刚体是静力学中最基本的概念之一。
刚体平衡是指刚体在受到外力作用时，保持静止或匀速直线运动的状态。
在刚体平衡的求解过程中，需要熟练运用条件平衡方程和力的杠杆原理。
3. 空间力系：力系是指多个力作用在物体上的力的集合。
在空间力系的求解中，需要掌握力系的合力和力矩的计算方法，以及力趋于零的条件等知识点。
4. 框架结构：框架结构是土木工程中常见的结构形式之一。
在框架结构的分析过程中，需要掌握节点受力平衡和杆件内力计算的方法，以及应力、应变和变形等相关知识。
二、受力分析与结构静力学1. 杆件的受力分析：杆件是土木工程中最常见的结构构件之一。
在杆件的受力分析过程中，需要掌握杆件内力的计算方法，包括正应力、剪应力和轴向力等的求解，以及杆件的强度判定。
2. 板和壳体的受力分析：板和壳体是土木工程中常见的承重构件。
在板和壳体的受力分析中，需要掌握受力平衡原理和变形原理，以及板和壳体的应力、应变和变形等相关知识。
3. 梁的受力分析：梁是土木工程中重要的承重构件。
在梁的受力分析过程中，需要掌握受力平衡原理和变形原理，以及梁的剪力、弯矩和挠度等的计算方法。
4. 桁架结构和索链结构的分析：桁架结构和索链结构是土木工程中常见的大跨度结构形式。
在桁架结构和索链结构的分析中，需要掌握节点受力平衡和构件内力计算的方法，以及结构的稳定性和刚度等相关知识。
三、力的作用与结构稳定性1. 内力的作用：结构内力是指结构构件受力过程中产生的力和力矩。
土木工程力学基础单选题100道及答案
土木工程力学基础单选题100道及答案1. 力的三要素是（）A. 大小、方向、作用点B. 大小、方向、作用线C. 大小、作用点、作用线D. 方向、作用点、作用线答案：A2. 两个力的大小相等，方向相反，作用在同一直线上，则这两个力（）A. 一定平衡B. 不一定平衡C. 一定不平衡D. 无法确定答案：B3. 作用在刚体上的力，可以沿其作用线（），而不改变该力对刚体的作用效果。
A. 任意移动B. 任意转动C. 任意滑动D. 任意拉伸答案：A4. 约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向（）A. 相同B. 相反C. 垂直D. 平行答案：B5. 光滑接触面约束的约束反力总是沿接触面的（）指向被约束物体。
A. 切线方向B. 法线方向C. 任意方向D. 无法确定答案：B6. 由两个物体组成的物体系统，共受到（）个未知约束力。
A. 3B. 4C. 5D. 6答案：D7. 平面汇交力系平衡的几何条件是（）A. 力多边形自行封闭B. 力的代数和为零C. 合力为零D. 合力矩为零答案：A8. 平面汇交力系平衡的解析条件是（）A. 力多边形自行封闭B. 力的代数和为零C. 合力为零D. 合力矩为零答案：B9. 平面力偶系平衡的条件是（）A. 力偶系中各力偶矩的代数和为零B. 力偶系中各力偶矩的矢量和为零C. 力偶系中各力的代数和为零D. 力偶系中各力的矢量和为零答案：A10. 力对物体的转动效应，取决于（）A. 力的大小B. 力的方向C. 力臂的大小D. 力的大小和力臂的乘积答案：D11. 平面一般力系向作用面内一点简化，得到一个主矢和一个主矩。
当主矢等于零，主矩不等于零时，力系简化结果为（）A. 合力B. 合力偶C. 平衡D. 无法确定答案：B12. 平面一般力系向作用面内一点简化，得到一个主矢和一个主矩。
当主矢不等于零，主矩等于零时，力系简化结果为（）A. 合力B. 合力偶C. 平衡D. 无法确定答案：A13. 平面一般力系向作用面内一点简化，得到一个主矢和一个主矩。
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。
土木工程结构力学基本知识解析
土木工程结构力学基本知识解析土木工程结构力学是土木工程中一门重要的基础学科，主要研究各种结构的力学性能和力学行为。
本文将对土木工程结构力学的基本知识进行解析，包括力的基本概念、应力与变形的关系、结构受力分析、应力分析和变形分析等方面的内容。
一、力的基本概念力是物体相互作用的结果，是描述物体受力情况的物理量。
力的基本概念包括力的大小、方向和作用点等要素。
在土木工程中，我们通常关注结构所受到的外力和内力。
外力是作用于结构上的力，包括静力学的重力、支反力以及动力学的风荷载、地震力等。
设计土木工程结构时，需要对这些外力进行合理估计和计算，以保证结构的安全性。
内力是结构内部各点之间相互作用的结果，是力学分析的重要内容。
常见的内力有轴力、剪力和弯矩。
了解结构内部的内力分布情况，可以帮助工程师评估结构的抗力能力，从而优化结构设计。
二、应力与变形的关系应力和变形是结构力学分析中的两个重要概念，它们之间存在密切的关系。
应力是单位面积上的力，是描述结构内部力学行为的物理量。
常见的应力有压应力、拉应力和剪应力。
应力的分布情况会直接影响结构的承载能力和稳定性。
变形是结构在受力作用下发生的尺寸、形状或位置的改变。
结构的变形既包括弹性变形，也包括塑性变形。
弹性变形是结构在受力作用下能够恢复原状的变形，而塑性变形则是结构受力超过其塑性极限时发生的不可恢复的变形。
应力与变形之间的关系可以通过应变来描述。
应变是描述物体变形程度的物理量，可以用应变率表示。
根据材料力学性质的不同，应力与应变之间存在不同的本构关系，如胡克定律等。
三、结构受力分析结构受力分析是土木工程结构设计的基础，它主要研究结构所受到的外力和内力的计算和分析。
在结构受力分析中，首先需要确定结构所受的外力，包括静力学和动力学的作用力。
然后，根据结构的几何形状、材料特性和内力分布等信息，采用静力学、动力学和能力法等方法对结构进行受力分析。
通过受力分析，可以计算出结构各点的内力和应力分布情况。
土木工程力学基础试题
土木工程力学基础试题一、选择题1. 土木工程中，下列哪种材料的弹性模量最大？A. 混凝土B. 钢材C. 砖石D. 木材2. 受弯构件在荷载作用下，其截面上的正应力分布规律符合：A. 线性分布B. 抛物线分布C. 三角形分布D. 指数分布3. 土木工程中，剪力和弯矩的相互关系是：A. 独立作用B. 相互关联C. 互不影响D. 仅在特定条件下相关4. 土的压缩性是指：A. 土在侧限条件下的压缩能力B. 土在重力作用下的压缩能力C. 土的排水能力D. 土的抗剪能力5. 在土木工程中，确定结构的安全性通常采用哪种极限状态设计方法？A. 弹性设计法B. 屈服强度设计法C. 极限状态设计法D. 破坏后设计法二、填空题1. 在土木工程中，___________定律是描述材料在外力作用下变形与应力之间关系的基本原理。
2. 受压构件的稳定性问题主要是为了防止___________现象的发生。
3. 土的抗剪强度参数包括凝聚力和___________。
4. 在进行结构设计时，通常需要考虑___________和___________两种状态下的荷载组合。
5. 土木工程中的地基处理方法主要包括换填法、预压法和___________。
三、简答题1. 请简述土木工程中常用的三种基础类型及其适用条件。
2. 描述混凝土受弯构件在荷载作用下的裂缝发展过程。
3. 说明土木工程中抗震设计的重要性及其基本设计原则。
4. 阐述土的三相组成及其对土体力学性质的影响。
5. 讨论在土木工程中，如何通过合理的结构布局来提高结构的刚度和稳定性。
四、计算题1. 给定一根直径为20cm的圆截面混凝土柱，其弹性模量为30GPa，受集中荷载作用在柱顶，荷载大小为200kN。
计算柱顶截面的弯矩和最大正应力。
2. 一块尺寸为2m×3m的均质土层，其单位重量为18kN/m³，地下水位位于土层底部。
已知土的凝聚力为15kPa，内摩擦角为30°，求该土层的主动土压力和被动土压力。
(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。
土木工程基础知识
土木工程基础知识土木工程是指人类在土地上进行的各种工程活动和建设，包括建筑物、桥梁、道路、水利设施等。
土木工程基础知识是土木工程学习的基础，掌握此知识有助于理解和应用土木工程的设计和施工过程。
以下是土木工程基础知识的基本要点归纳。
1.土力学：土力学是土木工程的基础，研究土体的力学性质和行为。
主要包括土体的物理性质（如密度、含水量、孔隙比等）、土体的力学性质（如强度、变形等）、土体的稳定性和土体与水的相互作用等。
2.结构力学：结构力学是研究结构受力和变形的力学学科。
对于土木工程来说，结构力学是研究建筑物、桥梁等结构的受力和变形规律。
主要包括结构的静力学和动力学、结构的受力分析和设计方法等。
3.水力学：水力学是研究液体流动的力学学科，与土木工程相关的主要是研究水流的性质和运动规律，包括流体静力学、流体动力学和水力机械等理论。
4.岩土工程：岩土工程是研究地下岩石和土壤的工程性质和行为的学科。
岩土工程包括地基工程、基础工程和地下工程等方面的内容。
主要包括地质勘察、土壤力学、岩石力学、工程地质学等。
5.建筑材料：建筑材料是土木工程中常用的材料，包括水泥、混凝土、钢筋、砖石、玻璃等。
了解建筑材料的性质和使用方法对于土木工程的设计和施工起着重要的作用。
6.结构设计：结构设计是土木工程中的重要环节，包括建筑物、桥梁等结构的设计。
结构设计需要考虑结构的强度、刚度和稳定性等因素，同时还需要满足安全性、经济性和实用性等要求。
7.施工技术：土木工程的施工技术是指将设计方案转化为实际建设的方法和技术。
施工技术包括土方工程、混凝土施工、钢结构施工、桩基施工等各个方面的工艺和技术。
8.工程管理：工程管理是土木工程中的重要环节，包括项目管理、工程造价管理、施工组织与管理等。
好的工程管理能够保证项目按时、按质、按价完成。
9.环境影响评价：在进行土木工程项目时，需要进行环境影响评价，评估项目对周围环境的影响程度，提出相应的环保措施。
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
土木力学知识点总结初中
土木力学知识点总结初中一、力学基础知识1. 万有引力万有引力是力学领域中的经典力，它遵守牛顿定律，是一种吸引力。
质量和距离都是万有引力大小的因素。
通常记作F=Gm1m2/r^2式中F为万有引力大小，G为万有引力常数，m1和m2分别是两个物体的质量，r为两个物体之间的距禡。
2. 弹力弹力是一种弹簧或者弹簧相似结构所发生的力。
它符合胡克定律，即弹力与弹簧变形的长度成正比。
F=kx式中F表示弹力的大小，k表示弹簧的劲度系数，x表示弹簧的伸长量或者压缩量。
3.摩擦力摩擦力是两个物体相互接触时产生的力，它有静摩擦力和动摩擦力之分。
静摩擦力是物体相对运动前，两物体之间的摩擦力，而动摩擦力是物体相对运动时的摩擦力。
此外，摩擦力的大小还与物体的材质和物体之间的压力等因素有关。
4.动量动量是物体运动的标志，它等于物体的质量和速度的乘积。
动量守恒定律相信，除非有外力作用，两个系统之间的动量不变。
二、受力分析在土木工程中，受力分析是非常重要的基础知识，通过受力分析能够清晰地了解结构体系中各个部件受力的情况，从而指导结构的设计和施工。
1. 三力平衡对于一个力的平衡体系，当所有合力和合力矩都为零时，它就处于平衡状态。
通过三力平衡原理，可以方便地分析和计算结构体系中各个构件的受力情况，为结构设计提供可靠的依据。
2. 受力分析受力分析是指通过受力图等方法对结构中的各个构件受力情况进行分析和计算，以确定结构的受力情况，指导结构设计和施工。
3. 应力和变形在土木工程中，材料的应力和变形是非常重要的参数，通过对材料的应力和变形进行分析，可以了解结构在受力情况下的行为，指导结构的设计和施工。
4. 弹簧刚度弹簧刚度是指系统中的弹簧的硬度。
弹簧刚度是系统的一个重要参数，通过弹簧刚度的分析可以了解系统的特性，指导系统的设计和优化。
三、结构力学结构力学是土木工程中的一个重要分支，它研究结构的受力情况和变形规律，为结构设计和施工提供理论支持和实际指导。
土木工程力学基础(多学时)四单元2直梁弯曲(弯曲强度)
传递至
传
递至
传递至
。
布置作业
阅读： 习题： 预习：
（2）选择合理的截面形状
采用惯性矩I较大的截面形状，如工字形、圆环形、框形等
（3）改善荷载的作用情况
将较大的集中荷载移到靠近支座处，或把一些中力尽量分散。
六．直梁弯曲在工程中的应用
提高梁弯曲强度的措施
减小梁的工作应力的途径—— ①降低最大弯矩值Mmax ②增加截面的抗弯截面系数WZ
六．直梁弯曲在工程中的应用
解： （1）绘制弯矩图 确定梁内最大弯矩：
M max 3kN m
（2）确定截面的抗弯截面系数
Wz
d 3
32
(3)根据弯曲正应力强度条件
Wz
d 3 32
M max
d 3 32M max 3 32 3106 145mm
答：选取梁的直径为150mm。 [ ]
3.14 10
例4-7 原起重量为50kN 的单梁吊车，其跨度=10.5m， 由45a号工字钢制成。而现拟将其重量提高到P=70kN， 试校核梁的强度。若强度不够，再计算其可以承受的起重 量。梁的材料为Q235钢，容许应力［σ］=140Mpa；电 葫芦自重G=15kN，暂不考虑梁的自重。
建筑阳台挑梁受力分析与破坏问题
挑梁的受力特征及破坏形态
1.受力特征：挑梁悬臂部分为负弯矩，梁的上侧受拉， 在设计时，纵向受力钢筋应布置在梁的上侧。 2.破坏形式：挑梁倾覆破坏；挑梁下砌体局部受压破坏。
四．梁的正应力及其强度条件
1.纯弯曲梁横截面上的正应力计算公式 纯弯曲——只有弯矩而无剪力作用的弯曲变形。
高速公路上常见的钢筋混凝土T梁桥
高速公路上常见的钢筋混凝土箱梁桥
简易的矩形竹结构桥
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
力学基础在土木工程中的应用
力学基础在土木工程中的应用土木工程是应用力学的一个重要领域，力学基础的应用对于土木工程的设计、施工和安全保障至关重要。
本文将探讨力学基础在土木工程中的具体应用。
一、结构力学结构力学是土木工程中最基础和核心的学科之一。
它研究结构在外力作用下的受力与变形情况。
土木工程师需要通过结构力学的知识来计算、分析和设计各类建筑物和工程结构的承载能力和稳定性。
力学分析可以帮助工程师评估结构的强度和刚度，并通过优化设计，确保其满足安全和使用要求。
二、材料力学材料力学是土木工程中另一个关键学科，它研究材料的力学性能和材料的应力-应变关系。
在土木工程中经常使用的材料，如钢材、混凝土等，都需要经过强度和刚度的测试来确定其可靠性。
通过材料力学的知识，工程师能够选择合适的材料，并根据材料的性能来设计和施工。
三、土力学土力学是土木工程中专门研究土体力学性质和土壤力学行为的学科。
在土木工程中，土壤是最常见的地基材料。
土力学研究土体的力学行为特性，包括土壤的压缩、剪切和抗拔等性能。
通过土力学的理论和实验研究，工程师能够评估土壤的承载力和变形特性，设计合适的地基结构，确保工程的安全和稳定。
四、流体力学流体力学考察流体在受力情况下的运动与变形。
在土木工程中，流体力学广泛应用于水力学和水资源工程中，以及大型水利工程的设计与施工中。
通过流体力学的分析，工程师能够计算水流的速度、压力和流量等参数，优化工程设计，确保水利工程的安全和高效运行。
五、振动与动力学振动与动力学研究物体在受外力作用下的振动特性和动力学行为。
在土木工程中，考虑到地震和风力等外界因素的影响，结构的抗震和抗风设计至关重要。
通过振动与动力学分析，工程师可以评估结构的动力响应，选择适当的设计方案和防护措施，提高结构的抗震能力和风险防控能力。
总结：力学基础在土木工程中是不可或缺的。
通过结构力学、材料力学、土力学、流体力学以及振动与动力学的应用，土木工程师能够更准确地分析和评估各类工程结构的受力情况，确保工程的安全可靠。
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集中荷载 分布荷载
精品课件
二、新知学习
3 7
2
4
5
1
请你计算均布荷载的力矩
6
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பைடு நூலகம்
二、新知学习 均布荷载力矩的计算
做题步骤： 1、计算均布荷载的大小 2、确定集中力的位置 3、判断转向，确定正负号
MO(q) =- ql
4、确定力臂 5、计算力矩
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(l/2)
二、新知学习
请你计算均布荷载q对A点的力矩
_
3.单位： N·m ,KN·m
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10
二、新知学习
请你画出力臂？ 3
2 4
1
7 5
6
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二、新知学习
一点、二线、三垂直、四标记
d1
力矩的性质
F1
O
d2
F2
（1）当力F的大小等于零，或者 力的作用线通过矩心（即力臂d=0）
时，力矩等于零。
（2）当力沿作用线移动时，不会 改变力对某点的矩。
O
A
B
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8
二、新知学习 实验3
O
A
B
力臂
力对物体的转动效果跟矩心到力的垂直距离有关
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9
二、新知学习
决定物体转动效果的两个因素： 1.力的大小； 2.力臂。
力和力臂的乘积越大，力对物体的转动作用就越大
力矩
力矩MO(F) ：
1.定义：力F和力臂d的乘积叫做力对转动轴的力矩。
2.公式： MO(F) =± F d +
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作业
24
三、整理收获
三个概念 矩心
力臂 力矩
两种荷载 集中荷载 分布荷载
一个公式 Mo(F) Fd
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四、前后呼应
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二、新知学习 请你画出图中各力到轴心O点的力臂
F1
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二、新知学习
2 1
3 请你计算出力矩 7
4
5
6
精品课件
二、新知学习
2、直角尺可绕过A点垂直纸面的轴转动，直
角尺AB边的长度为30cm , BC边的长度为40cm ，
F1=F2=F3=10N ,F1⊥BC ，F2⊥AC ，F3沿着BC的方向 (如
土木工程力学基础
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一、导入新课
如果给我一个支点， 我将撬起整个地球。
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一、导入新课
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一、导入新课
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一、导入新课
力矩
矩心
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二、新知学习
2 1
3 4
7 5
6
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二、新知学习
3 7
2
4
5
1
6
请你说出：力对物体的转动效果跟什么因素有关？
精品课件
二、新知学习 实验2
图 )，则F1，F2，F3对轴A的力矩
MA(F1)=
，
MA(F2)=
，MA(F3)=
。
MO(F) =± F d A●
做题步骤：
F2
1、判断转向，确定正负号
30cm
●
2、确定力臂
B
40cm C
F3
3、计算力矩
F1精品课件
二、新知学习
3 7
2
4
5
请你说出：荷载的分类？
1
6
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二、新知学习
荷载的分类
2 1
3
请你阅读信件 7
4
5
6
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致 我 们 的 勇 士 们：
很高兴你们不畏艰险，一路走来这里， 我们的宝藏不是金银财宝，而是你们一路 走来的各种经历，他将永远追随在你的身 边，给你无穷的能量，想不想知道它有多 大的能量呢？那么就完成下面的测验吧！
P51
2-4（c）（d）（e） 2-5 （b）（d）
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二、新知学习
2 1
3 7
4
5
6
请你运用相关知识完成如下测试
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二、新知学习
1、扳手分别受到F1、 F2、 F3 作用， F2⊥ F3如图所 示。求各力分别对螺帽中心点O 的力矩。已知F1= F2 = F3 =100
N。
2、请你说出均布荷载q对某一点的力矩的做题 步骤
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二、新知学习