建筑力学基础
建筑力学基础知识
建筑力学基础知识一、单项选择题1、静力学的研究对象是（）A、刚体B、变形固体C、塑性体D、弹性体2、材料力学的研究对象是（）A、刚体B、变形固体C、塑性体D、弹性体3、抵抗（）的能力称为强度A、破坏B、变形C、外力D、荷载4、抵抗（）的能力称为刚度A、破坏B、变形C、外力D、荷载5、关于约束反力，下面哪种说法是不正确的（）A、柔索的约束反力沿着柔索中心线作用，只能为拉力B、链杆的约束反力沿着链杆的轴线，可以是拉力，也可以是压力C、固定端支座的约束反力有三个D、可动铰链支座的约束反力通过铰链中心方向不定，用一对正交分力表示6、刚体是指（）A、要变形的物体B、具有刚性的物体C、刚度较大的物体D、不变形的物体7、作用在刚体上的一群力叫做（）A、力偶B、力系C、分力D、等效力系8、有两个力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，则这两个力（）A、一定是二力平衡B、一定是作用力与反作用力C、一定是约束与约束反力D、不能确定9、力的可传性原理只适用于（）A、变形体B、刚体C、任意物体D、移动着的物体10、约束反力以外的其他力统称为（）A、主动力B、反作用力C、支持力D、作用力11、当力垂直与轴时，力在轴上的投影（）A、等于零B、大于零C、等于自身D、小于零12、当力平行于轴时，力在轴上的投影是（）A、等于零B、大于零C、等于自身D、小于零13、当力F与X轴成60°角时，力在X轴上的投影为（）A、等于零B、大于零C、（1/2）D、0.866F14、合力在任一轴上的投影，等于力系中各个分力在同一轴上投影的（）A、代数和B、矢量和C、和D、矢量差15、平面力系的合力对任一点的力矩，等于力系中各个分力对同一点的力矩的（）A、代数和B、矢量和C、和D、矢量差16、作用于刚体的力，可以平移到刚体上的任一点，但必须附加（）A、一个力B、一个力偶C、一对力D、一对力偶17、作用于物体上同一点的两个力可以合成为（）A、一个力B、一个力加一个力偶C、一个力偶D、一个力或一个力偶18、起吊一个重10KN的构件，钢丝绳与水平夹角a为45°，构件匀速上升时，绳的拉力是（）KN图-18A、4.21B、5.06C、6.34D、7.0719、已知图示支架B点有1KN集中力作用，BC杆的内力为（）KN图-19A、1.12B、1.15C、0.5D、2mm,杆②为木杆，A2=20000，P=20KN,则杆①的20、图示结构中，杆①为钢杆，A1=10002应力为（）Mpa.图-20A、10B、15.32C、17.32D、2021、已知F1=F′1=80N，F2=F′2=130N，F3=F′3=100N，d1=70cm、d2=60cm、d3=50cm。
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。
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。
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。
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。
建筑力学基础力矩计算公式
建筑力学基础力矩计算公式力矩是力的作用点到转轴的垂直距离与力的大小的乘积，是描述力偶作用效果大小和方向的物理量。
在建筑力学中，力矩计算是非常重要的，它可以帮助工程师和设计师确定建筑结构的稳定性和安全性。
本文将介绍建筑力学中力矩的计算公式及其应用。
力矩的计算公式是：M = F d。
其中，M代表力矩，F代表作用力的大小，d代表作用点到转轴的垂直距离。
在建筑力学中，力矩的计算可以应用在很多方面，比如计算梁的抗弯强度、墙体的稳定性、柱子的承载能力等等。
下面将分别介绍这些方面的力矩计算。
首先是梁的抗弯强度计算。
梁是建筑结构中常见的承重构件，它承受着垂直于其长度方向的荷载，这时就会产生弯矩。
根据力矩的计算公式，可以得出梁的抗弯强度公式：M = W L^2 / 8。
其中，M代表弯矩，W代表荷载的大小，L代表梁的长度。
通过这个公式，可以计算出梁在承受荷载时的最大弯矩，从而确定梁的尺寸和材料。
其次是墙体的稳定性计算。
墙体是建筑结构中起支撑和分隔作用的构件，它需要承受水平和垂直方向的荷载。
当墙体承受水平荷载时，会产生倾覆力矩，其计算公式为：M = P e。
其中，M代表倾覆力矩，P代表水平荷载的大小，e代表墙体底部到倾覆点的水平距离。
通过这个公式，可以确定墙体的稳定性，从而设计出合适的支撑结构。
最后是柱子的承载能力计算。
柱子是建筑结构中承受压力的构件，它需要承受垂直方向的荷载。
当柱子承受压力时，会产生压力力矩，其计算公式为：M = P L。
其中，M代表压力力矩，P代表压力的大小，L代表柱子的长度。
通过这个公式，可以确定柱子的承载能力，从而设计出合适的柱子尺寸和材料。
总之，力矩计算公式在建筑力学中有着广泛的应用，它可以帮助工程师和设计师确定建筑结构的稳定性和安全性。
通过合理的力矩计算，可以设计出符合要求的建筑结构，保障建筑物的安全和可靠性。
因此，建筑工程中的力矩计算是非常重要的，需要工程师和设计师充分理解和应用。
第01章 建筑力学基础2
十三五职业教育规划教材《建筑力学》
1．柔体约束 用柔软的皮带、绳索、链条
阻碍物体运动而构成的约束叫柔 体约束。这种约束作用是将物体 拉住，且柔体约束只能受拉力， 不能受压力，所以约束反力一定 通过接触点，沿着柔体中心线背 离被约束物体的方向，且恒为拉 力，如图1.14中的力。
十三五职业教育规划教材《建筑力学》
十三五职业教育规划教材《建筑力学》
1．固定铰支座 图1.18(a)是固定铰支座的示意图。构件与支
座用光滑的圆柱铰链联接，构件不能产生沿任何 方向的移动，但可以绕销钉转动，可见固定铰支 座的约束反力与圆柱铰链约束相同，即约束反力 一定作用于接触点，通过销钉中心，方向未定。 固定铰支座的简图如图1.18(b)所示。约束反力如 图1.18(c)所示，可以用FRA和一未知方向角α表 示，也可以用一个水平力FXA和垂直力FYA表示。
杆，由此所形成的约束称为链杆约束。这种约 束只能限制物体沿链杆轴线方向上的移动。链 杆可以受拉或者是受压，但不能限制物体沿其 他方向的运动和转动，所以，链杆约束的约束 反力沿着链杆的轴线，其指向假设。
十三五职业教育规划教材《建筑力学》
十三五职业教育规划教材《建筑力学》
工程上将结构或构件连接在支承物上的装置 ，称为支座。在工程上常常通过支座将构件支承 在基础或另一静止的构件上。支座对构件就是一 种约束。支座对它所支承的构件的约束反力也叫 支座反力。支座的构造是多种多样的，其具体情 况也是比较复杂的，只有加以简化，归纳成几个 类型，才便于分析计算。建筑结构的支座通常分 为固定铰支座，可动铰支座，和固定(端)支》
十三五职业教育规划教材《建筑力学》
3．固定端支座 整浇钢筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌
固在墙中，一端悬空如图1.22(a)，这样的支座 叫固定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向 移动，也不能转动，所以固定端支座除产生水 平和竖直方向的约束反力外，还有一个约束反 力偶(力偶将在第三章讨论)。这种支座简图如 图1. 22(b)所示，其支座反力表示如图1.22(c) 所示。
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。
第一章 建筑力学基本知识
E
F
C
F
D
A
C
D
B
C
D
2.光滑接触面约束
A
A
约束特性: 只能限制物体沿着接触点的公法线方向且指 向物体的运动。 约束反力: 通过接触点、沿公法线方向、指向被约束物体。
Ⅰ A
FA A FA A FA Ⅱ
3. 光滑圆柱铰链约束 约束结构：两个构件上钻同样大小的圆孔，并用同样 大小圆柱销钉穿入圆孔，将两个物体连接起来。
公理3 力的平行四边形法则 作用在物体上同一点的两个力，可合成一个合力， 合力的作用点仍在该点，其大小和方向由以此两力为 边构成的平行四边形的对角线确定。 F2 F2 F2 FR F
R
A
F1 O
A F1
F1
矢量式 代数式
FR F1 F2
FR2 F12 F22 2 F1F2 cos
平衡方程的其他两种形式： ∑FX=0 ∑MA=0 ∑MB=0 ∑MA=0 ∑MB=0 ∑MC=0 三矩式 式中：A、B、C三点不在同一直线上。 二矩式 式中：x轴不与A、B两点的连线垂直。
1.2.3 平面力系平衡方程的几种特殊情况
1.平面汇交力系 ∑FX=0 ∑FY=0 2.平面力偶系 ∑M=0 3.平面平行力系 ∑FY=0 ∑Mo=0
1.3.2 杆件变形的基本形式
1.轴向拉伸或压缩——轴力（N） 2.剪切——剪力（V） 3.扭转——扭矩（T） 4.弯曲——弯矩（M）
1.3.3 轴向拉伸和压缩时的内力
背离截面的轴力——拉力 指向截面的轴力——压力 轴力的正负号规定：拉力为正，压力为负。 画杆件的轴力图时，通常将正值的轴力（拉力）画在上 侧，负值的轴力（压力）画在下侧。
画受力图时，为了避免漏掉力，先画主动力， 再画被动力（约束反力）。 不要漏掉力的名称。
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。
建筑力学基础-建筑力学
力具有大小和方向，表明力是矢量。对于集中力，可以用黑体字 母 F 表示，而用普通字母 F 表示该矢量的大小。可以用一条带箭 头的直线段将力的三要素表示出来，如图1.1所示。线段的长度 按一定的比例尺表示力的大小；线段的方位和箭头的指向表示力 的方向；线段的起点（或终点）表示力的作用点；通过力的作用 点沿力的方向画出的直线，称为力的作用线。
图1.8 三力平衡汇交图
应当指出，三力平衡汇交定理只说明了不平行的三力平衡的必要 条件，而不是充分条件。它常用来确定刚体在不平行三力作用下 平衡时，其中某一未知力的作用线。
1.2.4 作用与反作用定律
两个物体之间的作用力与反作用力总是同时存在，而且大小相等、 方向相反、沿同一直线且分别作用在这两个物体上。
建筑力学基础
1.1 力的性质 1.2 四个公理 1.3 荷载及分类 1.4 约束与约束反力 1.5 物体的受力分析与受力图 1.6 结构的计算简图 1.7 平面杆系结构的分类 1.8 杆件的基本变形
教学目标
熟悉力、平衡的概念及力的性质；了解力在直角坐标轴上的投影、 静力学公理、荷载及其分类；熟悉工程中常见的几种约束，掌握 其约束反力的画法，能正确画出单个物体及物体系的受力图；了 解结构的计算简图、杆系结构的分类、杆件的基本变形。
作用在刚体上的两个力，使物体保持平衡的充要条件是：这两个 力大小相等、方向相反且共线。
上述的二力平衡公理对于刚体是充要的，而对于变形体则只是必 要的，而不是充分的。如图1.2所示的绳索的两端若受到一对大 小相等、方向相反的拉力作用可以平衡，但若是压力则不能平衡。
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。
力学基础—计算简图(建筑力学)
A FAy
A
FP
a
a
A
角度 不变
MA
FAx MA
FAy
（3）组合结点（又称不完全铰结点或半铰结点）：在 同一结点上，部分刚结，部分铰结。
组合结点 A
4、支座的简化
（1）可动铰支座（链杆支座）：一个支反力，支反力 沿链杆轴线，或指向物体（压力）或背离物体（拉力）
4、支座的简化
（2）固定铰支座
厂房——空间结构
平面结构
上部：桁架 下部：刚架
钢木混合屋架计算简图
钢筋混凝土现浇整体式框架计算简图
杆件结构的计算简图
厂房排架计算简图
杆件结构的计算简图 屋架计算简图
1.5杆件结构的计算简图
一、结构的计算简图
实际结构是很复杂的，完全按照结构的实际情况 进行力学分析，既不可能，也无必要。结构的计算简 图是力学计算的基础，极为重要。
在结构计算中，经过科学抽象加以简化，用以代 替实际结构的计算图形，称为结构的计算简图。
二、选取的原则及要求
选取的原则是：一要从实际出发，二要分清结构的主次。 选取的要求是：既要尽可能正确反映结构的实际工作状 态，又要尽可能使计算简化。
三、实际杆件结构的简化
1、平面简化 实际工程结构都是空间结构，在大多
数情况下，常可忽略一些次要的空间约束 而将其分解为平面结构，使计算得到简化。 本书主要讨论平面杆件结构的计算问题。
结构体系的简化
空间结构
2、杆件简化 无论是直杆或曲杆，均可以其轴线（截
面形心的连线）代替杆件，而将杆轴线形成 的几何轮廓来代替原结构。
3、结点简化
理想结点代替杆件与杆件之间的连接。
（1）铰结点：其变形特征和受力特点是，汇交于结点 的各杆端可以绕结点自由转动，即各杆端之间的夹角可 任意改变。在铰结点处，只能承受和传递力（轴力和剪
建筑力学基础
剪切
弯曲
13
小结
概念：构件、强度、刚度、稳定性
任务：研究构件的强度、刚度、稳定性，为工程设 计提供理论依据和计算方法。
可变形固体与刚体：
四个基本假设：
对象：弹性范围内，均匀、连续、各向同性、小变 形的等直杆
四个基本变形：拉压、剪切、扭转、弯曲
14
第2章 静力学基本概念
§2-1 力的概念 §2-2 力矩与力偶 §2-3 力的平移 §2-4 约束与约束反力 §2-5 物体的受力分析 §2-6 结构计算简图
合力R 的方向余弦
co R x sF x,co R y sF y,c o R z sF z
RR
RR
RR
33
§2-2 力矩与力偶
2-2-1力对点之矩（力矩）
力矩作用面
两个要素：
1.大小：力F与力臂的乘积
2.方向：转动方向
M F F h 0
M F r F 0
34
2-2-2 力偶
的受力图。
54
解：1.杆AB 的受力图。 2. 活塞和连杆的受力图。
B
FBA
y
E
A
D
FA
F
B
A
C
l
l
3. 压块 C 的受力图。
y
FCB
C FCx x
FAB
B
x
FBC
FCy
55
思考题
Q A
F1、F2、F3 如图。
F1 A
F2 F3
F1 A
B F2 C
R D F3
x
(a)
(b)
31
各力在x 轴上投影：
F1x ab F2x bc F3x dc
建筑力学基础知识
一、轴向拉（压）杆的纵向、横向变形
a1
l
a
l1
纵向变形: ⊿l = l1- l 横向变形: ⊿a = a - a1
杆件的纵向变形量 ⊿l 或横向变形量 ⊿a，只 能表示杆件在纵向或横向的总变形量，不能说明 杆件的变形程度。
单位长度的纵向变形
ε称为纵向线应变，简称线应变。ε的正负号 与⊿l 相同，拉伸时为正值，压缩时为负值；ε是 一个无量纲的量。
等效力系—指两个力(系)对物体的作用效果完全相同。
平衡力系—力系作用下使物体平衡的力系。
合力与分力—若一个力与一个力系等效。则该力称为 此力系的合力，而力系中的各个力称为该合力的一个 分力。
刚体—在力作用下不产生变形或变形可以忽略的物体 。
绝对的刚体实际并不存在。
平衡— 一般是指物体相对于地球保持静止或作匀速直 线运动的状态。
拉压杆中唯一内力分量为轴力其作用线垂直于横截面沿 杆轴线并通过形心。 通常规定：轴力使杆件受拉为正，受压为负。
泊松比μ是一个无量纲的量。它的值与材料 有关，可由实验测出。
泊松比建立了某种材料的横向线应变与纵向 线应变之间的关系。
由于杆的横向线应变ε′与纵向线应变ε总是正 、负号相反，所以
ε′= -με
三、胡克定律 实验表明：工程中使用的大部分材料都有一
个弹性范围。 在弹性范围内， 杆的纵向变形量 ⊿ l 与杆所受的轴力FN，杆的原长 l 成正比，而 与杆的横截面积 A 成反比
F
第二节 剪切的实用计算
通常情况下，连接件的受力和变形都比较复 杂，在实际工程中常采用以实验及经验为基础的 实用计算法。
在剪切的实用计算中，假定切应力在剪切面 上是均匀分布的。
建筑力学基础知识
建筑力学基础知识
建筑力学是一门研究建筑结构和材料如何应对内外部作用力和机械内力的工程学科，它研究建筑物的静态力学和振动力学。
它的基本目的是确定满足设计或结构要求的最佳构形，并使该结构具有最小的材料消耗量和最小的变形程度。
建筑力学关注建筑物结构的支撑以及绝缘性、抗震性和耐候性能，并研究结构受外部环境影响的方式。
建筑力学的基本原理主要是外力学，包括力学、地震学、气动学等。
力学包括力的向量运动学和变形学，它研究结构受外界力作用后的变形，强度及其稳定性问题。
地震学则是研究建筑物在地震作用下的变形、破坏及其稳定性的学科。
气动学则是研究建筑物在气动作用下的变形、破坏及其稳定性的学科，主要分析受风及液态压力等气体流体作用力。
建筑力学技术用于解决建筑物安全、牢固性以及延展性能评价、建筑物稳定性改善以及结构加固等问题。
它还使用一些工具，如结构仿真和结构计算机软件来计算结构的性能、稳定性和可靠性，以及设计结构并研究结构的可持续性。
建筑力学是建筑设计的基础，它也是工程所能利用的最重要的知识，它能够帮助工程师实现设计的目标，提高建筑结构的结构性、安全性和可延伸性等，从而实现设计最优化。
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建筑力学基础课程性质《建筑力学》，主要介绍力学的基本公理与概念，平面杆件的变形和内力计算以及结构内力计算及结构受力分析等方面的知识。
建筑力学第一章静力学第一节静力学基本概念及公理第二节约束和约束反作用力第三节汇交力系第四节力偶及力偶矩第五节平面一般力系第二章材料力学第一节材料力学主要研究对象的几何特征第二节杆件变形的基本形式第三节变形的内力第三章结构力学第一节杆件结构力学的研究对象和任务第二节杆件结构的计算简图第三节平面杆件结构的分类第四节体系的几何组成分析第五节几何组成分析的步骤和举例第六节静定结构和超静定结构第一章静力学教学目标：掌握静力学基本概念；了解约束和约束反作用力第一节静力学基本概念及公理静力学（statics ）研究物体在力系作用下处于平衡的规律。
一、平衡的概念：平衡是指物体相对于地球静止或作匀速直线运动。
二、刚体的概念：刚体是在任何情况下保持其大小和形状不变的物体。
三、力的概念：力对物体的效应表现在物体运动状态的改变和变形。
力对物体的效应取决于以下三个要素：（1）力的作用点；（2）力的方向; （3）力的大小在国际单位制中：力的大小的单位为牛顿（N）o目前工程实际中采用的工程单位制，其力的单位为公斤（kgf）o1 kgf=9.80665 N四、静力学公理（一）公理一（二力平衡公理）作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要与充分条件是：此两力大小相等、指向相反且沿同一作用线。
（二）公理二（加减平衡力系公理）在作用于刚体上的任意一个力系中，加上或去掉任何一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
此公理只适用于刚体，而不适用于变形体。
（三）公理三（力的平行四边形法则）作用于物体上同一点的两个力，可以合成为作用于该点的一个合力，它的大小和方向由这两个力的矢量为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示（见下左图）。
亦可用右下图所示的力三角形表示，并将其称为力三角形法则。
合力R与分力F1、F2的矢量表达式为R=F1+F2（四）公理四（作用和反作用定律）两物体间的相互作用力，总是大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。
力总是成对出现的。
作用力与反作用力并非是作用在同一物体之上的，而是铰链约束限制物体沿径向的位移， 故其约束力在垂直于销钉轴线的平面内分别作用于不同的两个物体之上的（五）公理五（刚化公理）若可变形体在已知力系作用下处于平衡状态，则可将此受力体视为刚体， 其平衡不受影响。
若变形体处于平衡状态，则作用其上的力系一定满足刚体静力学的平衡条 件。
第二节约束和约束反作用力物体受到约束时，物体与约束之间相互作用着力，约束对被约束物体的作 用力称为约束反力，简称约束反力或反力。
几种常见的约束类型：1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿绳索背离 物体。
3光滑圆柱铰链约束用销钉连接两个钻有相同大小孔径的构件构成铰链约束。
如其中一构件作为支座被固定，则称为铰链支座。
2.光滑接触面的约束（光滑指摩擦不计）约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体。
并通过销钉中心。
由于该约束接触点位置不能予先确定，约束力方向也不能确定，常以两个正交分量厂-和‘I表示在分析铰链约束力时，通常将销钉固连在某个构件上，简化成只有两个构件的结构。
4球形铰链约束图（a）所示的圆球和球壳的连接构成球铰约束。
此类约束限制构件的球心沿任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，常用图（b）所示的三个正交分量表示。
滚动支座的约束性质与光滑面约束相同，其约束力垂直于支承面，通过销钉中心，如图（c）所示6.双铰链刚杆连接双铰链刚杆（不计自身重量）连接上图所示。
这种刚杆（直杆或弯杆）常被用来作为拉杆或支撑，而借两端的铰链连接两个物体（在平面情形中用轴线彼此平行的两个圆柱铰链。
5锟轴铰链支座该约束由在铰链支座与光滑支承面间安装几个辊轴构成，束。
其构造及简图如下图（a）（b）所示。
亦称辊轴支座约上图中双铰刚杆BC对于物体A的反力是由铰链C传至铰链刀，因此它必须同时通过铰链B和C的中心。
为证实这一结论，只须单独考察双铰刚杆本身的平衡，它是仅受两个力作用而平衡的物体（二力构件），这两个力分别作用在两铰链的中心，而根据公理一，这两个力的作用线必须沿着这两个铰链中心的连线。
显然，与这两个力相应的反作用力，即刚杆BC对于两端所连物体的反力，必定也是沿这连线。
刚体既能受拉又能受压，因此，双铰刚杆连接能同时起前面第一类与第二类简单约束的作用，既能受拉，又能受压，这样的约束称为双面约束。
当然，单个铰链也是双面约束。
在实践中，如果不能事先肯定约束力是拉力还是压力，那末为了确保平衡，就得用双铰刚杆代替有关绳索或支承面。
如何将实践中所遇到的约束化简并估计其反力的特征，这是一个重要的，然而有时也可能是相当困难的问题。
必须具体地分析每个问题的条件。
但是，对于一般的问题，上述几种约束模型已有足够普遍的适用性。
7.分离体和受力图确定物体受了几个力，每个力的作用位置和方向，这一分析过程称为物体的受力分析。
为了清晰地表出物体（即研究对象）的受力情况，需将其从约束中分离出来，单独画出它的简图，这一步骤称为解除约束、取分离体。
在分离体上表示物体受力情况的简图称为受力图。
画受力图的步骤可概括如下：★根据题意选取研究对象，并用尽可能简明的轮廓把它单独画出，即取分离体。
★画出作用在分离体上的全部主动力。
★根据各类约束性质逐一画出约束力第二章材料力学第一节材料力学主要研究对象的几何特征材料力学所研究的主要构件从几何上多抽象为杆，且大多数抽象为直杆第二节杆件变形的基本形式作用在杆上的外力是多种多样的，杆件相应产生的变形也有各种形式。
经过分析，杆的变形可归纳为四种基本变形的形式，或是某几种基本变形的组合。
四种基本变形的形式计有：1 .拉伸或压缩（tension and compression）这类变形是由大小相等、方向相反，作用线与杆件轴线重合的一对力所引起的，表现为杆件的长度发生伸长或缩短，杆的任意两横截面仅产生相对的纵向线位移。
图（a）表示一简易起重吊车，在载荷P的作用下，AC杆承受拉伸而BC杆承受压缩，图（b）、（c）。
此外起吊重物的吊索、桁架结构中的杆件、千斤顶的螺杆等都属于拉伸或压缩变形。
2.剪切帥ear）这类变形是由大小相等、方向相反、作用线垂直于杆的轴线且距离很近的一对横力引起的，其变形表现为杆件两部分沿外力作用方向发生相对的错动。
图（a）表示一铆钉连接，铆钉穿过钉孔将上下两板连接在一起，板在拉力P作用下，而铆钉本身承受横向力产生剪切变形，（图（b））机械中常用的连接件如键、销钉、螺栓等均承受剪力变形。
3 .扭转（torsion）这类变形是由大小相等，转向相反，两作用面都垂直于轴线的两个力偶引起的，变形表现为杆件的任意两横截面发生绕轴线的相对转动（即相对角位移），在杆件表面的直线扭曲成螺旋线。
左图（a）所示的汽车转向轴AB在运动时发生扭转变形。
此外汽车传动轴、电机与水轮机的主轴等，都是受扭转的杆件。
4.弯曲（bending）这类变形是由垂直于杆件的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小相等、转向相反的力偶所引起的，表现为杆的轴线由直线变为曲线。
右图（a）所示的机车轮轴所产生的变形即为弯曲变形。
工程上，杆件产生弯曲变形是最常遇到的，如桥式起重机的大梁、各种传动轴、船舶结构中的肋骨等都属于弯曲变形杆件。
机械中的零部件大多数同时承受几种基本变形，例如机床的主轴工作时承受弯曲、扭转与压缩三种基本变形的组合，钻床主柱同时承受拉伸与弯曲变形的组合，这种情况称为组合变形。
我们先依次分别讨论杆件在四种基本变形下的强度和刚度，然合再讨论组合变形时的强度和刚度问题。
第三节变形和内力荷载和支座反力都是作用在构件外部的力，称为外力，这是的平衡就是外力之间的相互平衡。
微笑的变形既是不容易察觉有可能是正常工作所允许的，过大的变形就是构件安全工作所不允许的了。
建筑结构的构件在工作时，变形情况一般归纳为下面几种形式：一、轴向拉伸和压缩变形1.1、轴向拉伸与压缩的概念工程范例：吊车梁的拉杆、吊运重物的钢丝绳、绗架杆件、柱受力特征：作用于杆上的外力或其合力的作用线沿着杆件的轴线。
变形特征：杆件主要产生轴向伸长（或缩短），受力简图如图1所示。
图1轴向拉伸与压缩受力和变形示意图1.2、轴向拉伸和压缩时的内力、轴力图（1）内力的概念：物体内部一部分与另一部分的相互作用力，构件受到外力作用的同时，在内部产生相应内力（外力作用引起的内力改变量）。
在外力作用下构件发生变形，构件内部相邻各质点间沿力作用方向的相对位置发生变化，同时构件各质点之间产生附加内力（简称内力），其作用是力图使各质点恢复其原始位置。
（2）内力的计算方法一截面法：截面法是材料力学研究内力的一个基本方法，其步骤如下：a）截开：在需求内力的截面处，将构件假想截分为两部分；b）代替：任取一部分为研究对象，弃去另一部分，并以内力代替弃去部分对留下部分的作用；c）平衡：对留下部分建立平衡方程，求出该截面的内力。
（3）拉压杆横截面上的内力特点：其作用线与杆轴线重合，称为轴力，用N表示。
轴力N的正负号规定，以拉力为正，压力为负。
（4 ）轴力图：表示沿杆件轴线各横截面上轴力变化规律的图线，轴力图以平行于杆轴线的x轴为横坐标，表示横截面位置，以N轴为纵坐标，表示横截面上的轴力值。
二、剪切变形2.1工程中的剪切问题在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。
例如：螺栓、铆钉、键、销等。
连接件虽小，起着传递载荷的作用。
受力特点：作用在构件两个相对侧面的横向外力的合力大小相等、方向相反、作用线相距很近。
变形特点：构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。
2.2剪切的实用计算根据构件的破坏可能性，米用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。
（1）剪切的实用计算剪切面、剪力、剪应力名义切应力：假定剪切面上的切应力均匀分布，可得切应力t为：相应剪切强度条件为:= *[.] A式中：Q 为剪切面上的内力一剪力； A 为剪切面的面积；［］为许用切应力（2）挤压的实用计算挤压：构件局部面积的承压现象挤压力：在接触面上的压力，记 P 。
挤压面积：接触面在垂直P 方向上的投影面的面积假设挤压应力在有效挤压面上均匀分布。
挤压强度条件为：三、弯曲变形工程实际中的弯曲问题（1） 弯曲的概念弯曲：在通过轴线的平面内，杆受垂直于轴线的外力或外力偶的作用时， 轴线弯曲成为曲线，这种受力形式称为弯曲。
梁：以弯曲变形为主的构件通常称为梁。
纵向对称面：通过梁轴线和截面对称轴的平面。
平面弯曲：杆发生弯曲变形后，轴线仍然和外力在同一平面内或者平行。