建筑力学

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力学根据不同的分类方法,具有不同的分类,例如:根据发现时间,可以包括经典力学、量子力学; 根据学科分类,可以包括一般力学与力学基础、固体力学、流体力学、工程力学;根据研究的介质是否 连续,可以包括连续介质力学、非连续介质力学;在土木工程中可以包括,理论力学、材料力学、结构 力学;等。
力学的各个分类之间既有相同又有差别,建筑力学直接来源于土木工程三大力学:理论力学、材料 力学、结构力学,节选了三大力学中的部分内容。其中:
作用在构件上的外力如果作用面面积远远小于构件尺寸,可以简化为集中力。 作用在构件上的外力如果作用面面积相对较大而不能简化为集中力时,应简化为分布力。
力的三要素是力对物体的作用效果。取决于:力的大小、方向与作用点。
2.2 静力学的定律和原理
公理一 (二力平衡公理)要使刚体在两个力作用下维持平衡状态,必须也只须这两个力大小相 等、方向相反、沿同一直线作用。
Mechanics is an area of science concerned with the behavior of physical bodies when subjected to forces or displacements, and the subsequent effects of the bodies on their environment.-Wikipedia
刚体——在运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置不变的物体。绝 对刚体实际上是不存在的,只是一种理想模型,因为任何物体在受力作用后,都或多或少地变形, 如果变形的程度相对于物体本身几何尺寸来说极为微小,在研究物体运动时变形就可以忽略不计。 把许多固体视为刚体,所得到的结果在工程上一般已有足够的准确度。但要研究应力和应变,则须 考虑变形。由于变形一般总是微小的,所以可先将物体当作刚体,用理论力学的方法求得加给它的 各未知力,然后再用变形体力学,包括材料力学、弹性力学、塑性力学等的理论和方法进行研究。
理论力学主要研究质点的作用力(即静力学);质点的运动轨迹、速度、加速度(即运动学);质 点的作用力与运动之间的关系(即动力学)。
材料力学主要研究单一杆件的拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲的力学分析(即);单一杆件的拉伸、 压缩、剪切、扭转、弯曲的变形分析(即刚度);单一杆件的受压稳定(即稳定性)。
结构力学主要研究若干杆件静定结构、超静定结构的内力、位移计算。
公理二 (加减平衡力系公理)可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的 力,而不改变原力系对刚体的作用。
推论 (力在刚体上的可传性)作用于刚体的力,其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移 动,而不改变它对该刚体的作用。
静力学(静力学公理、刚体受力分析、平面力系、空间力系)。 建筑结构的类型和计算简图。 结构的几何构造分析。 单一杆件应力、应变分析(拉伸、压缩、弯曲)。 静定结构(梁、刚架、桁架)内力计算(轴力、剪力、弯矩)、位移计算(荷载作用、温度变化、 支座移动)。 超静定结构内力计算、位移计算(力法、位移法)。 压杆稳定。Fra bibliotek 教材和参考书籍:
教材: 吕令毅,吕子华.建筑力学(第二版).北京:中国建筑工业出版社,2010. 参考书籍: [1] 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学(Ⅰ,Ⅱ)(第7版).北京:高等教育出版社,2009. [2] 刘鸿文.材料力学(Ⅰ,Ⅱ)(第5版).北京:高等教育出版社,2011. [3] 龙驭球,包世华,袁驷.结构力学(Ⅰ,Ⅱ)(第3版).北京:高等教育出版社,2001. [4] 《建筑结构静力计算手册》编写组.建筑结构静力计算手册(第二版).北京:中国建筑工业出版 社,1998. [5] S. P. Timoshenko, D. H. Young. Theory of Structures (2nd edition). New York: Mcgraw-Hill College, 1965.
5 建筑力学的学习方法:
课前预习、课后复习。 课上认真听讲、积极思考。 独立、认真、按时完成作业。 阅读土木工程专业力学参考书。
6 建筑力学的作用:
为后续建筑结构等课程提供基础。 注册建筑师考试中涉及。 土木、机械类硕士研究生考试中涉及。 为工作中建筑结构设计、分析打下基础。
7 出勤、作业、考试、答疑、成绩:
出勤:应严格按照学校规定执行,严禁迟到、早退。 作业:每节课课后布置,独立、认真、按时完成,在下节课课前提交。 考试:包括期中考试、期末考试,考试范围为课堂所讲内容。 答疑:对于普遍存在的疑问,采用课上统一讲解的方式;对于个别提出的疑问,采用课下时间讲解, 或通过邮箱、电话等方式解答。 成绩:根据出勤、作业、考试等因素综合评定。
第二章 静力学基础
2.1 力的概念
力是物体间相互的机械作用。 力具有大小和方向,所以说力是矢量,可以用一带箭头的直线段将力表示出来。
力的国际单位是牛顿(N)或千牛顿(kN)。
质点——就是有质量但不存在体积或形状的点,是物理学的一个理想化模型。在物体的大小和 形状不起作用,或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时,我们近似地把该物体看作是一个只具 有质量而其体积、形状可以忽略不计的理想物体,用来代替物体的有质量的点称为质点。
1 力学/ Mechanics
力学/ Mechanics,不同的专家学者、科研机构给出了不同的定义,以下选取百科、Wikipedia中 的定义。
力学是一门独立的基础学科,是有关力、运动和介质(固体、液体、气体和等离子体),宏、细、 微观力学性质的学科,研究以机械运动为主,及其同物理、化学、生物运动耦合的现象。-
2 建筑力学的先修和后续课程:
建筑力学是为大学本科建筑学专业开设的一门专业课,以高等数学、建筑制图等课程为基础,为后 续建筑结构(混凝土结构、钢结构、地基基础、建筑结构抗震)等课程提供基础。
3 建筑力学的研究对象:
对常见建筑工程结构(梁、刚架、桁架、组合结构、拱)进行力学设计计算、分析研究。
4 建筑力学的主要内容:
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