(完整版)土木工程力学基础
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。
土木工程力学PPT课件
03第 3 节
平衡与平衡定理
第2章 力学基础知识
第16页/共52页
第 2 节 力矩与力偶
一、二力平衡与二力杆件
❖ 平衡：是指物体相对于地球处于静止或作等速直线运动状态。物体不是在任何力系作用下都能 处于平衡状态的，只有力系满足平衡条件时，物体才能处于平衡状态。 ❖二力平衡定理：使物体处于平衡状态两个力大小相等、方向相反，作用线共线。 ❖二力杆：工程上，将结构中只在两点受力而处于平衡状态的杆件称为二力杆件，简称二力杆。
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。 （3） 在脱离体上画出全部约束力。 （4） 画出尺寸线，标上尺寸。
第 1 节 力的概念与力的基本性质
四、力的合成与分解
等效力系
如果某一力系对物体产生的效应，可以用另一个力系来代替，则这两个力系 互称为等效力系。
力的合成与分解
当一个力与另一个力系等效时，则该力称为这个力系的合力；而该力系中的 每一个力称为分力；反过来，把一个力分解成两个力，称为力的分解。
力的平行四边形法则
第6页/共52页
02第 2 节
力矩与力偶
第2章 力学基础知识
第7页/共52页
第 2 节 力矩与力偶
一、力对点之矩
❖力矩：
概念：用F与d的乘积，再冠以正负号来表示力使物体绕O点转动的效 应，并称为力F对O点之力矩，简称力矩，以符号MO（F）表示，即
(完整版)土力学与地基基础试题及答案
第一部分选择题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1．在土中对土颗粒产生浮力作用的是 ( )A．强结合水 B．弱结合水C．毛细水 D．重力水2．评价粘性土软硬状态的物理指标是 ( )A．含水量 B．孔隙比C．液性指数 D．内聚力3．淤泥质土是指 ( )A．w> w P，e≥1.5的粘性土B．w> w L，e≥l.5的粘性土C．w> w P，1.O≤e <1.5的粘性土D．w> w L，1-O≤e<1.5的粘性土4．基底附加压力式中d表示 ( )A．室外基底埋深 B．室内基底埋深C．天然地面下的基底埋深 D．室内外埋深平均值5．为了方便比较，评价土的压缩性高低的指标是 ( )A．a1-2B．a2-3D．a2-4C. a1-36．原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的 ( ) A．液化指标 B．强度提高系数C．固结系数 D．灵敏度7．作用在挡土墙上的土压力，当在墙高、填土物理力学指标相同条件下，对于三种土压力的大小关系，下列表述哪项是正确的？ ( )A. E a <E P <E0B. E P < E0< E aC．E a <E0< E P D．E0< E a < E P8．刚性基础台阶允许宽高比的大小除了与基础材料及其强度等级有关外，还与 ( ) A．基底压力有关 B．地基土的压缩模量有关C．基础的底面尺寸有关 D．持力层的承载力有关9．确定地基承载力的诸方法中，最可靠的方法是 ( )A．动力触探 B．静载荷试验C．经验公式计算 D．理论公式计算10.砂井预压法处理地基中，砂井的作用是 ( )A．与土形成复合地基一起承载 B．加快土层的排水固结C．挤密土体 D．施工中使土振密第二部分非选择题二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。
《土木工程力学》第1章
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3.平面力偶系的合成 平面力偶系的合成
M1 M2 F1=F1'=M1/d F'1 F2 d B A F1 F'2 F2=F2'=M2/d F'R d B FR
A
M=FRd=(F1－F2)d = M1+M2 若有 n个力偶作用于物体的某一平面内，这种力系称为平面力 偶系。可合成为一合力偶，在同一个平面内的力偶可以进行代数运 算，合力偶的矩等于各分力偶矩的代数和，即
第1章 静力学分析基础
第1节 力和力偶 节 第2节 受力分析基础 节
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一、力 1. 力的概念
第1节
力和力偶
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）。 平动效应 运动效应 力的效应 变形效应 大小 方向 作用点 牛顿（ ） 牛顿（N） 千牛（ ） 千牛（kN） 1kN =103N
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F1
四、力偶
1.力偶的概念 力偶的概念
组成力偶的两个力F、F'所在的平面称为力偶的作用面 力偶的作用面，力偶 力偶的作用面 的两个力作用线间的垂直距离d称为力偶臂 力偶臂。 力偶臂
MO(F)+ MO(F')=-Fx+F'(x+d)=Fd
这一结果与O点的位置无关。因此，将力偶的力F与力偶臂d的乘 积冠以适当的正负号，作为力偶对物体转动效应的度量，称为力 力 偶矩，用M表示，即 偶矩
FR=F1+F2+…+Fn=∑F （1-1） 作用于物体上同一点的n个力组成的力系，采用两两合成的 n个交于一点的力所组成的力系 ， 可以合成为一个合力， 合 个交于一点的力所组成的力系， 可以合成为一个合力， 个交于一点的力所组成的力系 方法，最终可合成为一个合力FR。 力的大小、方向等于原力系中各力的矢量和， 力的大小、方向等于原力系中各力的矢量和，其作用线通过原力
(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。
土木工程基础知识详解
土木工程基础知识详解土木工程是一门应用科学，涉及到建筑、结构、水利等方面的知识。
在这篇文章中，我将详细解析土木工程的基础知识，包括土壤力学、结构力学和水利工程等方面。
一、土壤力学土壤力学是土木工程中的重要组成部分，它研究土壤的力学性质和行为。
土壤力学的基本概念包括土壤的重度、含水量、孔隙比、压缩性等。
重度是指单位体积土壤的重量，它直接影响土壤的承载能力和稳定性。
含水量是指土壤中水分的含量，对土壤的强度和固结性能有重要影响。
孔隙比表示土壤中孔隙的体积与总体积之比，它反映了土壤的密实程度。
压缩性是指土壤在受到外力作用下的变形性能，包括压缩和膨胀两个方面。
在土壤力学中，还有一些重要的理论和方法，如有效应力原理、孔隙水压力、固结和沉降等。
有效应力原理是指土壤中有效应力与孔隙水压力之间的关系，它是土壤力学分析的基础。
孔隙水压力是指土壤中水分所产生的压力，它对土壤的稳定性和渗透性有重要影响。
固结是指土壤在受到外力作用下的体积变化过程，沉降是指土壤在固结过程中的下沉现象。
二、结构力学结构力学是土木工程中研究结构受力和变形的学科，它主要涉及到静力学、弹性力学和塑性力学等方面。
静力学是研究物体静止时的力学性质，它对于设计和分析结构的稳定性和安全性有重要意义。
弹性力学是研究物体在受力作用下的弹性变形和应力分布规律，它对于结构的设计和材料的选择至关重要。
塑性力学是研究物体在受力作用下的塑性变形和应力分布规律，它对于结构的强度和稳定性有重要影响。
在结构力学中，还有一些重要的理论和方法，如梁的弯曲、柱的稳定和桁架的分析等。
梁的弯曲是指梁在受到弯矩作用下的变形和应力分布，它是结构设计和分析中经常遇到的问题。
柱的稳定是指柱在受到压力作用下的稳定性分析，它对于结构的安全性和稳定性至关重要。
桁架是一种常见的结构形式，它的分析和设计需要考虑到力学平衡和材料强度等因素。
三、水利工程水利工程是土木工程中研究水资源的开发、利用和管理的学科，它涉及到水文学、水力学和水资源规划等方面的知识。
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》第一章 静力学
均布荷载
非均布荷载
线荷载集度q：作用在单位长度上荷载的大小。
(N/m,kN/m)
大小——待定
约 束
方向——与该约束所能阻碍的Leabharlann 移方向相反力 作用点——接触处
工程上常见的约束 1 、柔索约束
柔索对物体的约束力沿着柔索中心线且为拉力， 用 表F示T 。
胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。
2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系 等效代替一个复杂力系。
3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平 衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题 。
第1章 静力学公理和物体的受力分析
§1-1 静力学公理
公理1：力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力，可以合成为 一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小 和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对 角线确定，如图所示。
解：绳子受力图如图（b）所示
梯子左边部分受力 图如图（c）所示
梯子右边部分受力 图如图（d）所示
整体受力图如图（e）所示
提问：绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什 么在整体受力图没有画出？
空间汇交（共点）力系 空间平行力系 空间力偶系 空间任意力系
平衡：物体在力的作用下相对于惯性参考系保持静 止或作匀速直线运动的状态。
在一般工程问题中，所谓平衡则是指相对于地 球的平衡，特别是指相对于地球的静止。
平衡力系：如果一个力系作用于某物体而使其保 持平衡状态，则该力系称为平衡力系。
平衡条件：一个力系必须满足某些条件才能使物 体保持平衡状态，则这些条件称为平衡条件。
球铰链对物体的约束力通过球窝中心，方向不 定。通常将它分解为三个互相垂直的分力。
总结
土木工程力学基础单元四
单元四直梁弯曲一、填空题1．以（）为主要变形，其轴线为直线的构件叫做直梁。
直梁弯曲的内力分别是（）和（），计算内力的基本方法是（）。
2.根据支座的约束情况，工程上将单跨静定简单梁划分为三种基本形式（）、（）和（）。
3.轴向拉压杆的内力叫做（），梁的内力有两个，分别叫做（）和（）。
求解内力的基本方法是（）。
4.从某截面截开梁后，梁的左段和右段的内力是（）力的作用关系。
5.梁上只有集中力作用时，在梁的无荷载作用区，剪力图是（），弯矩图是（）；集中力作用处：剪力图发生突变，突变的绝对值等于（）；弯矩图形（）；集中力偶作用处：剪力图：（），弯矩图（）；梁的某段有向下的均布荷载，则剪力图（），弯矩图（）。
6.画梁的内力图时，习惯上将正剪力画在横坐标轴的（），负的剪力画在横坐标轴的（）；而把弯矩画在（）一侧。
其目的是为了便于在混凝土梁中配置（）。
7.绘制梁的内力图往往先找出梁的控制截面，梁的控制截面有（）、均布荷载的（）截面，集中力包括中间的（）及集中力偶作用的截面，（）截面。
8.具有对称性的梁，其剪力图（），弯矩图（）。
9.平面弯曲梁的内力图包括（）和（）。
10.梁的横截面上，离中性轴越远的点，其正应力越（）；某横截面上的弯矩越大，该处梁的弯曲程度就越（）。
11.梁弯曲的正应力，沿截面高度呈（）规律，中性轴上各点的正应力为（），上下边缘处的点的正应力为（）.12.弯曲变形的梁，（）所在的截面为危险截面，该截面上距中性轴最远边缘处的正应力（），该点称为（）。
13.W Z叫做梁的（）。
截面尺寸为bXh的矩形梁的W Z==（），直径为a的圆形截面梁，W Z==（），变长为a的正方形截面梁，W Z==（）。
离中性轴越远，抗弯截面系数就越（），截面的抗弯能力就越（）。
14.梁发生弯曲变形时，梁内有一层既不能伸长也不缩短，既不受拉也不受压，这一次层称为（）。
15.方向向下的满跨均布荷载q作用下的悬臂梁，其跨度为L，则梁的最大挠度发生在（），其值为（）。
土木工程力学基础课件
评估地基的承载能力，确保其能够承受建筑物和车辆等载荷。
地基承载力
预测地基的沉降量，防止因不均匀沉降导致的结构破坏。
地基沉降
进行详细的地质勘查，了解地基土的性质和分布，为地基稳定性分析提供依据。
地质勘查
实验与实践
掌握土木工程力学的基本原理和实验技能。
培养分析和解决实际工程问题的能力。
培养严谨的科学态度和实验操作规范。
结构力学
静力学基本概念
静力学是研究物体在力作用下处于平衡状态的科学。静力学基础主要涉及力的概念、力的合成与分解、力矩、力矩平衡等基本概念。
静力学中的约束与约束反力
约束是限制物体运动的条件，约束反力是约束对被约束物体的作用力。常见的约束类型包括固定端、铰链、滑轮、滚轴等，每种约束都有其特定的约束反力。
弹性力学基本概念
弹性力学是研究物体在弹性力作用下的变形和内力的科学。弹性力学基础主要涉及Байду номын сангаас力和应变的概念、胡克定律等基本概念。
应力和应变
应力是描述物体内部单位面积上的作用力，应变是描述物体形状和尺寸变化的物理量。在弹性力学中，应力和应变之间存在一定的关系，这种关系称为胡克定律。
胡克定律
胡克定律是描述应力和应变之间关系的定律，即σ=Eε，其中σ表示应力，E表示物体的弹性模量，ε表示应变。胡克定律是弹性力学中的基本定律之一。
学科研究
土木工程力学是一门具有广泛应用的学科，对于土木工程学科的发展和研究具有重要的推动作用。掌握土木工程力学的基本原理和分析方法，有助于开展相关领域的研究和创新工作。
力学基础概念
总结词
平衡力的概念与条件
详细描述
平衡力是指作用在同一个物体上的大小相等、方向相反、作用线重合的两个或两个以上的力。平衡力的条件是合力为零，即合力矩为零。在平衡状态下，物体保持静止或匀速直线运动。
土木工程力学-PPT精品文档
（3）计算面积的杆端应对应的M图是一整段 直线（不能是杆线）；
（4）y 0 必须在直线图形上取得。
（五）线弹性体的互等定理
1．功的互等定理 对于同一结构的两种状态则有功的互等理： W12W21、P112P221即第一情况的外力在第二
情况上对应位移所做的功 W12P112 ，等于 第二情况的外力在第一情况上对应位移所 做的功 W21P221 。 这里的功为广义力与对应的广义位移：集中 力对应线位移，集中力偶对应有角位移； 同方向乘积为正，反方向为负。
单位力 P 2 引起的单位力 P 1
作用点沿力 P 1
方向的位移等于单位力 P 1 引起的单位力 P 2 作
用点沿力 P 2 方向的位移。
４．反力互等定理：针对超静定 结构建立的
r12 r21
即因支座２的单位位移所引起的支座１的反
力 r12 等于因支座１的单位位移所引起的 支座２的反力 21 。
２．支座移动产生的位移
（１）一个支座的位移 K RC
（２）n个支座的位移
K
n
Ri Ci
i1
（３）外荷载和支座移动同时作用
KLMP(x E )M I(x)d x RC
注意：求反力时，反力要按正向画出。规定 支座位移的方向为反力的正向。
３．位移互等定理
12 21
K
NP N l EA
（3）组合变形的构件：其位移为各基本变形 形式的位移的叠加。
（五）图乘法（重点）
1．应用条件： 单位荷载法计算位移的公式 一般满足于以下条件：
MP M EI
ds
1）EI=常数；
2）杆件轴线是直线；
3）M P 与 M 图中至少一个是直线图形。
《土木工程力学基础(多学时)》课件1
一.课程介绍
职业 技能 目标 简单结构受力分析能力 力系平衡条件的运用能力 柱的内力、 梁、柱的内力、强度计算能力 细长压杆稳定性分析能力 工程实际问题的分析判断能力
——就业能力 就业能力
课程目标 学习能力 工作能力 数字逻辑应用能力 合作协调能力 信息技术能力 语言文字能力 创新能力 安全环保质量意识
有综合职业能力，从事工业与民用建筑的施工操作和基 有综合职业能力，从事工业与民用建筑的施工操作和基 层技术管理的高素质劳动者和中初级专门人才。 层技术管理的高素质劳动者和中初级专门人才。 操作岗位：材料试验工、木工、砖瓦工、抹灰工、 操作岗位：材料试验工、木工、砖瓦工、抹灰工、钢筋 混凝土工、油漆工、防水工、测量放线工、 工、混凝土工、油漆工、防水工、测量放线工、架子工 基层管理岗位：施工员、预算员、质量员、安全员、 基层管理岗位：施工员、预算员、质量员、安全员、材 料员
2．土木工程力学的研究对象
杆件——长度方向的尺寸远大于横截面的 长度方向的尺寸远大于横截面的 杆件 宽度和厚度尺寸（ 倍以上）的构件。 宽度和厚度尺寸（5倍以上）的构件。 薄壳结构——厚度远远小于另外两个方向的尺寸 薄壳结构 厚度远远小于另外两个方向的尺寸 的构件。 的构件。 实体结构——三个方向的尺寸基本相仿的构件。 实体结构 三个方向的尺寸基本相仿的构件。 三个方向的尺寸基本相仿的构件
平面杆系结构的类型有： 平面杆系结构的类型有： 刚架、桁架、 梁、拱、刚架、桁架、组合结构
拱
外伸梁
桁架
3.土木工程力学的力学模型 3.土木工程力学的力学模型
1.刚体 是在任何外力作用下， 1.刚体——是在任何外力作用下，其大小、形状保持不变 刚体 是在任何外力作用下 其大小、 的物体。 的物体。 2.变形固体 按照连续、 2.变形固体 ——按照连续、均匀、各向同性假设而理想化 按照连续 均匀、 了的一般变形固体 3.变形固体的基本假设 3.变形固体的基本假设 认为物体的材料结构是密实的， （1）连续性假设 认为物体的材料结构是密实的，物体内 材料是毫无空隙地连续分布。 材料是毫无空隙地连续分布。 认为材料的力学性质是均匀的， （2）均匀性假设 认为材料的力学性质是均匀的，从物体上 任取或大或小的一部分，材料的力学性质均相同。 任取或大或小的一部分，材料的力学性质均相同。 认为材料的力学性质是各向同性的， （3）各向同性假设 认为材料的力学性质是各向同性的，材 料沿不同的方向具有相同的力学性质。 料沿不同的方向具有相同的力学性质。
土木工程基础知识大全
土木工程土方工程的施工特点：工程量大,施工条件复杂。
土的工程性质；1土的密度 2土的含水量 3土的渗透性 4土的可松性名词解释 ：天然密度是指土在天然状态下单位体积的质量土的干密度是指单位体积土中固体颗粒的质量土的含水量w 是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比土的渗透性是指土的透水性能土的可松性 自然状态下的土,经开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复成原来的体积。
公式； K a =12V V K S ’=13V V 式中；K a 最初可松性系数K S’ 最终可松性系数 V 1 土在自然状态下的体积V 2 土经开挖后松散状态下的体积V 3 土经回填压实后压实状态下的体积例题；某工程基槽槽底宽10m,基槽长50m,基坑深4m,边坡按1：放坡。
基础和地下室完工后周围回填土,已知；回填土用土185m 3,实测得土的最终可松系数K S ’ =,场内多余土用6m 3自卸车外送450车次。
基坑开挖前场地已平整 试计算：1 该土的最初可松系数 2 基础在基坑内的体积 。
解 ：挖方量 ：V 1 =504223.041010⨯⨯⨯⨯++）（=2240 m 3 基础在基坑内的体积：V 2=2240-18503.1⨯= m 3土经开挖后松散状态下的体积：V 3=V 1⨯K a K a =18522406450-⨯= 土方工程按照土的开挖难易程度将土分为8类,在现行预算定额中将土分为 松软土、普通土、坚土、砂砾坚土等,后四类为石头。
由于条件限制不能放坡或是为了减少土方工程量而不放坡时需可设置基坑支护结构,以确保施工安全。
土方边坡坡度用挖方深度 或填方高度 H 与其边坡宽度之比来表示。
土方边坡坡度=m 1=B H ,m 称为坡度系数,m HB = 基坑支护：水泥土墙支护、土钉墙支护。
水泥土墙支护 水泥土墙是由水泥土搅拌桩组成。
喷射旋喷桩 高压喷射注浆法事利用工程钻机钻孔至设计处理的深度,采用高压发生装置,通过安装在钻杆端部的特殊喷嘴,向周围土体喷射固化剂,将软土与固化剂强制混合,使其胶结硬化后在第几种形成直径均匀的圆柱体,固化后的圆柱体称为旋喷桩。
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
土木工程力学基础力和受力图
二力平衡公理的应用
二力构件——对于只受两个力作用而处于平衡的刚体。 二力构件不论其形状如何，所受两个力的作用线必沿二力作用点的连线。
二.静力学公理
2．作用与反作用公理 —— 两个物体间的相互作用的一对力总是大小相等，方向相反，沿同一直线且分别作用在两个
相互作用的物体上。
二.静力学公理
3.平行四边形公理 ——作用于物体上同一点的两个力，可以合成为作用于该点一个合力。合力的大小和方向可用这
例1.梁的自重，可以简化为沿梁的轴线分布的线荷载如图示。
或kN/m
单位长度上所受的力，称为分布力在该处的荷载集度，通常用 q 表示，其单位是 N/m
线分布荷载的大小用合力表示 合力的大小Q=ql 合力的作用点为分布长度的中点
二.静力学公理
1.二力平衡公理 刚体在两个力作用下保持平衡的必要和充分条件是：此两力大小相等，方向相反，作用在一 条直线上。
铰链约束的分类
链杆约束——两端用销钉与物体相连且中间不受力（自重忽略不计）的直杆。 反力特征：只能限制物体沿着链杆中心线，指向未定。
铰链约束的分类
固定铰支座——用圆柱铰链连接的两个构件中，如果有一个固定不 动，就构成固定铰支座。
这种支座能限制构件沿圆柱销半径方向的移动，而不能限制其转动， 其约束反力与圆柱铰链相同。
3．在两个力作用下处于平衡的构件称为（ ），此两力的作用线必过这两力作用点的（ A．平衡杆件；直线； B．刚体；中点； C．二力构件；连线； D．直杆；连线
4．固定端支座不仅可以限制物体的（ ），还能限制物体的（ ）。 A．运动；移动； B．移动；活动； C．转动；活动； D．移动；转动
）。
试指出图1-30各结构中的二力构件。
三.常见约束类型及其反力
土木工程力学基础课件
土木工程力学基础课件土木工程力学基础课件土木工程力学是土木工程领域中的基础学科，它研究的是物体在受力作用下的力学性质和变形规律。
在土木工程设计和施工中，力学的基本原理和方法是不可或缺的。
因此，学习土木工程力学基础课程对于土木工程专业的学生来说是非常重要的。
一、课程概述土木工程力学基础课程主要包括静力学和动力学两个方面的内容。
静力学研究物体在平衡状态下的力学性质，包括力的平衡、力的合成与分解、力矩的平衡等。
动力学研究物体在受力作用下的运动规律，包括质点的运动、刚体的运动等。
二、力学基本原理1. 牛顿定律牛顿定律是力学研究的基石，它包括三个基本定律。
第一定律也称为惯性定律，它指出物体在没有外力作用时保持静止或匀速直线运动。
第二定律描述了物体受力作用下的加速度与作用力的关系，即F=ma。
第三定律指出作用在两个物体上的力大小相等、方向相反。
2. 平衡条件物体在平衡状态下，力的合力和力矩必须为零。
力的合力为零意味着物体不会发生平动，力矩为零意味着物体不会发生转动。
平衡条件是土木工程设计中的重要依据，确保结构的稳定性。
三、力的分解与合成力的分解与合成是力学中的重要概念，它们可以帮助我们简化复杂力的计算。
力的分解指将一个力分解为若干个分力，分力的合力等于原力。
力的合成指将若干个力合成为一个合力，合力等于各个力的矢量和。
四、刚体力学刚体力学是土木工程力学中的重要分支，它研究的是刚体在受力作用下的平衡和运动规律。
刚体是指其内部各点之间的相对位置保持不变的物体。
刚体力学的主要内容包括力的平衡、力矩的平衡、刚体的平衡和刚体的运动。
五、弹性力学弹性力学是土木工程力学中的另一个重要分支，它研究的是物体在受力作用下的弹性变形规律。
弹性力学的基本假设是物体在受力作用下会发生弹性变形，即变形后能够恢复到原来的形状。
弹性力学的主要内容包括胡克定律、弹性体的应力和应变关系、梁的弯曲等。
六、应用案例在土木工程力学基础课程中，教师通常会通过一些实际案例来帮助学生理解和应用所学的知识。
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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。
（）9. 加减平衡力系公理和力的可传性原理适用于任何物体。
（）10. 力在轴上的投影等于零，则该力一定与该轴平行。
（）11. 力对物体的作用只能使物体移动，不能使物体转动。
（）12. 对于二力杆，因为作用的两个力位于同一直线上，所以必须是直杆。
（）13.主动力撤消后约束力也就消失。
（）14.合力一定大于分力。
（）15.链杆必定是二力杆。
三、选择题（共30分，每小题3分）1．力和物体的关系是（）。
A、力不能脱离物体而独立存在
B、一般情况下力不能脱离物体而独立存在
C、力可以脱离物体而独立存在
2．静止在水平地面上的物体受到重力G和支持力F N的作用，物体对地面的压力为F，则以下说法中正确的是（）。
A、F和F N是一对平衡力
B、G和F N是一对作用力和反作用力
C、F N和F的性质相同，都是弹力
D、G和F N是一对平衡力
3．一个力矩的矩心位置发生改变，一定会使（）。
A、力矩的大小改变，正负不变
B、力矩的大小和正负都可能改变
C、力矩的大小不变，正负改变
D、力矩的大小和正负都不改变
4．一力对某点的力矩不为零的条件是（）。
A、作用力不等于零
B、力的作用线不通过矩心
C、作用力和力臂均不为零
5．作用在同一物体上的两个力，若其大小相等，方向相反，则它们（）。
A 只能是一对平衡力
B 只能是一个力偶
C 可能是一对平衡力或一个力偶
D 可能是一对作用力和反作用力
6．属于力矩作用的是（）。
A 用丝锥攻螺纹
B 双手握方向盘
C 用起子扭螺钉
D 用扳手拧螺母
7．将一个己知力分解成两个分力时，下列说法正确的是（）
A 至少有一个分力小于己知力
B 分力不可能与己知力垂直
C 若己知两个分力的方向，则这两个分力的大小就唯一确定了
D 若己知一个分力的方向和另一个分力的大小，则这两个分力的大小一定有两组值
8．作用在刚体上的平衡力系，如果作用在变形体上，则变形体（）
A.一定平衡
B.一定不平衡
C.不一定平衡
D.一定有合力
9．下列约束力的作用线可以确定的是（）
A.圆柱铰链
B.链杆约束
C.固定端支座
D.固定铰支座
10．作用于同一点的两个力，大小分别为14KN和25KN，则其合力大小可能是（）
A. 8KN
B. 10Kn
C. 18KN
D. 40KN
四、简答题（每题5分，共15分）
1．作用力与反作用力也是等值反向的，而二力平衡条件中的两个力也是等值反向的，试问二者有何区别？（5分）
2．平行四边形法则的内容？（5分）
3．力矩具有哪两个性质？（5分）
五、作图题：(每题5分，共20分)
1.压路机用力F 拉动碾子压平路面，碾子收到一石块阻碍，如下图所示，画出碾子受力图。
2.画出下图所示结构中AB 梁的受力图。
3.作出球A 、物体B 和滑轮C 的受力图 。
4. 作出杆AB 、BC 的受力图
六、计算题（共10分） 1．分别求出如图所示（a ）、(b)、(c)三图力F 对O 点的力矩。
答题卡
二、判断题(共15分，每题1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √
⨯
三、选择题（共30分，每小题3分） 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
E
C
A
B F
D 柔绳
α
C
G B
H E W 1
A F
D
土木工程力学基础答案（120分）一、填空题（共35分，每空1分）
1．相反
2．拉力；压力
3．零
4．逆时针；顺时针
5．零
6．不改变
7．大小；方向；作用点
8．移动；转动
9．约束类型
10．相互作用；运动状态；变形
11．轴线；均匀分布
12．保持静止；匀速直线运动
13．120N；120N；
14．柔体约束；光滑接触面约束；可动铰支座；固定铰支座；圆柱铰链；固定端支座
二、判断题(共15分，每题1分)
四、简答题（共10分，每题5分）
1.作用力与反作用力也是等值反向的，而二力平衡条件中的两个力也是等值反向的，试问二者有何区别？（5分）
答：作用力与反作用力是作用在两个物体上；二力平衡是作用在同一物体上。
2．平行四边形法则的内容？（5分）
答：作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点也在该点，合力的大小
和方向用以两分力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。
3．力矩具有哪两个性质？（5分）
答：（1
）当力F的大小等于零，或者力的作用线通过矩心时，力矩为零。
（2）当力沿作用线移动式，不会改变力对某点的矩。
五、作图题：(每题5分，共10分)
答案：1、2题略
3.
4.
六、计算题（共10分）
1．（a）图：FL
F
M
O
=
)
(；(b)图：=
)
(F
M
O
0；(c) 图：=
)
(F
M
O
al
F sin。
F
I
A x
A y C。