(完整版)建筑力学与结构总结,推荐文档
建筑力学与结构课件(最齐全)
利用可再生能源、绿色建材等,减少 对环境的污染和破坏,实现建筑与环 境的和谐共生。
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混凝土结构由混凝土和钢筋等材料组 成,通过浇筑和振捣成型,具有较高 的抗压强度和耐久性,适用于各种建 筑类型和规模,如住宅、办公楼、桥 梁等。混凝土结构的优点包括良好的 抗压性能、防火性能、耐久性和稳定 性等,但同时也存在自重大、施工周 期长等缺点。
钢结构
钢结构是一种轻质高强的建筑结构类型,具有较好的塑性和 韧性。
有限差分法
介绍有限差分法的基本原理和应用,包括离散化、差分方 程建立和求解等,以及如何运用有限差分法进行结构分析 和设计。
离散元法
介绍离散元法的基本原理和应用,包括离散化、接触模型 和求解算法等,以及如何运用离散元法进行岩土工程和地 质工程的结构分析和设计。
结构设计软件介绍
AutoCAD
介绍AutoCAD的基本功能和使用方法,包括绘图、编辑、标注和输出等,以及如何在建 筑结构设计中运用AutoCAD进行绘图和建模。
建筑力学与结构课件
目录
• 建筑力学基础 • 建筑结构类型 • 建筑结构设计 • 建筑结构抗震 • 建筑结构加固与维护 • 建筑力学与结构发展趋势
01
建筑力学基础
静力学基础
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。在静力学中 ,平衡是指物体处于静止或匀速
直线运动状态。
静力学基本原理
智能化技术的应用
数值模拟技术
利用数值模拟软件对建筑结构进行精 细化分析和优化设计,提高设计效率 和精度。
智能化施工
通过BIM技术、物联网技术等,实现 施工过程的智能化管理和控制,提高 施工质量和效率。
建筑力学与结构3
第四节 材料在拉伸和压缩时的力学性能
3、强度指标
比例极限P:应力与应变服从虎克定律的最大应力 弹性极限e:只产生弹性变形,是材料处于弹性变形 的最大应力。 屈服极限S:表示材料进入塑性变形。
强度极限b :表示材料最大的抵抗能力。
衡量材料强度的两个指标: 屈服极限S; 强度极限b
第四节 材料在拉伸和压缩时的力学性能
• (一)内力的概念
物体在外力作用下,内部质点与质点之间的相互作 用力叫内力。
内力是由外力引起的,并随着外力的增大而增大。 (区别:外力是周围物体对研究对象施加的作用力, 包括约束反力。)
对构件来说,内力的增大是有限度的,当内力超 过限度时,构件就会发生破坏。所以研究构件的承载 能力必须先分析其内力。
第三章 轴向拉伸与压缩
➢ 变形的相关概念: (1)完全弹性变形: 物体在外力作用下产生变形,若将 外力去掉,物体又完全恢复原来的形状。 (2)弹性变形和塑性变形:物体在外力作用下产生变形, 若将外力去掉,恢复原状的部分变形为弹性变形,而没有 恢复原状的部分变形为塑性变形。
第三章 轴向拉伸与压缩
➢ 物体在外力作用下产生的变形: 1)轴向拉伸或压缩变形 2)剪切变形 3)扭转变形 4)弯曲变形 5)或上述变形的组合
第三章 轴向拉伸与压缩
• 第一节 轴向拉伸和压缩时的内力 • 第二节 轴向拉(压)杆横截面上的应力
目 • 第三节 轴向拉(压)杆的变形、虎克定律 录 • 第四节 材料在拉伸和压缩时的力学性能
• 第五节 拉(压)杆的强度条件及应用 • 第六节 拉(压)杆连接部分的强度计算
第三章 轴向拉伸与压缩
➢ 物体的简化模型,根据具体情形可分为刚体和变形体。
解: max
FN max A
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第四章楼梯1.按结构形式及受力特点不同将楼梯分为梁式楼梯和板式楼梯。
2.阳台,雨篷,屋顶挑檐等是房屋建筑中常见的悬挑构件。
第五章抗震1.地震按其成因可划分为四种:构造地震,火山地震,陷落地震和诱发地震。
2.根据震源深度d,构造地震可分为浅源地震(d<60km),中源地震(60km<d<300km),和深源地震(d>300km)。
3.地震波:地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播,这种波称为地震波。
体波:在地球内部传播的行波称为体波。
面波:在地球表面传播的行波称为面波。
4.地震灾害会产生:地表破坏,建筑物的破坏和次生灾害。
5.地震震级:表示地震本身强度或大小的一种度量指标。
6.地震烈度:是指某一地区的地面和各种建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。
7.建筑抗震设防分类:《抗震规范》根据建筑使用功能的重要性,将建筑抗震设防类别分为以下四类:甲类建筑:属于重大建筑工程和地震时有可能发生严重次生灾害的建筑。
乙类建筑:属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。
丙类建筑:属于甲,乙,丁类建筑以外的一般建筑。
丁类建筑:属于抗震次要建筑。
8.建筑抗震设防目标:“三水准,两阶段”第一水准:当遭受多遇的低于本地区设防烈度的地震影响时,建筑一般应不受到损坏或不需修理仍能继续使用。
第二水准:当遭受到本地区设防烈度的地震影响时,建筑可能有一定的损坏,经一般修理或不经修理仍能使用。
第三水准:当遭受到高于本地区设防烈度地震影响时,建筑不致倒塌或产生危机生命的严重破坏。
第一阶段设计:按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合盐酸结构构件的承载能力以及在小震作用下验算结构的弹性变形,以满足第一水准抗震设防目标的要求。
第二阶段设计:在大震作用下验算结构的弹塑性变形,以满足第三水准抗震设防目标的要求。
9.基底隔振技术的基本原理:建筑隔震技术的本质作用,就是通过水平刚度低且具有一定阻尼的隔震器将上部结构与基础或底部结构之间实现柔性连接,使输入上部结构的地震能量和加速度大为降低,并由此大幅度提高建筑结构对强烈地震的防御能力。
建筑力学与建筑结构(新上篇)
W
42
2、力偶 由大小相等、方向相反且不共线的两
个平行力组成力偶。对物体产生转动效 应。
F
d
W
F’
43
力偶矩 力偶的转动效应用
力偶矩表示,它等于 力偶中任何一个力的
大小与力偶臂d 的乘
积,加上适当的正负 号,即:
MFd
力偶的图例
W
44
力偶系的合成 作用在一个物体上的一组力偶称为一个 力偶系。力偶系的合成结果为一个合力
W
46
平面一般力系的平衡方程
平面任意力系的一般简化结果为一个主矢 R
和一个主矩M。当物体平衡时,主矢和主矩必须
同时为零,即:
X 0
Y 0
M 0
这三个平衡条件是互相独立的,对于一个研 究对象可以求解三个未知力,且最多求解三个未 知力。
W
47
三、杆件变形的基本形式
1、轴向拉伸或压缩 在一对大小相等、方向相反、作用线
按受力和构造特点不同,建筑结构分为 混合结构、框架结构、框架-剪力墙结构、 剪力墙结构、筒体结构、大跨结构等。其 中大跨结构多采用网架结构、薄壳结构、 膜结构及悬索结构。
W
4
➢ 建筑结构的功能
结构的功能要求:安全性、适用性、耐 久性。
结构的可靠性:安全性、适用性、耐久 性。(可靠度是可靠性的定量指标)
一、概念
1、轴力 杆件在轴向拉 F
伸或压缩时,截面 上的内力与杆件的 F
m F
m
N
轴线重合,故称为 轴向内力,简称轴 力,用N表示。且
N
Fx 0
F NF0
拉为正,压为负。
NF
W
52
2、弯曲内力—剪力和弯矩 弯曲的概念:杆件受到垂直于杆轴的外
建筑力学与结构
• 平面汇交力系的平衡方程 • 平面任意力系的平衡方程 • 三用静力平衡方程求支座反力 • 1解除支座,用支座反力代替
• 2画脱离体图,将荷载和未知的支座反力分别标出
• 3列静力平衡方程,求支座反力 • 四叠加原理
• 结构在多个荷载共同作用下的某一量值(反力、内力、应力、变形等) 的大小,等于各个荷载单独作用时所引起的该量值的代数和
M M1
M1 P
M1 0
2
(Q Q1 )dx
在集中力作用点,剪力突变!弯矩不变
dx Q Q1
Q Q Q1 0
Q1 0
Q
M0
M M 0 M M1 Qdx 0
M1 M 0 Qdx
qa 2
3a A 2 M 0 : Y a qa qa 0 A B 2
B a
q a
C
3 YB Y Y qa A A 2 (负号表明力方向与标注相反) 5 YB qa 2
A右截面
B左截面
B右截面
qa 2 MA右
A
A YA
qa
2
MB 左 B a
受力分析的步骤
• 1、确定研究对象,取分离体; • 2、先画主动力,明确研究对象所受周围的约束,进 一步明确约束类型,什么约束画什么约束反力。 • 3、必要时需用二力平衡共线、三力平衡汇交等条件 确定某些反力的指向或作用线的方位。 注意:(1)受力图只画研究对象的简图和所受的全部力; (2)每画一力都要有依据,不多不漏;(3)不要画错力 的方向,反力要和约束性质相符,物体间的相互约束力要 符合作用与反作用公理。
• 建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分----结构 • 分三种类型: • 杆系结构—组成杆系结构的构件是杆件。杆件的 几何特征是其长度远大于横截面的宽度和高度。 • 薄壁结构--组成杆系结构的构件是薄板。薄板的 几何特征是其厚度远小于它的另外两个方向的尺 寸。
建筑力学总结
建筑力学总结一、建筑力学概述建筑力学是研究建筑结构在受到外部荷载作用下的变形、应力和破坏等问题的一门学科。
它是现代建筑工程设计和施工的基础,包括静力学、动力学和稳定性等方面。
二、静力学静力学是建筑力学的基础,主要研究建筑结构在静止状态下的平衡条件和受力情况。
其中,平衡条件包括平衡方程、支反力平衡、杆件内部受力平衡等;受力情况包括弯曲、剪切、轴向拉伸或压缩等。
在实际工程中,需要根据不同荷载情况进行结构分析和设计。
三、动力学动力学是建筑结构在受到外部荷载作用下的振动特性和响应规律。
其中,振动特性包括固有频率、振型等;响应规律包括自由振动和强迫振动等。
在实际工程中,需要考虑地震、风荷载等因素对结构的影响。
四、稳定性稳定性是指建筑结构在受到外部荷载作用下的承载能力和变形能力。
其中,承载能力包括抗弯承载力、抗剪承载力、抗压承载力等;变形能力包括刚度和变形限制等。
在实际工程中,需要考虑结构的稳定性和安全性。
五、常见结构类型常见的建筑结构类型包括框架结构、拱形结构、索结构和悬索结构等。
其中,框架结构是最常见的一种,由水平和垂直杆件组成;拱形结构则是一种受压弯曲的结构,具有较好的稳定性;索结构则是由钢缆组成的轻型建筑,适用于大跨度场馆等。
六、建筑材料建筑材料对于建筑力学来说至关重要。
常见的建筑材料包括混凝土、钢材、木材和砖块等。
不同材料具有不同的特性,在设计和施工中需要根据实际情况进行选择。
七、总体设计流程建筑力学在实际工程中需要遵循一定的设计流程,主要包括以下几个步骤:确定荷载;选择结构类型和材料;进行设计计算;进行模拟分析;进行结构优化和验算等。
八、实际应用建筑力学在实际工程中具有广泛的应用,包括房屋建筑、桥梁、隧道、大型场馆等。
在这些工程中,建筑力学的应用可以保证结构的稳定性和安全性,同时也能够提高工程质量和效率。
九、结语建筑力学是现代建筑工程设计和施工的基础,它涉及到静力学、动力学和稳定性等方面。
在实际工程中,需要根据不同荷载情况进行结构分析和设计,并考虑材料特性以及稳定性和安全性等因素。
建筑力学与结构
建筑力学与结构
欢迎来到建筑力学与结构的世界!一个广泛的专业,以建筑的结构及其结构的力学和动力学运动为研究焦点。
本质上,建筑力学与结构是一门以研究物体受力行为为主题的工程科学分支。
它所涉及的研究范围包括对建筑结构的力学分析、结构设计、结构模拟及计算机辅助分析等。
一般来说,建筑力学与结构研究有两个基本方面:结构研究和力学研究。
结构研究旨在确定建筑物的负重结构,并且为优化结构的工作提供基础。
它主要涉及结构类型、线路及构件的性能等问题的研究。
力学研究主要集中在对结构的力学性能的分析与计算。
它旨在探索结构在力学条件下的特性及其与外部因素的关系。
建筑力学与结构的研究分支及其应用极为广泛,这使得这一领域具有很强的发展潜力。
比如,在结构设计方面,该领域有着大量的应用。
通过力学模拟方法,建筑工程师可以对建筑物在负载作用下的变形、重心变化等进行计算,从而设计出有效的结构系统。
建筑师也利用该领域的研究成果,充分考虑建筑的力学要素,设计出结构外型更美观、具有更强稳健性的建筑物。
此外,在建筑力学与结构领域,还有许多新兴技术和方法,如计算机辅助设计、运动学分析、计算流体力学模拟等,可以有效提高建筑结构的设计。
总之,建筑力学与结构的研究范围广泛,具有很强的发展前景。
它既能够为建筑设计提供力学依据,又能够推动建筑结构的技术创新,
有助于满足当下社会的不断变化的创新需求。
建筑力学与结构第三章
V=12KN/m 2 2 3m
1.5m
B RA =15KN RB =29KN RB
P=8KN
V1 M1
根据1-1截面左侧的外力计算V1 、 M1
V1=+RA-P =15-8 =+7KN
根据1-1截面右侧的外力计算V1 、 M1
RA
M1 =+RA· (2-1.5) =15· 0.5 =+26 KN· 2-P· 2-8· m
求图示简支梁1-1、2-2截面的剪力和弯矩. P=8KN V=12KN/m
2 1
A
2m 1.5m
1
2 3m
B
1.5m
RA
1.5m
解:由 M B 0得 由 M A 0得
RB
RA =15KN RB =29KN
请思考: RB还可如何简便算出?
P=8KN
A RA
2m 1.5m
1 1 1.5m
M
各种形式荷载作用下的剪力、弯矩图
载荷情况
无载荷(q=0)
剪力图
V﹥0 V﹤0
弯矩图
V﹥0 V﹤0 尖角 突变m V﹤0 V﹥ 0
均布载荷(q=c)
V﹤0 V﹥0
P m
C
突变P C 无变化
C
简易法绘制内力图的一般步骤:
(1)求支反力。 (2)分段:凡外力不连续处均应作为分段点, 如集中力和集中力偶作用处,均布荷载两端点等。 (3)定点:据各梁段的内力图形状,选定控 制截面。如 集中力和 集中力偶作用点两侧的截面、 均布荷载起迄点等。用截面法求出这些截面的内力 值,按比例绘出相应的内力竖标,便定出了内力图 的各控制点。 (4)联线:据各梁段的内力图形状,分别用 直线和曲线将各控制点依次相联,即得内力图。
建筑力学与结构(最齐全)
B
B F1
F
=
F F2
=
F1 B
A
A
A
在B点加上一对平衡力 F1和F2,且F1=F2=F
减去一对平衡力F和F2
精品课件
1 建筑力学预备知
识 1.2.4 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,合力也作用于该点,合力的大小和方向由这两个力为边
所构成的平行四边形的对角线来表示 。
精品课件
1 建筑力学预备知
识 1.1 力的概
1.1.1
念
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)
•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。
F1
F2
当分布力作用面积很小时, 为了分析计算方便起见,可以将分布 力简化为作用于一点的合力,称为集 中力。
例如,静止的汽车通过轮胎
作用在桥面上的力,当轮胎与桥面接
q
触面积较小时,即可视为集中力;而
桥面施加在桥梁上的力则为分布力。
精品课件
1 建筑力学预备知 识 1.1.2 力
系 •力系:作用于物体上的一群力。
称为正交分解。
Fy
F
α Fx
Fx=Fcosα Fy=Fsinα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)
三力共面 平衡
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。
建筑力学与结构1第一章
壳
第一章 建筑力学的基本理论
1.3建筑结构的简化 1.3建筑结构的简化 1.3.2结构体系的分类 1.3.2结构体系的分类 实体结构是指体积大,三个方向的尺寸相当的结构,例如 实体结构是指体积大,三个方向的尺寸相当的结构, 是指体积大 堤坝、基础等。 堤坝、基础等。
第一章 建筑力学的基本理论
1.3建筑结构的简化 1.3建筑结构的简化 1.3.2结构体系的分类 1.3.2结构体系的分类
第一章 建筑力学的基本理论 楼板自重的计算均布面荷载 楼板自重的计算均布面荷载
厚度为100 mm的钢筋混凝土楼板,钢筋混凝土容量为 厚度为 的钢筋混凝土楼板, 的钢筋混凝土楼板 25kN/m3,则板的自重为 / q=0.1×25=2.5(kN/m2) × /
第一章 建筑力学的基本理论
1.2建筑结构的荷载 1.2建筑结构的荷载 1.2.2建筑荷载的分类 1.2.2建筑荷载的分类 按照荷载作用在结构上的性质分为静力荷载和动荷载。 按照荷载作用在结构上的性质分为静力荷载和动荷载。 静力荷载: 在加载过程中, 静力荷载 在加载过程中,荷载由零缓慢地逐渐增加到它 的最终值后保持不变。 的最终值后保持不变。 静力荷载的作用不会使结构发生显著的振动, 静力荷载的作用不会使结构发生显著的振动,在计算时 可以忽略惯性力影响。恒载和多数活载均属于静力荷载。 可以忽略惯性力影响。恒载和多数活载均属于静力荷载。 动荷载:荷载作用在结构上时会引起显著的振动, 动荷载:荷载作用在结构上时会引起显著的振动,使结构 产生加速度,计算时须考虑惯性力影响的荷载。 产生加速度,计算时须考虑惯性力影响的荷载。例如动力 机械的振动、爆炸时的冲击波荷载、 机械的振动、爆炸时的冲击波荷载、地震荷载等均为动力 荷载。 荷载。
杆 件
模块3 建筑力学基本知识(建筑力学与结构)
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 态发生改变(外效应),或者使物体发生变形(内效应)。
既然力是物体与物体之间的相互作用,那么,力不能脱离物体而单 独存在,某一物体受到力的作用,一定有另一物体对它施加作用。在 研究物体的受力问题时,必须分清哪个是施力物体,哪个是受力物体。
建筑力学在建筑工程中的作用;力的概念、力的效应、力 的平衡、静力学公理、力系、力矩、力偶、力的分解与合 成
权重 30%
能够在实际工程中运用 常见的约束与约束类型;受力分析的方法,受力图的画法
力学概念进行简单受力
35%
分析的能力
能正确的确定结构构件 梁、板、柱的简化要求,支座形式及荷载的简化
计算简图的能力
力F 的具体指向可由 F X 和 Fy 的正
负号确定。
特别提示
但力F的的投分影力与Fx与力F的y的分大力小却与是F两在个对不应同的的坐概标念轴。上力的的投投影影Fx是和代Fy的数绝量对,值由相力等F可, 确其定作其用投位影置;Fx和而F力y,的但分是力由是投力影沿F该x和方F向y只的能分确作定用力,F是的矢大量小,和由方分向力,能不完能全确确定
一般力系——力系中各力的作用线既不完全交于 一点,也不完全相互 平行。
按照各力作用线是否位于同一平面内,上述力系又可分为平面力系和空 间力系两类。
特别提示
实例一中办公楼的楼面梁本身有重
力,还承受其上预制板传来的竖向力; 梁两端支承在墙上,墙对梁还有支承力, 所以对于梁来讲,梁所受的力不只一个, 而是多个,这些力就构成了力系。其他 的房屋结构构件也都在力系的作用之下 处于平衡状态。
(a)
(b)
图3.10 力在变形体上沿作用线移动 (a)变形体受拉伸长(b)变形体受压缩短
建筑力学与结构 第一章建筑力学-静力学基本知识
第三节 约束与约束反力
32
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,链杆的约束反力 总是沿着链杆的轴线方 向,指向不定,常用符
号F表示。
(a) (b)
(c)
链杆约束
第三节 约束与约束反力 6.单链杆支座
33
单链杆支座的约束力: 沿连杆中心线,指
向待定。
两端用光滑圆柱铰链(即铰)与物体相连且中间不受力 的直杆,称为链杆。
10
主动力:使物体产生运动或使物体有运动趋势的力。
荷载:作用上结构上的主动力。 一、荷载的分类
1.按作用在结构上的时间长短分类
(1)永久荷载(恒载) 在结构使用期间,其值不随时间变化,或变化与平均值相
比可以忽略不计的荷载。 (2)可变荷载(活荷载)
在结构使用期间,其值随时间变化且变化值与平均值相比 不可以忽略的荷载。 (3)偶然荷载
B F1
B F1
F
A
F
A
F2
A
F1 F2 F
作用在刚体上的力是滑动矢量,力的三要素为大小、 方向和作用线。
第一节 静力学基本定理
8
推理2 三力平衡汇交定理
当刚体受到同平面内不平行的三力作用而平衡时,三力
的作用线必汇交于一点。
F3
C
F1 A
B
F2
证明:
F1
F1
A F12
O
F3
C
F2 B
F2
三力平衡汇交定理常常用来确定物体在共面不平行 的三个力作用下平衡时其中未知力的方向。
第一节 静力学基本定理
9
四、 作用与反作用定律
两物体间的相互作用力,大小相等,方向相反,作 用线沿同一直线,分别作用在两个相互作用的物体上。
建筑力学与结构-第1章总结归纳
平衡状态与平衡方程
掌握物体平衡状态的判断方法 ,以及平衡方程的建立和求解 。
弹性力学基础
理解弹性力学的基本概念、原 理和应用,包括应力、应变、 弹性模量等。
结构分析方法
掌握结构分析的基本方法,包 括静力分析和动力分析。
难点解析
力的矩和力矩平衡
理解力矩的概念,掌握力矩的计算方法和平衡方程的建立,是本章的 难点之一。
混凝土结构的优点包括:高强度、良好的耐久性和防火性能 、易于施工和维护。然而,混凝土结构也存在一些缺点,如 自重大、抗震性能较差等。
钢结构
钢结构是一种由钢材制成的建筑结构类型。钢结构的构件 通常采用焊接或螺栓连接,形成完整的结构体系。钢结构 具有较高的承载能力和抗震性能,被广泛应用于高层建筑 和大跨度结构中。
砌体结构
砌体结构是一种采用砖块、石材等砌 筑而成的建筑结构类型。砌体结构具 有良好的抗压性能和耐久性,广泛应 用于各类民用和工业建筑中。
砌体结构的优点包括:抗压性能好、 耐久性强、保温性能好。然而,砌体 结构也存在一些缺点,如自重大、施 工效率较低等。
03
建筑结构设计
结构设计原则
安全性
经济性
结构设计应确保建筑在正常使用和偶然超 载情况下具有足够的承载能力和稳定性, 防止结构破坏和倒塌。
结构对力学的影响
结构形式决定受力特点
不同的结构形式会对力学性能产生影响,如梁、柱、板等结构的 受力特点各不相同。
材料性质影响力学性能
不同材料的力学性能不同,如混凝土和钢材的力学性能差异较大。
结构细节影响力学性能
结构的细节设计如连接方式、节点构造等都会影响结构的力学性能。
力学对结构的影响
力学分析指导结构设计
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
建筑力学与结构期末总结
一、引言建筑力学与结构是建筑学专业的一门重要课程,是建筑工程师必备的基础知识。
本学期学习了建筑力学的基本原理和方法,包括静力学原理、材料力学、梁和柱的受力分析等内容。
通过学习,我对建筑物的力学行为有了深入的了解,并能够运用所学知识解决实际工程问题。
以下是我对本学期建筑力学与结构课程的总结与回顾。
二、静力学的学习和应用静力学是建筑力学的基础,也是其他力学学科的基础。
在本学期的课程中,我们系统学习了静力学的基本原理和方法。
静力学研究物体受力的平衡条件和相互作用关系,为建筑力学的许多问题提供了基础。
在学习静力学的过程中,我掌握了受力分析的基本方法,能够确定受力物体的平衡条件并解算其受力情况。
我学会了使用自由体图和受力平衡方程对物体进行受力分析,这对于解决悬臂梁、悬链线等问题非常有帮助。
通过课堂练习和作业,我加深了对静力学原理的理解,并提高了问题解决的能力。
三、材料力学的学习和应用材料力学是建筑力学中的重要组成部分,它研究建筑材料在受力条件下的力学特性和性能。
在本学期的课程中,我们学习了材料力学的基本原理和方法,包括弹性力学、塑性力学、断裂力学等内容。
通过学习材料力学,我了解了不同材料的力学特性和性能,能够评估材料的强度、刚度和稳定性等指标。
我学会了使用应力-应变关系曲线来描述材料的力学行为,从而确定材料的应力状态和变形情况。
我还学会了使用材料力学的方法来解析建筑结构的受力情况,包括梁的强度计算、柱的稳定性分析等。
四、梁的受力分析与设计在建筑力学与结构课程中,梁是研究的重点之一。
通过学习静力学和材料力学的知识,我们能够对梁的受力情况进行分析与设计。
梁是建筑结构中最常见的受力构件之一,它承受着来自上部结构的力和作用力。
在学习梁的受力分析与设计的过程中,我掌握了使用受力分析的方法来确定梁受力的情况。
通过绘制梁的受力图和力矩图,我能够确定梁的剪力和弯矩分布,并计算出梁的强度和刚度等参数。
通过课程实践和作业,我加深了对梁受力分析与设计的理解,并提高了问题解决的能力。
《建筑力学与结构》解析
• 约束既然限制物体的运动也就给予该物体
以作用力约束施加在被约束物体上的力称
为约束反力。
荷载
• 作用在物体上的力或力系统称为外力物体所
受的外力包括主动力和约束反力两种其中主
动力又称为荷载(即为直接作用)。
第四节 受力分析和受力分析图
解决力学问题时首先要确定物体受哪些力的作用ꎬ以及每个力的作
用位置和方向然后再用图形清楚地表达出物体的受力情况ꎮ 前者称为
第四章 截面的几何性质
学习目标:
通过本章的学习,使学生充分认识到构件截面的几何性质是确
定各种构件承载力、刚度的重要因素。在掌握截面几何量计算的
基础上,方能选定构件的合理的截面形状和尺寸。
学习要求:
(1)掌握构件横截面形心的计算方法。
(2)掌握构件横截面面积矩的计算方法。
(3)掌握构件横截面惯性矩的计算方法。
力系
平行
力系
力偶
系
第二节 静力学公理
公理一:二力平衡公理
作用于刚体上的两个力平衡的充分与必要条件是这两个力的大小相
等、方向相反、作用线在一条直线上。
公理二:加减平衡力系公理
在作用于刚体上的已知力系上加上或减去任意一个平衡力系不会
改变原力系对刚体的作用效应。
公理三:力的平行四边形法则
作用于物体同一点的两个力可以合成一个合力合力也作用于该点
概念:
建筑物中承受和传递作用的部分称为建筑结构ꎬ如厂房、桥梁、
闸、坝、电视塔等。
分类:
结
构
按
特
征
分
类
杆系结构
板壳结构
实体结构
第二节 建筑力学与结构的关系
建筑力学与建筑结构的关系是:建筑力学是建筑结构设计的基础。
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第四章楼梯1.按结构形式及受力特点不同将楼梯分为梁式楼梯和板式楼梯。
2.阳台,雨篷,屋顶挑檐等是房屋建筑中常见的悬挑构件。
第五章抗震1.地震按其成因可划分为四种:构造地震,火山地震,陷落地震和诱发地震。
2.根据震源深度d,构造地震可分为浅源地震(d<60km),中源地震(60km<d<300km),和深源地震(d>300km)。
3.地震波:地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播,这种波称为地震波。
体波:在地球内部传播的行波称为体波。
面波:在地球表面传播的行波称为面波。
4.地震灾害会产生:地表破坏,建筑物的破坏和次生灾害。
5.地震震级:表示地震本身强度或大小的一种度量指标。
6.地震烈度:是指某一地区的地面和各种建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。
7.建筑抗震设防分类:《抗震规范》根据建筑使用功能的重要性,将建筑抗震设防类别分为以下四类:甲类建筑:属于重大建筑工程和地震时有可能发生严重次生灾害的建筑。
乙类建筑:属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。
丙类建筑:属于甲,乙,丁类建筑以外的一般建筑。
丁类建筑:属于抗震次要建筑。
8.建筑抗震设防目标:“三水准,两阶段”第一水准:当遭受多遇的低于本地区设防烈度的地震影响时,建筑一般应不受到损坏或不需修理仍能继续使用。
第二水准:当遭受到本地区设防烈度的地震影响时,建筑可能有一定的损坏,经一般修理或不经修理仍能使用。
第三水准:当遭受到高于本地区设防烈度地震影响时,建筑不致倒塌或产生危机生命的严重破坏。
第一阶段设计:按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合盐酸结构构件的承载能力以及在小震作用下验算结构的弹性变形,以满足第一水准抗震设防目标的要求。
第二阶段设计:在大震作用下验算结构的弹塑性变形,以满足第三水准抗震设防目标的要求。
9.基底隔振技术的基本原理:建筑隔震技术的本质作用,就是通过水平刚度低且具有一定阻尼的隔震器将上部结构与基础或底部结构之间实现柔性连接,使输入上部结构的地震能量和加速度大为降低,并由此大幅度提高建筑结构对强烈地震的防御能力。
在许多应用实例中,隔振器是安装在上部结构和基础之间的,因而又称其为基地地震。
10.隔震结构体系基本特征:A.隔震装置须具有足够的竖向承载力。
B。
隔震装置应具有可变的水平刚度。
C.隔震装置具有水平弹性恢复力。
D。
隔震装置具有一定的阻尼和效能能力。
第六章砌体结构设计1.砌体结构的优点1)与钢结构和钢筋混凝土结构相比,砌体结构材料来源广泛,取材容易,造价低廉,节约水泥和钢材2)砌体结构构件具有承重和围护双重功能,且有良好的耐久性和耐火性,使用年限长,维修费用低。
砌体特别是砖砌体的保温隔热性能好,节能效果明显。
3)砌体结构房屋构造简单,施工方便,工程总造价低,而且具有良好的整体工作性能,局部的破坏不致引起相邻构件或房屋的倒塌,对爆炸、撞击等偶然作用的抵抗能力较强。
4)砌体结构的施工多为人工砌筑,不需模板和特殊设备,可以节省木材和钢材,新砌筑的砌体上即可承受一定荷载,因而可以连续施工。
5)当采用砌块或大型板材做墙体时,可以减轻结构自重,加快施工进度,进行工业化生产和施工。
2.砌体结构的缺点1)砌体结构自重大。
一般砌体的强度较低,建筑物中墙、柱的截面尺寸较大,材料用量较多,是引起结构自重大的原因。
因此,应加强轻质高强砌体材料的研究,以减小截面尺寸,减轻结构自重。
2)砌筑砂浆和砖、石、砌块之间的黏结力较弱,因此无筋气体的抗拉、抗弯及抗剪强度低,抗震及抗裂性能较差。
因此,应研制推广高黏结性砂浆,必要时采用配筋砌体,并加强抗震抗裂的构造措施。
3)砌体结构砌筑工作繁重。
砌体基本采用手工方式砌筑,劳动量大,生产效率低。
因此,有必要进一步推广砌块、振动砖墙板和混凝土空心墙板等工业化施工方法,以逐步克服这一缺点。
4)砖砌体结构的黏土砖用量很大,往往占用农田,影响农业生产。
因此,必须大力发展砌块,煤矸石砖、页岩砖、粉煤灰砖等黏土砖的替代品。
5.烧结普通砖的规格尺寸为240mm*115mm*53mm6.砂浆包括纯水泥砂浆、混合砂浆、石灰砂浆、黏土砂浆、石膏砂浆(前面两个含水泥)7.砌体的受压破坏特征三个阶段:一、属弹性阶段:此阶段裂缝细小,未能穿过砂浆层,如不继续增加压力,单块砖内的裂缝也不继续发展。
该阶段横向变形较小,应力——应变呈直线关系二、若荷载不增加维持恒值,裂缝仍会继续发展,砌体临近破坏三、荷载增加不多,而裂缝发展很快,并逐渐形成上、下贯通到底的通长裂缝,发生明显的横向变形,向外鼓出,导致失稳而破坏。
8.单块砖在砌体中的受力特点:1)砖块处于局部受压、受弯、受剪状态2)由于砖和砂浆受压后的横向变形不同,砖还处于侧向受拉状态3)竖向灰缝的应力集中9.影响砌体抗压强度的因素1)块材的强度和块材的形状砌体的破坏主要是由于单块砖内发生很大的受剪应力,是砌体产生贯通的竖向裂缝,因而分成几个小立柱以致最后失稳破坏,而并不是每块砖被压碎,即砖的抗压强度未被充分利用,所以砖砌体对砖强度的要求除了抗压强度外,还有对抗弯强度的要求。
砖的形状越整齐,规则,表面越光滑受力越均匀,砌体的抗压强度也越高。
另外,砖的厚度增加,会增加其抗弯强度,同样可以提高砌体的抗压强度。
2)砂浆强度等级和砂浆的和易性、保水性砂浆的强度等级越高,不但砂浆自身的承载能力提高,而且受压后的横向变形变小,可减小或避免砂浆对砖产生的水平拉力,在一定程度上可提高砌体的抗压强度。
由此也可以看出,砂浆的强度等级对砌体的抗压强度影响不如块材的影响大,且砂浆强度等级提高,水泥用量增加较大。
为节约水泥用量,一般不宜用提高砂浆强度等级的方法来提高气体构件的承载力。
另外,砂浆的和易性及保水性越好,越容易铺砌均匀,从而减小块材的弯、剪应力,提高砌体的抗压强度。
3)砌筑质量的影响砌体的砌筑质量对砌体的抗压强度影响很大。
如砂浆层不饱满,则块材受力不均匀;砂浆层过厚,则横向变形过大;砂浆层过薄,不易铺砌均匀;砖的含水率过低,将过多吸收砂浆的水分,影响砌体的抗压强度;若砖的含水率过高,将影响砖与砂浆的黏结力等。
为此,我国《砌体工程施工及验收规范》中将施工质量控制等级分为A、B、C三级。
10.高厚比墙、柱的高厚比越大则构件月细长,其稳定性就越差Β≤3时称为矮墙、短柱;反之,称为高墙、长柱3.墙体布置时原则1)明确传力体系,区分承重墙和非承重墙,要求传力明确,受力合理,使荷载以最简捷的途径经承重墙传至基础。
2)纵墙尽量拉通,避免断开和转折3)横墙间距不宜过大,对于多层房屋宜满足刚性方案要求,横墙厚度、长度及开洞尺寸宜满足刚性方案房屋对横墙的要求。
4)上下层墙体应连续贯通,前后对齐。
5)门、洞口位置上下对齐,其他孔洞尽量设在非承重墙上,主要承重墙避免过大开洞。
砌体结构的承重体系结构布置方案分类:1.横墙承重体系(楼板的两端搁置在横墙上,纵墙不承受自重以外的竖向荷载),纵墙承重体系(楼板的两端置于纵墙上,横墙不承受自重以外的竖向荷载),纵横墙混合承重体系和内空间承重体系。
荷载主要传递路线:楼(屋)面荷载——横墙——基础——地基特点:横墙为承重墙,承受绝大部分竖向荷载以及横向风荷载、横向地震作用;纵墙主要起围护、隔断和与横墙连接成整体的作用,纵墙只承受自重以及纵向风荷载、纵向地震作用,故墙上开设窗洞口较灵活;横墙间距小且数量多横墙承重体系优点:1. 房屋的整体空间刚度大,结构整体性好2.版跨度小,结构经济缺点:1. 平面布置不够灵活2.横墙较多,结构面积与自重相应增加。
应用:宿舍楼,住宅建筑2.纵墙承重体系荷载主要传递路线:楼(屋)面荷载——梁——纵墙——基础——地基特点:纵墙为承重墙,承受绝大部分竖向荷载以及纵向风荷载、纵向地震作用,因此纵墙上门窗洞口的大小及位置受到一定限制;横墙的设置主要是为了满足房屋的空间刚度,横墙承受自重以及横向房荷载、横向地震作用;横墙间距较大且数量较少,优点:横墙间距课较大,空间划分灵活,可设计城较大的室内空间。
适用于教学楼、办公楼、食堂、礼堂、单层小型厂房等公共建筑缺点:房屋的整体空间刚度较小应用:开间较大,不宜设置较多的横墙的建筑3. 纵横墙混合承重体系优点:空间组合较灵活,房屋空间刚度较好。
特点:介于上述两种方案之间。
纵横墙均承受楼面传来的荷载,因而纵横方向的刚度均较大;开间可比横墙承重体系大,而灵活性却不如纵墙承重体系;纵横墙承重体系适用于教学楼、实验楼、办公楼及医院的门诊楼等。
缺点:构件尺寸不统一荷载传递路线:楼面荷载⟹分别传给纵墙和横墙⟹基础⟹地基应用:教学楼,实验楼,办公楼,医院门诊楼4. 内框架承重体系荷载传递路线:---------墙-------楼面荷载------- 梁----------柱-----------------基础---------地基--------- 墙-------------------特点:内墙较少,获得的空间较大,但是房屋的空间刚度较差。
对于上层为住宅下层为内框架的结构,会造成上下刚度突变,不利于抗震。
外墙和内墙分别由砌体和钢筋混凝土两种压缩性能不同的材料组成,在荷载的作用下将产生压缩形变,引起附加内力,不利于抵抗地基的不均匀沉降。
施工上步骤复杂,给施工过程带来一定困难。
应用:轻工业厂房,商店注意:对于多层砌体结构宜优先采用横墙承重以及纵墙承重体系,使得房屋受力均匀。
影响砌体抗压强度的因素:①块材的强度和块材的形状②砂浆强度等级和砂浆的和易性、保水性③砌筑质量的影响。
梁或屋架端部支承面下砌体局部受压承载力不足时,通常采用设置刚性垫块或柔性垫梁的方法。
墙体计算主要包括内力计算和截面承载力计算。
砌体结构房屋的墙、柱设计可按下列步骤进行:1.确定结构方案及进行结构布置2.确定静力计算方案3.墙、柱高厚比验算4.受压承载力计算5.局部受压承载力计算房屋的静力计算方案分为刚性方案、弹性方案和刚弹性方案。
①刚性方案:当山墙(横墙)间距非常短时,由于屋面水平梁的水平刚度很大,可以认为屋面无水平位移,η<0.33②弹性方案:当山墙(横墙)间距很大时,屋面水平梁的水平刚度较小,η>0.77③刚弹性方案:当山墙(横墙)间距相对小时,屋面的跨度相对短一些,相对的水平刚度较大,楼板处的相对位移比弹性方案小一些,0.33<η<0.77。
验算墙柱高厚比的目的是使墙体稳定性得以保证。
高厚比验算包括两方面①允许高厚比的限值②墙柱实际高厚比的确定。
沉降缝.伸缩缝.及防震缝的设置1.沉降缝:设置沉降缝是消除由于过大不均匀沉降对房屋造成危害的有效措施.沉降缝将建筑物从屋顶到基础全部断开,分成若干长高比小.整体刚度好的单元,保证各单元能独立沉降,而不致引起开裂.下列部位宜设沉降缝1建筑平面的转折部位2建筑物高度和荷载差异处(包括局部地下室边缘)3过长建筑物的适当部位4地基土的压缩性有显著差异处5建筑物基础或结构类型不同处6分期建造的房屋的交界处2.伸缩缝:伸缩缝将过长的建筑物用缝分成几个长度较小的独立单元,使每个单元砌体因收缩和温度变形而产生的拉应力小于砌体的抗拉强度,从而防止和减小墙体竖向裂缝的产生.3.防震缝:应沿房屋全高设置,其两侧宜设置墙体,基础可不设防震缝 1.房屋里面高差在6米以上.2房屋有错层,且楼板高差比较大,3各部分刚度.质量截然不同在砌体结构房屋中,墙体内在水平方向设置封闭的钢筋混凝土梁称为圈梁.位于房屋檐口处的圈梁又称为檐口圈梁,位于±0.000以下基础处设置的圈梁,又称为地圈梁.圈梁的构造要求:1.圈梁宜连续地设在同一水平面上,并形成封闭状.当圈梁被门窗洞口截断时,应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。