土木工程力学基础ppt课件
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土木工程中的力学基本概念PPT课件
12. 3
结构的失效
第28页/共33页
1、作用效应、抵抗能力和基本功能
1）作用效应：房屋结构因承受着各种作用力而产生的拉伸、压 缩、弯曲和剪切变形。 2）抵抗能力：指由材料、截面及其连接方式所构成的抗拉能力、 抗压能力、抗弯能力、抗剪等能力，以及结构所能经受的变形、 位移或沉降量。
3）结构设计应遵循的原则
大 坝
三角形分布荷载
第18页/共33页
12.２
应力、应变和弹性
第19页/共33页
一、应力 作用于单位面积上的内力强度称之为应力：
p
A
第20页/共33页
拉力
压力
弯矩
剪力
第21页/共33页扭力源自二、应变 单位长度的变化量
L
L
第22页/共33页
三、弹性 当有力作用一物体时，物体有变形。当这个力移去
北京郊区某 5m高单层房 屋迎风面风载
0.22kn m2
第7页/共33页
同处一幢 18层高层 建筑
0.7kn m2
4.地震、震级、烈度、地震荷载 ▪ 地震：以地面发生不同强烈程度的振动为特征的一种 物理现象
震源 震中 震中距
第8页/共33页
▪ 震级：表示地 震的强度，用释 放出来的能量大 小衡量。
2.活载
可移动的 外加力
作用在工程结 构上的活载类 型主要有：
第2页/共33页
3.1 荷载
3.静载、动载、周期和风载
▪ 静载：荷载作用不变或作 用变化缓慢。 ▪ 动载：荷载作用急剧、 快速变化。如撞击力、落 重等。
注意：动载对房屋的作用效 应比它们作为静载的绝对值 要大。
第3页/共33页
第4页/共33页
▪ 周期和风载： 风载可分为动载、静载。
土木工程力学PPT课件
第15页/共52页
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
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
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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
土木工程结构力学教学PPT
应力与应变
01
02
03
04
应力
由于外力作用在物体内部产生 的单位面积上的作用力。
应变
物体在外力作用下发生的形变 。
弹性模量
材料在弹性范围内应力与应变 之比，反映了材料的刚度。
泊松比
材料横向应变与纵向应变之比 ，反映了材料的横向变形性质
。
材料在各种状态下的力学性能拉伸材料在轴向受到拉力时的 力学性能，包括抗拉强度 、屈服点和伸长率等。
土木工程结构力学教学
目
CONTENCT
录
• 引言 • 结构力学的基本概念 • 静力学基础 • 材料力学基础 • 结构分析方法 • 结构稳定性与振动 • 结构优化设计 • 结论与展望
01
引言
课程简介
土木工程结构力学是土木工程专业的一门核心课程，主要研究结 构在各种外力作用下的响应和行为。
该课程涉及静力学、动力学、弹性力学、塑性力学等方面的知识 ，为土木工程师在设计、施工和维护土木工程结构时提供必要的 理论基础。
结构优化设计的方法和步骤
结构优化设计的方法
常见的结构优化设计方法有数学规划法、遗传算法、模拟退火算 法等。这些方法通过建立数学模型，将结构设计问题转化为求解 数学模型的最优解问题。
结构优化设计的步骤
结构优化设计通常包括问题定义、建立数学模型、选择优化算法 、求解最优解、结果分析和验证等步骤。其中，问题定义是明确 设计目标和约束条件；建立数学模型是将问题抽象为数学表达式 ；选择优化算法是根据问题特点选择合适的求解方法；求解最优 解是通过算法计算得到最优设计方案；结果分析和验证是对最优 解进行评估和验证。
研究方法
通过理论分析、实验研究和数值 模拟等方法，研究结构的内力和 变形，以及结构的稳定性、承载 能力和抗震性能等。
中职土木工程力学基础1.3课件
（3）固定端支座
限制物体的运动：既限 制构件沿任何方向的移 动，又限制构件的转动。 约束反力：作用于插入 处的水平约束反力和竖 向约束反力，还有一个 阻止转动的力偶。 输电 杆与 地基 的联 结也 是固 定端
钢筋混凝土柱，插入基础部分较深，而且四周又用混凝土 与基础浇筑在一起，也属于固定端支座
铰链
如将一个圆柱形光滑销钉插入两个物体的圆孔中，就构成了圆 柱铰链（图a），圆柱铰链简称为铰链。门窗用的合页就是圆 柱铰链的实例。这种约束不能限制物体绕销钉转动，但能限制 物体在垂直于销钉轴线的平面内沿任意方向的移动。圆柱铰链 的约束力也垂直于销钉轴线，用两个互相垂直的未知力 Fx、 Fy来表示。
在工程实际中，大型钢梁或一些钢架桥以及立交桥的伸缩缝 处的一端常采用可动铰支座（如下图所示 ）。其作用是： 当因热胀冷缩而长度稍有变化时，可动铰支座相应地沿支承 面滑动，从而避免温度变化引起的不良后果在垂直于销钉轴线的平面内沿任 意方向的移动，而不限制构件绕销钉轴线的转动。 约束反力：两个互相垂直的未知力F x、F y来表示。
1.3 约束与约束反力
因为灯、梁和坐在椅子上的人的运动受到周围物体的限制 ，而不可能在空间某些方向运动。这种限制物体运动的物 体在力学中称为约束。绳索是灯的约束，墙或柱子是其所 支承的梁的约束，椅子是坐在它上面的人的约束。
一、约束与约束反力的概念
•约束：限制物体运动的物体（通常是两物体相互接触而产生 限制，同时约束也是相互的） •约束反力：约束对被约束物体运动的阻碍作用。其方向总是 与约束所能限制的运动方向相反，其作用效果是限制被约束 物体的运动 •主动力：与约束反对应，主动使物体运动或使物体有运动 趋势的力称为主动力。如重力、风压力、土压力等。主动力 在工程上称为荷载。一般情况下，物体总是同时受到主动力 和约束力的作用。主动力通常是已知的，而约束力则是未知 的。
《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
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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
(全)中职土木工程力学基础PPT资料
螺栓连接，杆件也可绕结点作微小的转动，计算时，结点也可 以简化为铰链连接，各根通过结点连接的杆件，也可看成二力 杆，通常上弦杆和腹杆受压，下弦杆受拉。为保证屋顶的稳定 性和安全性，在施工过程中，必须保证结点的施工质量和屋架 的垂直度、水平度等。
管桩在锤击沉桩过程中，受到冲击动荷载的作用。
4、图示为一起重机匀速吊装一重为 W=80 kN 的重物。 目前，钢屋架中，主要有网架结构〔球形结点，图c〕和三角形屋架〔桁架结构，图b）。 抗拉、压刚度EA 反映了用某种材料制作的一定截面尺寸的杆件抵抗拉、压变形的能力。 变形就是物体形状和尺寸的改变 道路与桥梁工程中许多桥墩属于轴向受压构件，其截面通常采用圆形〔图c〕或方形。 钢质拉索---轴向受拉构件 1、计算图示杆指定截面的轴力 轴向拉、压杆横截面上的应力是正应力，且在横截面上均匀分布 某房屋工程为预应力混凝土管桩基础，采用干打锤击沉桩方法〔如图〕进行沉桩时桩身应垂直，垂直度偏差不得超过0. 某房屋工程为预应力混凝土管桩基础，采用干打锤击沉桩方法〔如图〕进行沉桩时桩身应垂直，垂直度偏差不得超过0. 三、 轴向拉、压时杆件的应力 二、 轴向拉、压时杆件的内力 在同一中心线上，并采用两台成90o 方向的经纬仪校准，确保桩身垂直，防止打偏，使管桩的竖向承载力达到设计要求。 目前，钢屋架中，主要有网架结构〔球形结点，图c〕和三角形屋架〔桁架结构，图b）。 单位面积上分布的内力称为应力，它反映了内力的分布集度。 变形就是物体形状和尺寸的改变 五、 轴向拉、压时杆件的变形
钢质拉索---轴向受拉构件
钢质拉索---轴向受拉构件
道路与桥梁工程中许多桥 墩---轴向受压构件
由于桥墩是轴向受压构件，故其 纵向受力钢筋沿周边均匀分布
钢结构屋架中，常见的轴向受拉或受压构件分析。
管桩在锤击沉桩过程中，受到冲击动荷载的作用。
4、图示为一起重机匀速吊装一重为 W=80 kN 的重物。 目前，钢屋架中，主要有网架结构〔球形结点，图c〕和三角形屋架〔桁架结构，图b）。 抗拉、压刚度EA 反映了用某种材料制作的一定截面尺寸的杆件抵抗拉、压变形的能力。 变形就是物体形状和尺寸的改变 道路与桥梁工程中许多桥墩属于轴向受压构件，其截面通常采用圆形〔图c〕或方形。 钢质拉索---轴向受拉构件 1、计算图示杆指定截面的轴力 轴向拉、压杆横截面上的应力是正应力，且在横截面上均匀分布 某房屋工程为预应力混凝土管桩基础，采用干打锤击沉桩方法〔如图〕进行沉桩时桩身应垂直，垂直度偏差不得超过0. 某房屋工程为预应力混凝土管桩基础，采用干打锤击沉桩方法〔如图〕进行沉桩时桩身应垂直，垂直度偏差不得超过0. 三、 轴向拉、压时杆件的应力 二、 轴向拉、压时杆件的内力 在同一中心线上，并采用两台成90o 方向的经纬仪校准，确保桩身垂直，防止打偏，使管桩的竖向承载力达到设计要求。 目前，钢屋架中，主要有网架结构〔球形结点，图c〕和三角形屋架〔桁架结构，图b）。 单位面积上分布的内力称为应力，它反映了内力的分布集度。 变形就是物体形状和尺寸的改变 五、 轴向拉、压时杆件的变形
钢质拉索---轴向受拉构件
钢质拉索---轴向受拉构件
道路与桥梁工程中许多桥 墩---轴向受压构件
由于桥墩是轴向受压构件，故其 纵向受力钢筋沿周边均匀分布
钢结构屋架中，常见的轴向受拉或受压构件分析。
《土力学与基础工程》课件
土的工程分类
01
02
巨粒土、粗粒土、细粒土
无粘性土、粘性土
03
饱和土、非饱和土
04
粉质粘土、粘质粉土等
土的渗透性与渗流
01
渗透系数的测 定与计算
02
渗透力与渗透 变形
地下水的运动 规律与水头差
03
04
渗流力与渗流 场的概念
02
土力学性质与工程应 用
土的压缩性与地基沉降
土的压缩性
土在压力作用下体积减小的性质。
浅基础设计原则
浅基础设计时需要考虑地质勘察报告、建筑物类型、荷载 大小等因素，并遵循相应的设计规范和标准。
浅基础类型
常见的浅基础类型包括平板基础、独立基础、条形基础等 。这些基础类型根据不同的地质条件和建筑物要求进行选 择和设计。
浅基础施工方法
浅基础的施工方法包括开挖、填筑、排水等措施，施工过 程中需要采取相应的安全措施，确保施工质量和安全。
软土地基处理、边坡稳定等。
水利工程
在水利工程建设中，土力学与基 础工程涉及水库大坝、堤防、水 电站等工程的设计和施工，如坝 基稳定性分析、库岸滑坡治理等
。
城市建筑
在高层建筑、地铁、地下空间开 发等城市建筑领域，土力学与基 础工程涉及深基坑开挖、桩基设 计等方面，对于保障建筑安全具
有重要意义。
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桩基设计
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
桩基设计概述
桩基是一种深基础类型 ，通过在地基中设置桩 基来承受建筑物荷载。 桩基具有较高的承载力 和稳定性，适用于地质 条件复杂或荷载较大的 建筑物。
桩基类型
根据不同的材料和施工 方法，桩基可分为预制 桩、灌注桩、扩基桩等 类型。不同类型的桩基 适用于不同的地质条件
土木工程力学基础课件
疲劳寿命
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。
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。
土木工程力学课件第2-3章
2.5.1 平面一般力系的平衡方程
如图2-17a所示平面一般力系,各力向任意点A平移,得一平面 汇交力系和一平面力偶系(图2-17b)。
图2-17 平面一般力系向一点简化
表2-1 平面力系的平衡方程
表2-1 平面力系的平衡方程
表2-1 平面力系的平衡方程
2.5.2 单个构件的平衡问题
应用平面力系的平衡方程解单个刚体的平衡问题,其步骤 为:
图2-24 静定多跨梁的受力分析
图3-1 杆件的基本受力变形形式
图3-2 组合变形
图3-3 柱的受力变形形式
3.3.1 杆件的内力 如图3-4所示,用力拉橡皮筋的A、B两端,橡皮筋会伸长。
图3-4 橡皮筋的受力与变形
3.3.2 显示内力计算内力的方法——截面法
为了计算内力,须用一个假想的截面将杆件截为两部分,使构 件的内力显示出来,然后,取其中一部分为研究对象,用静力平 衡方程计算内力。
*3.7.2 动荷载下的轴向拉伸压缩直杆
图3-18 动荷载小实验
图3-19 松紧带承受静荷载、动荷载
图3-20 施工中直杆的动荷载
图3-11 轴向拉压杆的应力
3.5.1 轴向拉压杆的强度条件 杆件材料抵抗破坏的能力称为杆件的强度。
表3-1 钢材基本许用应力
3.5.2 强度计算的三种类型 应用强度条件,可以进行三个方面的强度计算:
图3-12 钢板的拉伸强度计算
3.6.1 弹性变形和塑性变形
固体在外力作用下会产生两种不同性质的变形:一种是弹性 变形——当外力撤除时随着消失的变形(图3-14a);外力较大 时,固体除了产生弹性变形之外,还会产生塑性变形——外力 撤除之后残留下来的变形(图3-14b)。
图3-8 四人拉绳与两人拉绳
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2.公式： MO(F) =± F d +
_
3.单位： N·m ,KN·m
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二、新知学习
请你画出力臂？ 3 2 4
1
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二、新知学习
一点、二线、三垂直、四标记
（1）当力F的大小等于零，或者
d1
力矩的性质
F1
力的作用线通过矩心（即力臂d=0） 时，力矩等于零。
O
d2
（2）当力沿作用线移动时，不会 改变力对某点的矩。
(如图 )，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
F完1整版课件
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二、新知学习
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请你说出：荷载的分类？
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二、新知学习
F2
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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
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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
荷载的分类
集中荷载 分布荷载
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二、新知学习
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请你计算均布荷载的力矩
1
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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 (l/2)
4、确定力臂
5、计算力矩
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二、新知学习
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
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二、新知学习
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请你说出：力对物体的转动效果跟什么因素有关？ Nhomakorabea完整版课件
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二、新知学习
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请你阅读信件
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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 实验2
O
A
B
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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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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。
请你计算均布荷载q对A点的力矩
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二、新知学习
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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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作业
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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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