建筑力学教案(完整版)

《建筑力学》教案

第一章绪论

【目得要求】

1、掌握:刚体得概念,杆件变形得基本形式。

2.熟悉:平面杆系结构得类型,建筑力学得任务,刚体、变形体及其基本假设。

3.了解:薄壁结构、实体结构得概念,载荷得分类。

【重点、难点】

1.教学重点:杆件变形得基本形式。

2.教学难点:刚体、变形体及其基本假设。

【教学方法与教学手段】

讲授式、讨论式、案例式。

【教学时数】 4学时

【本章知识点】

1.杆系结构

杆系结构——建筑物中得骨架主要由杆件组成,建筑力学主要研究平面杆件结构,在计算简同中用其轴线表示;

2.计算模型:刚体、变形体

计算模型－刚体、变形体——其中刚体就是受力不变形得物体,当我们讨论得问题与变形无关或影响很小时可以使问题简化;

3.变形基本形式

变形体就是物体变形不可忽略时得讨论,但也要有连续、均匀及各向同性得假设。包括拉压、剪切、扭转、弯曲,这四种基本得变形形式就是日常生活中常见得,在本课程得学习中,应注意产生变形得力与力偶与相应得变形得对应关系。

4.建筑力学得内容与任务

(1)结构由杆件组成,如何组成才能成为一个结构就是我们首先要研究得问题;

(2)结构就是要承受荷载得,这里讨论最简单得结构(静定结构)在荷载作用下得内力计算(杆件视为刚体)

(3)研究单个杆件在基本变形形式下得受力情况,及其相应得变形以及受力与变形之间关系(变形体)

(4)静定结构在荷载作用下得变形与位移

(5)超定结构得内力(位移)三个经典方法

(6)直杆受压得稳定问题

5.集中荷载、均布荷载

主要讨论集中荷载、均布荷载问题,其它荷载在其她课程讨论。

【基本内容及要求】

1.结构与构件

(1)理解结构得概念;

(2)了解结构按其几何特征得三种分类。

2.刚体、变形体及其基本假设

(1)了解建筑力学中物体得概念;

(2)掌握在建筑力学中将物体抽象化为两种计算模型,以及刚体、理想变形固体得概念及其主要区别。

(3)掌握弹性变形与塑性变形得概念。

3.杆件变形得基本形式

(1)掌握轴向变形或压缩、剪切、扭转、弯曲四种基本变形得变形特点。

4.建筑力学得任务与内容

(1)了解建筑力学得任务、目得,结构正常工作必须满足得要求;

(2)掌握强度、刚度、稳定性得概念;

(3)了解建筑力学得内容。

5.荷载得分类

(1)掌握荷载得概念;

(2)了解按荷载作用范围得分类及分布荷载、集中荷载得概念;

(3)了解按荷载作用时间得分类及恒荷载、活荷载得概念;

(4)了解按荷载作用性质得分类及静荷载、动荷载得概念及动荷载作用得基本特点。

第二章静力学基础

【目得要求】

本章研究力对点得矩得概念及其计算,还研究组成力系得力偶。其目得就是这些知识不仅在实际中有重要意义,而且还为学习下一章平面一般力系打下基础。研究力得基本知识与物体得受力分析。其目得就是应用力系得平衡条件,根据已知力求出结构得支座反力,为下一步得结构计算打好基础。

1、掌握力矩得概念与计算,合力矩定理及其应用;力偶得概念、力偶得基本性质以及平面力偶系得合成与计算;能对单个物体与简单得物体系统进行正确得受力分析并绘出受力图。

2.熟悉力得概念、平衡得概念、静力学公理、常见约束及相应约束反力

3.了解几种常见约束得实例。

【重点、难点】

1.教学重点:力矩得概念与计算,合力矩定理及其应用;力偶得概念、力偶得基本性质以及平面力偶系得合成与计算;能对单个物体与简单得物体系统进行正确得受力分析并绘出受力图。

2.教学难点:对物体系统进行正确得受力分析并绘出受力图。

【教学方法与教学手段】

讲授式、讨论式、案例式。

【教学时数】 6学时

【基本内容】

一、约束与约束反力

一般所说得支座或支承;约束就是相对得,a对b有一方向得约束,则b对a就有同一方向相反得约束与约束相对应得约束力也就是相对得。

一物体(例为一刚性杆件)在平面内确定其位置需要两个垂直方向得坐标(一般取水平x,竖直y)与杆件得转角。因此对应得约束力就是两个力与一个力偶

根据约束(限制)得位移与相应得约束力可以将7种约束形式归纳为以下4类:

1.一个位移得约束及约束反力

2.两个位移得约束及约束反力

3.三个位移得约束及约束反力

4.一个位移及一个转角得约束及约束反力

1.一个位移得约束及约束反力

柔索约束:由软绳构成得约束。绳索悬挂重物,物体只能受绳子对其向上得拉力

光滑面约束:由两个物体光滑接触构成得约束。物体在光滑地面上,只受地面对其向上得压力;

滚动铰支座:将杆件用铰链约束连接在支座上,支座用滚轴支持在光滑面上,这样得支座称为滚动铰支座。表示物体在竖直方向受到约束;

链杆约束:链杆就是两端用光滑铰链与其它物体连接,不计自重且中间不受力作用得杆件。物体在竖直方向受到约束,约束力可向上,可向下。

这部分重点要求:根据约束形式、熟练确定其约束性质,并正确画出约束力。约束力得方向可根据判断确定一个正方向;不易判断得可以任意确定一个正方向。

2.两个位移得约束及约束反力(固定)

铰支座:分为固定铰支座与滚动铰支座。固定铰支座就是将铰链约束与地面相连接得支座;固定铰支座就是将杆件用铰链约束连接在支座上,支座用滚轴支持在光滑面上。

3.三个位移得约束及约束反力

固定端:使杆件既不能发生移动也不能发生转动得约束;

4.一个位移及一个转角得约束及约束反力

定向支座:将杆件用两根相邻得等长、平行链杆与地面相连接得支座。

二、结构计算简图

计算简图就是实际结构得简化模型。

选用原则就是:反映实际结构得主要性能;同时便于分析与计算。计算简图得选用需要较深厚得力学概念,并与工程实践相结合,以及实践得检验。

本课程只讨论(典型)计算简图。

1.支座形式及反力:

支座得形式有:链杆支座、铰支座、固定支座及定向支座。

支座约束要注意:

(1)链杆支座得约束反力必定沿着两铰链中心得连线作用在物体上。准确地说应为约束得位移方向。如:表示为滚轴支座与可动铰支座形式,则约束反力应为竖直方向,

二力杆得杆件只通过两端铰链受力作用,链杆只在两端铰链外受力作用,因此又称二杆。

(2)铰支座及反力,这里得铰支座就是固定铰支座:约束杆端得轴向、切向位移;相应得约束反力就是一个轴力与一个剪力。可以用两个垂直分力表示。

(3)固定支座:约束杆端得轴向、切向位移及转动;相应得固定端约束反力就是一个轴力、一个剪力与一个力偶。