建筑力学-课件(完整版)

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1、建筑力学绪论一、建筑力学的任务建筑力学是一门重要的专业基础课，掌握基本的力学知识和计算方法可为建筑工程领域的结构设计和建筑施工等提供基本保障，也为进一步学习相关的专业课程打下必要的基础。第一节建筑力学的任务和内容荷载：建筑物各部分的自重、人和设备的重力、风力等等，这些直接主动作用在建筑物上的外力在工程上统称为荷载。结构、构件：在建筑物中承受和传递荷载而起骨架作用的部分或体系称为结构。组成结构的每一个部件称为构件。结构分类1按组成结构的形状及几何尺寸分类：杆件结构（即长度远大于截面尺寸的构件）如梁柱等杆件结构依照空间特征分类：平面杆件结

2、构：凡组成结构的所有杆件的轴线在一平面内空间杆件结构薄壁结构（长度和宽度远大于厚度的构件）如薄板薄壳实体结构(长宽高接近的结构）如挡土墙堤坝等如图0–1是一个单层工业厂房承重骨架的示意图，它由屋面板、屋架、吊车梁、柱子及基础等构件组成,每一个构件都起承受和传递荷载的作用。如屋面板承受着屋面上的荷载并通过屋架传给柱子，吊车荷载通过吊车梁传给柱子，柱子将其受到的各种荷载传给基础，最后传给地基。图0-1赵州桥纽约世贸中心上海世界环球金融中心悉尼歌剧院斜拉桥三峡大坝平衡状态无论是工业厂房或是民用建筑、公共建筑，它们的结构及组成结构的各构件都相

3、对于地面保持着静止状态，这种状态在工程上称为平衡状态。保证构件的正常工作必须同时满足三个要求：（1）在荷载作用下构件不发生破坏，即应具有足够的强度；（2）在荷载作用下构件所产生的变形在工程允许的范围内，即应具有足够的刚度；（3）承受荷载作用时，构件在其原有形状下的平衡应保持稳定的平衡，即应具有足够的稳定性。构件的强度、刚度和稳定性统称为构件的承载能力。其高低与构件的材料性质、截面的几何形状及尺寸、受力性质、工作条件及构造情况等因素有关。在结构设计中，如果把构件截面设计得过小，构件会因刚度不足导致变形过大而影响正常使用，或因强度不足而迅

4、速破坏；如果构件截面设计得过大，其能承受的荷载过分大于所受的荷载，则又会不经济，造成人力、物力上的浪费。因此，结构和构件的安全性与经济性是矛盾的。建筑力学的任务就在于力求合理地解决这种矛盾。即：研究和分析作用在结构（或构件）上力与平衡的关系，结构（或构件）的内力、应力、变形的计算方法以及构件的强度、刚度和稳定条件，为保证结构（或构件）既安全可靠又经济合理提供计算理论依据。二、建筑力学的研究内容要处理好构件所受的荷载与构件本身的承载能力之间的这个基本矛盾，就必须保证设计的构件有足够的强度、刚度和稳定性。建筑力学就是研究多种类型构件(或构

5、件系统)的强度、刚度和稳定性问题的科学。各种不同的受力方式会产生不同的内力，相应就有不同承载能力的计算方法，这些方法的研究构成了建筑力学的研究内容。第二节学习建筑力学的目的建筑力学是研究建筑结构的力学计算理论和方法的一门科学，它是建筑结构、建筑施工技术、地基与基础等课程的基础，它将为读者打开进入结构设计和解决施工现场许多受力问题的大门。显然作为结构设计人员必须掌握建筑力学知识，才能正确的对结构进行受力分析和力学计算，保证所设计的结构既安全可靠又经济合理。作为施工技术及施工管理人员，也要求必须掌握建筑力学知识。知道结构和构件的受力情况，

6、什么位置是危险截面，各种力的传递途径以及结构和构件在这些力的作用下会发生怎样的破坏等等，才能很好地理解图纸设计的意图及要求，科学地组织施工，制定出合理的安全和质量保证措施；在施工过程中，要将设计图纸变成实际建筑物，往往要搭设一些临时设施和机具，确定施工方案、施工方法和施工技术组织措施。如对一些重要的梁板结构施工，为了保证梁板的形状、尺寸和位置的正确性，对安装的模板及其支架系统必须要进行设计或验算；进行深基坑（槽）开挖时，如采用土壁支撑的施工方法防止土壁坍落，对支撑特别是大型支撑和特殊的支撑必须进行设计和计算，这些工作都是由施工技术人员

7、来完成的。因此，只有懂得力学知识才能很好地完成设计及施工任务，避免发生质量和安全事故，确保建筑施工正常进行。第一章静力学基础第一节基本概念一、力1.力的定义力是物体之间相互的机械作用。由于力的作用，物体的机械运动状态将发生改变，同时还引起物体产生变形。前者称为力的运动效应（或外效应）；后者称为力的变形效应（或内效应）。在本课程中，主要讨论力对物体的变形效应。2.力的三要素力的大小、方向（包括方位和指向）和作用点，这三个因素称为力的三要素。实际物体在相互作用时，力总是分布在一定的面积或体积范围内，是分布力。如果力作用的范围很小，可看成是

8、作用在一个点上，该点就是力的作用点，建筑上称这种力为集中力。（1）力是矢量。力是一个既有大小又有方向的量，力的合成与分解需要运用矢量的运算法则，因此它是矢量（或称向量）。（2）力的矢量表示。矢量可用一具有方向的线段来表示