哈工大建筑力学课件第1章(第1 2 3 4节) 绪论(2学时)

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1、第一章绪论林国昌办公地点：科学院A栋414电话：15846587030建筑力学课程划分¢1.理论力学(静力学部分)¢教材第2—5章¢2.材料力学¢教材第6—11章¢3.结构力学¢教材第12—15章教材：李前程安学敏编《建筑力学》中国建筑工业出版社，1998.42建筑与结构——学习建筑力学的必要性¾建筑学是一门介于工程类和艺术类之间的特殊学科，它需要将工程和艺术充分结合，同时兼顾严密的逻辑思维与跳跃性的抽象思维之间的有机互动。¾纵观国内外，著名的建筑大师和优秀的建筑作品都是结构形式与建筑理念的完美结合。苏州园林巴黎卢浮宫金字塔入口建筑与结构——学习建筑力学的必要性达·芬奇自画像最后的晚

2、餐4机械设计最后的米兰建筑与结构——学习建筑力学的必要性中国中央电视台总部（大裤衩）苏州“东方之门”(“秋裤”)辽宁抚顺市“生命之环”上海中心大厦、金茂大厦、(“马桶圈”)上海环球金融中心建筑与结构——学习建筑力学的必要性建筑力学是建筑学、工程管理、房地产等专业的一门技术基础课，是一门重要的必修课程。建筑三要素：1、坚固：建筑功能（技术）坚固美观第一位:由结构承担!!!2、适用：物质技术条件（经济）适用3、美观：建筑形象（艺术）楼脆脆2009年上海“莲花河畔景苑”倒楼2012年哈尔滨阳明滩引桥侧翻第一章绪论§1–1建筑力学的任务和内容§1–2刚体、变形固体及其基本假设§1–3杆件变形

3、的基本形式§1–4荷载的分类7§1-1建筑力学的任务和内容林国昌§1–1建筑力学的任务和内容¾结构——建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分。¾构件——组成结构的各单独部分。轻钢结构9§1–1建筑力学的任务和内容图中的基础、柱子、吊车梁、屋面板都是构件。10§1–1建筑力学的任务和内容结构的分类：1.杆系结构(建筑力学主要研究对象)：构件为杆件。杆件的几何特征：长度远远大于横截面的宽度和高度。杆件11§1–1建筑力学的任务和内容直杆:曲杆：拱折杆：刚架12§1–1建筑力学的任务和内容2.薄壁结构:薄板或薄壳为杆件。薄板或薄壳：几何特征为厚度远远小于另两个方向的尺寸。东京代代木国家大剧院朝

4、鲜龟壳战船13国立综合体育馆§1–1建筑力学的任务和内容3.实体结构:三个方向的尺寸基本为同量级的结构14§1–1建筑力学的任务和内容建筑力学的内容：¾静力学基础：研究物体的受力分析、力系简化与平衡、以及杆系结构的组成规律等。¾内力分析：研究静定结构和构件的内力的计算方法及其分布规律。¾强度、刚度和稳定性问题。¾超静定结构问题。15§1–1建筑力学的任务和内容强度、刚度和稳定性问题：强度：抵抗破坏的能力，即材料强度破坏时所需外力大小的指标。几种材料，体会材料特性：低碳钢：刚性，强度高玻璃片：刚性，强度低尼龙绳：柔性，强度高橡胶：柔性，强度低满足强度要求就是：要求结构的各构件在正常工作

5、条件下不发生破坏。构件满足，结构满足。研究强度问题应力分析是关键！§1–1建筑力学的任务和内容强度、刚度和稳定性问题：刚度：抵抗变形的能力。¾不同材料有不同的刚度特性。¾材料的刚度用弹性模量E表示。满足刚度要求就是：要使结构或构件在正常工作条件下所发生的变形不超过允许的范围。研究刚度问题求机构或构件的变形是关键！§1–1建筑力学的任务和内容强度、刚度和稳定性问题：稳定性：结构或构件原有的形状保持稳定的平衡状态。稳定性要求：要使结构或构件在正常工作条件下不会突然改变原有形状，以致发生过大的变形而导致破坏。设想的太空天梯三角形稳定性好稳定性差§1–1建筑力学的任务和内容稳定性破坏案例：2

6、0世纪初年，美国著名桥梁工程师库帕在设计这座大桥时，为争得“世界上最大跨度的悬臂桁架桥”之名，将悬跨的长度由原来的500米加长到了600米。结果，正当大桥建成行将剪彩通车时，桥梁的整个金属结构突然垮塌解体了，75名工人由之丧生。事故调查表明，正是因为库帕的过分自信，忽略了对桁架重量的精确计算，发生稳定性破坏，故而导致悲剧的发生。§1-2刚体、变形固体及其基本假设林国昌§1-2刚体、变形固体及其基本假设物体：结构和构件统称为物体。建筑力学中，将物体抽象化为两种计算模型：¾刚体模型。¾理想变形固体模型。21§1-2刚体、变形固体及其基本假设¾刚体：外力作用下形状和大小均不发生改变，即物体

7、内部任意两点之间的距离始终保持不变。例如:桥梁在车辆、人群等荷载作用下的最大竖直变形一般不超过桥梁跨度的1/700～1/900。桥梁的微小变形对于研究桥梁的平衡问题影响很小，因而可以将桥梁视为不变形的理想物体——刚体。研究平衡问题及求解内力问题时的力学模型。22§1-2刚体、变形固体及其基本假设¾一般变形固体：外力作用下物体的几何形状和尺寸均会发生一定程度的改变，变形成为所研究问题的主要因素时，视为一般变形固体。23§1-2刚体、变形固体及其基本假设理想变