建筑力学
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大二建筑力学的知识点建筑力学是建筑工程专业中的一门重要课程,它研究的是建筑结构在外力作用下的受力和变形情况。
熟练掌握建筑力学的知识,对于合理设计和可靠建造结构起到至关重要的作用。
本文将介绍大二建筑力学的一些重要知识点。
1. 静力学静力学是力学的基础,也是建筑力学的基石。
在静力学中,我们研究力的平衡条件和力的合成分解,以及物体的平衡条件等。
在建筑力学中,我们常常需要计算力的合成、重心位置和倾覆稳定等问题,这些都是静力学的基本内容。
2. 杆件受力分析杆件是建筑结构中最基本的构件,其受力分析是建筑力学中的重要内容。
在杆件受力分析中,我们研究杆件的受力状态、内力分布和受力的平衡条件等。
通过分析杆件的受力情况,可以确定杆件的强度和稳定性,从而为结构设计提供依据。
3. 梁的受力分析梁是建筑结构中常见的构件,其受力分析是建筑力学中的重点内容之一。
在梁的受力分析中,我们研究梁的内力分布、弯矩和剪力等。
通过分析梁的受力情况,可以确定梁的截面尺寸和材料选择,确保梁在承受荷载时不会发生破坏。
4. 简支梁和连续梁在梁的类型中,简支梁和连续梁是最常见的两种形式。
简支梁受到两端支承力的作用,连续梁则在多个支点处受到支承力的作用。
对于简支梁和连续梁的受力分析,我们需要考虑其内力分布和影响因素,确保结构的安全和稳定。
5. 柱的受力分析柱是建筑结构中起支撑作用的构件,其受力分析也是建筑力学中的重要内容。
在柱的受力分析中,我们研究柱的轴力、弯矩和剪力等。
通过合理分析柱的受力情况,可以确保柱的截面尺寸和材料选择,保证柱在受力时具有足够的强度和稳定性。
6. 框架结构框架结构是建筑中常用的结构形式之一,在建筑力学中也有特殊的分析方法。
框架结构由多个柱、梁和节点组成,通过节点的刚性连接形成整体结构。
在框架结构的受力分析中,我们需要考虑节点的力的平衡条件和杆件的受力情况,以确保整个框架结构的安全和稳定。
7. 钢结构和混凝土结构钢结构和混凝土结构是建筑中常用的两种结构形式,它们具有不同的特点和受力性能。
建筑力学的知识点公式总结1. 受力分析在建筑力学中,受力分析是非常基础的知识点,它是分析结构在外力作用下的受力和变形情况。
受力分析的基本原理是平衡条件,即结构受力平衡,外力和内力之和为0。
常见的受力分析问题包括梁的受力分析、柱的受力分析、桁架的受力分析等。
2. 弹性力学弹性力学是研究材料在外力作用下的变形和应力、应变关系的学科。
在建筑力学中,弹性力学是非常重要的知识点,它涉及了材料的力学性质、变形规律和材料的弹性极限等。
弹性力学的基本公式包括胡克定律、杨氏模量、泊松比等。
3. 结构力学结构力学是研究结构在外力作用下的受力和变形情况的学科。
在建筑力学中,结构力学包括了梁的受力分析、柱的受力分析、框架结构的受力分析等。
结构力学的基本公式包括静力平衡方程、变形公式、内力计算公式等。
4. 桥梁力学桥梁力学是研究桥梁结构在外力作用下的受力和变形情况的学科。
在建筑力学中,桥梁力学是一个重要的分支学科,它涉及了桥梁的受力分析、变形分析、挠度计算等。
桥梁力学的基本公式包括桁架结构的受力分析公式、桁架结构的位移计算公式等。
5. 基础力学基础力学是研究基础在外力作用下的受力和变形情况的学科。
在建筑力学中,基础力学是非常重要的知识点,它涉及了基础的受力分析、变形分析、承载力计算等。
基础力学的基本公式包括基础的受力分析公式、基础的变形计算公式等。
综上所述,建筑力学是土木工程学科中的重要基础学科之一,它涉及了受力分析、弹性力学、结构力学、桥梁力学和基础力学等多个方面的知识。
掌握建筑力学的知识对于土木工程师来说是非常重要的,它可以帮助工程师更好地设计和施工结构,确保结构的安全性和稳定性。
建筑力学的知识点和公式虽然繁多,但只有通过实践和不断的学习,才能真正掌握其中的精髓。
建筑力学1.建筑力学的任务: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。
2.要求:强度,刚度,稳定性。
3.杆:分为直杆和曲杆。
平面形状的称为板,曲面形状称为壳。
板块的几何特征是三个方向的尺寸都是同数量级的。
薄壁杆。
4.力:是物体间的相互机械作用,这种作用使物体的运动状态或形状发生改变。
5力产生的效应:分为外效应(运动效应)和内效应(变形效应)6..力的三要素:力的大小、方向和作用点。
产生变体的物体称为刚体。
7平衡:是指物体相对地球保持静止或作匀速直线运动的状态。
力系分为汇交力系、力偶系、平行力系、一般力系。
(力系:作用在物体上的一组力。
)8.静力学基本公理:二力平衡原理: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相等、方向相反、作用线在一条直线上。
(推论:力的可传性原理)加减平衡力系原理: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。
力的平行四边形法则:作用于物体上同一点的两个力,可以和成为一个合力,合力也作用于该点,其大小和方向由以两个分力所构成的平行四边形的对角线来表示。
三力平衡汇交定理:一刚体受不平行的三个力作用而平衡时,此三力的作用线必共面且汇交于一点。
作用力与反作用力公理:两个物体间相互的一对力,总是大小相等、方向相反、作用线相同,并分别而且作用于这两个物体上。
9.约束反力的方向总是与物体的运动或运动趋势的方向相反。
几种常见的约束及其约束反力:圆柱铰链约束,链杆约束,固定铰支座约束,固定端约束等10.画受力图的步骤及注意事项:1.取脱离体。
将研究对象从其联系的周围物体中分离出来,2.根据已知条件,画出作用在研究对象上的全部主动力;3根据脱离体原来受到的约束类型,画出相应的约束反力;4要熟练地使用常用的字母和符号标注各个约束反力;5.受力图上只画出脱离体的简图及其所受的全部外力,不画已被解除的约束。
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。
东北农业大学网络教育学院 建筑力学作业题(一)一、单项选择题(将正确答案字母序号填入括号里,每小题1分,共5分)1、平面力系向点1简化时,主矢F R =0,主矩M 1≠0,如将该力系向另一点2简化,则()。
A :F R ≠0,M 2≠0;B :F R =0,M 2≠M 1; C :F R =0,M 2=M 1;D :F R ≠0,M 2=M 1。
2.大小相等的四个力,作用在同一平面上且力的作用线交于一点C ,试比较四个力对平面上点O 的力矩,哪个力对O 点之矩最大() A .力P 1B .力P 2C .力P 3D .力P 43.A.Z 轴B. 4. A. B.C.D. 5.A. B. C. D. 1. 2. 3. 4. 5. 矩形截面梁受横向力作用而弯曲时,其横截面上最大剪应力的大小是平均剪应力的3倍。
() 三、填空题(每空1分;共15分。
) 1.横截面面积A=10cm 2的拉杆,P=40KN ,当α=60°斜面上的σ=,σα=,τα=。
2.杆件的基本变形形式包括,,和。
3.空间固定支座的支座反力包括,,,,,。
4.如图所示的组合图形的形1题图4题图y=,c z=。
心坐标c四、作图题(不用写出中间过程,本题共15分。
)1.作下杆的轴力图。
(不考虑自重,2.5分)2.作圆轴的扭矩图。
(2.5分)336kN222kN16kN.m30kN.m14kN.m113.作下梁的剪力图和弯矩图。
(5分)4.作下梁的剪力图和弯矩图。
(5分)五、计算题(共60分)1.试作刚架的内力图(包括弯矩图、剪力图和轴力图,要求写出计算过程)。
(10分)2.为E,θ值。
(10分)=3kN.m,3.直径dC如图(a(1(2(34.5.跨度l,许用6.=240N,如1.A.二力平衡原理B.力的平行四边形法则C.力的可传性原理D.作用与反作用定理2.图示为一轴力杆,其中最大的拉力为()。
A.12kNB.20kNC.8kND.13kN3.圆形截面梁受横向力作用而弯曲时,其横截面上最大剪应力的大小是平均剪应力的()。
A.2倍B.1.5倍C.1倍D.4/3倍4.图示悬臂梁AC,C截面处的挠度值,有四种答案,其中正确的是()。
A.f c=θB·aB.f c=θA·2aC.f c=f B+θB·aD.f c=f B5.图示三铰刚架,受水平力P作用,有以下四种说法,其中错的是()。
A.AC为二力平衡杆件B.BC为三力平衡构件C.反力R A和R B的方向都指向CD.R A的方向指向C,R B的方向不确定二、判断题(每小题1分,共5分)1.2.3.4.5.1.A、Bm A2.σ1-13.4.5.7.1.3320kN2210kN6kN.m10kN.m4kN.m113.作下梁的剪力图和弯矩图。
(5分)4.作下梁的剪力图和弯矩图。
(5分)q1..试作刚架的内力图(包括弯矩图、剪力图和轴力图,要求写出计算过程)。
(10分)2.图示简支梁,已知P=20kN,l=1m,b=40mm,h=80mm,E=200GPa,求梁中央下边缘处的纵向应变。
(5分)3.如图3a 已知悬臂梁(全梁抗弯刚度均为EI )受集中力后端部的挠度为EI Fl y B 33-=,转角EIFl B 22-=θ,求图3b 中的C 点的挠度的大小。
(本题5分)4.钢制圆轴上作用有四个外力偶,其矩T 1=0.6kN.m ,T 2=1kN.m ,T 3=0.2kN.m ,T 4=0.2kN.m (1)作轴的扭矩图。
(2)若截面直径d =50mm ,设材料的4810G =⨯MPa ,[]τ=60MPa ,[] 1.2/m θ=,试校核轴的强度和刚度。
(10分)T 1T 2T 35.]=160MPa 。
6.梁的截面7.123456789101.33 8kN 22113.Pa A a1.图示拉杆承受轴向拉力P =30kN ,杆的横截面面积A =300mm 2,今在其表面取A 单元体,已知α=30。
试计算单元体各面上应力的大小。
(8分)AP2.钢制圆轴上作用有四个外力偶,其矩T 1=0.6kN.m ,T 2=1kN.m ,T 3=0.2kN.m ,T 4=0.2kN.m (1)作轴的扭矩图。
(2)若截面直径d =50mm ,设材料的4810G =⨯MPa ,[]τ=60MPa ,[] 1.2/m θ=,试校核轴的强度和刚度。
(12分)T 1T 2T 33.[]σ=11MPa ,[]τ=1.2MPa 。
(10分)q 1501、平面力系向点1简化时,主矢F R =0,主矩M 1≠0,如将该力系向另一点2简化,则(B )。
A :F R ≠0,M 2≠0;B :F R =0,M 2≠M 1; C :F R =0,M 2=M 1;D :F R ≠0,M 2=M 1。
2.大小相等的四个力,作用在同一平面上且力的作用线交于一点C ,试比较四个力对平面上点O 的力矩,哪个力对O 点之矩最大(B ) A .力P 1B .力P 2C .力P 3P 3D .力P 43.两端铰支的等直压杆,其横截面如图所示。
试问压杆失稳时,压杆将绕横截面上哪一根轴转动?(B) A.Z 轴B.Y 轴C.Z 1轴D.Y 1轴4.如图所示矩形截面,判断与形心轴z 平行的各轴中,截面对哪根轴的惯性距最小以下结论哪个正确?(D ) E. 截面对Z 1轴的惯性矩最小 F. 截面对Z 2轴的惯性矩最小G. 截面对与Z 轴距离最远的轴之惯性矩最小 H. 截面对Z 轴惯性矩最小5.指出以下应力分布图中哪些是正确的(D ) E. F. G. H. 4. 5.6. 6.7. 1.X ,Y ,Z ,4.如图1.338kN 6kN 222kN2kN16kN.m30kN.m14kN.m 1116kN 14kN3.作下梁的剪力图和弯矩图。
(5分)4.作下梁的剪力图和弯矩图。
(5分) 五、计算题(共60分)1.试作刚架的内力图(包括弯矩图、剪力图和轴力图,要求写出计算过程)。
(10分)1题图解:∑=0X∑=0Y08Y 6.3B =-+ 4.4kN Y B =AC 段N DC =-12kNQ DC =3.6kN M DC 上拉)D 节点N DE =-12kNQ DE=-4.4kNY AY BX BCDDM DC 上拉)其轴力图、剪力图、弯矩图如下图所示:2.由相同材料制成的两杆组成的简单桁架,如下图所示。
设两杆的横截面面积分别为A 1和A 2,材料的弹性模量为E ,在节点B 处承受与铅锤线成θ角的荷载F ,试求当节点B 的总位移与荷载F 的方向相同时的角度θ值。
(10分)解:1)各杆轴力 由节点B 的平衡条件xF 0=∑,12Fsin F cos 45F 0θ︒--= yF0=∑︒解得23)节点B 3.直径d C =3kN.m ,如图(a (1(2(3解:12)截面C 3)BC 由 所以4.自由端的挠度和转角。
(10分)解:1)挠曲线方程由挠曲线近似微分方程及其积分 由边界条件定积分常数x 0=,A 0θ=:30q l C=-24 x 0=,A v 0=:40q l D=120所以,挠曲线方程为 2)自由端挠度和转角7. 跨度l =2m 、由25b 号工字钢制成的简支梁及其承载情况,如图所示。
钢材的许用正应力[]σ=160MPa ,许用切应力[]τ=100MPa 。
试对该梁作全面的强度校核。
(10分) 解:1)梁的剪力、弯矩图作梁的剪力、弯矩图,如上图所示。
2)梁的弯曲正应力强度校核最大正应力发生在梁跨中截面E 的上、下边缘处。
下边缘各点处均为单轴拉应力状态,其值为3 a) 8. =240N ,如解:12而y W /所以max σ解得所以b h 5.5cm 11cm ⨯=⨯作业题二参考答案一、单项选择题(将正确答案字母序号填入括号里,每小题1分,共5分) 1.在下列原理、法则、定理中,只适用于刚体的是(C)。
A.二力平衡原理B.力的平行四边形法则 C.力的可传性原理D.作用与反作用定理 2.图示为一轴力杆,其中最大的拉力为(B)。
A.12kN B.20kNC.8kND.13kN3.圆形截面梁受横向力作用而弯曲时,其横截面上最大剪应力的大小是平均剪应力的(D)。
A.2倍B.1.5倍C.1倍D.4/3倍4.图示悬臂梁AC,C截面处的挠度值,有四种答案,其中正确的是(C)。
A.f c=θB·aB.f c=θA·2aC.f c=f B+θB·aD.f c=f B5.图示三铰刚架,受水平力P作用,有以下四种说法,其中错的是(C)。
A.AC为二力平衡杆件20kN30kN2210kN10kN6kN.m10kN.m4kN.m116kN4kN3.作下梁的剪力图和弯矩图。
(5分)4.作下梁的剪力图和弯矩图。
(5分)五、计算题(共60分)M14Pl 2. .试作刚架的内力图(包括弯矩图、剪力图和轴力图,要求写出计算过程)。
(10分) (计算过程略)2.图示简支梁,已知P=20kN,l =1m,b=40mm,h=80mm,E=200GPa ,求梁中央下边缘处的纵向应变。
(5分)解:弯矩图如图所示:梁下边缘处的弯矩为:M =14Pl =5kN.m 梁下边缘处的应力为:3251016ZM W bh σ⨯===336651*********--⨯⨯⨯⨯⨯=9.7GPa3.3b ,T 4(10T 1T 5.。
M Z =P a +P*2l =1500*50*10-3+1500*2*1=3075N.mM y =P a =75N.mN =2P=3000N D 为危险点26393930757530001150105010501066y z D z y M M N W W A σ---=++=++⨯⨯⨯⨯⨯=152.4MP a <[]σ=160MP a AB 梁满足强度要求。
6.下图所示结构,梁AB 和杆CD 是同种材料制成,已知许应力为[σ],CD 杆的横截面积为A=b 3/a 。
AB 梁的截面为矩形h=2b ,试求许用载荷[P]。
(10分) 解:AB 梁的受力分析如下图所示: 由平衡方程:0AM=∑230CD R a P a ⨯-⨯=,R CD =3P/20X =∑X A=00Y =∑0CDA RP Y --=,Y A =P/2对CD 杆:,故有[]32b P σ≤ M ∑∑2)3Q A M A ασ故主平面方位角0=-2.64。
单元体草图:作业题三参考答案一、判断题(每题1分,共10分。
)10. 刚体是指在任何外力作用下,其形状都不会改变的物体。
() 11. 线均布荷载的单位是N/m 或kN/m 。
()12. 空间固定支座,它只能限制水平和竖直方向的移动,也能限制转动。