建筑力学第一章绪论
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第1章绪论【教学时数】2学时【教学目的】1. 了解结构的概念和结构的分类。
了解建筑力学的主要研究对象。
2. 了解平衡状态和平衡力系等概念。
3. 了解结构的静力分析、强度、刚度、稳定性和几何组成的概念。
了解建筑力学的基本任务。
【重点难点】1. 重点:结构的概念,强度、刚度和稳定性的概念。
2. 难点:结构的概念。
【教学内容】1. 建筑力学的研究对象荷载,结构、构件,杆件结构、板壳结构、实体结构,平面杆件结构、空间杆件结构,建筑力学的主要研究对象。
2. 建筑力学的基本任务力系,平衡状态、平衡力系、平衡条件,强度、刚度、稳定性,几何组成,建筑力学的基本任务。
【教学建议】1.建筑力学源于工程,服务于工程。
要告诉学生多接触工程实际,认识建筑物,认识建筑结构,认识结构的工作状况,为学习建筑力学提供感性知识。
要在学生头脑中形成从建筑物到建筑结构的整体概念,使学生认识到杆件、杆件结构不是枯燥的图形,而是鲜活的建筑物。
2. 播放相关视频,增加感性认识。
【附:建筑力学课程的性质和地位】《建筑力学》是在高等数学和物理学的基础上对杆件结构的力学行为进行分析的重要技术基础课程。
通过学习本课程的静力学、材料力学和结构力学的基本知识,使学生了解杆件结构的几何组成规则,掌握力系平衡的基本规律,掌握杆件结构静力分析的方法,了解常用建筑结构的受力特点和性能,具有杆件结构的强度、刚度和稳定性问题的必要基础知识与初步计算能力,具有对建筑结构进行力学分析的基本思维能力。
它为后继课程《建筑结构》(钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构)、《地基与基础工程》、《房屋建筑学》、《结构抗震》及《建筑施工》等作准备,并为学生今后从事工程技术工作打好基础。
第一章绪论§1-1 结构与构件建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。
图1-1中所示的即为一单层厂房结构。
结构受荷载作用时,如不考虑建筑材料的变形,其几何形状和位置不发生改变。
组成结构的各单独部分称为构件。
图1-1中的基础、柱、吊车梁、屋面板等均为构件。
结构一般叫按其几何特征分为三种类型:(1)杆系结构组成杆系结构的构件是杆件。
杆件的几何特征是其长度远远大于横截面的宽度和高度。
(2)薄壁结构组成薄壁结构的构件是薄板或薄壳。
薄板、薄壳的几何特征是其厚度远远小于它的另两个方向的尺寸。
(3)实体结构它是三个方向的尺寸基本为同量级的结构。
建筑力学以杆系结构作为研究对象。
§1—2刚体、变形固体及其基本假设结构和构件可统称为物体。
在建筑力学中将物体抽象化为两种计算模型:刚体模型、理想变形固体模型。
刚体是受力作用而不变形的物体,实际上,任何物体受力作用都发生或大或小的变形,但在一些力学问题中,物体变形这一因素与所研究的问题无关,或对所研究的问题影响甚微,这时,我们就可以不考虑物体的变形,将物体视为刚体,从而使所研究的问题得到简化。
在另一些力学问题中,物体变形这一因素是不可忽略的主要因素,如不予考虑就得不到问题的正确解答。
这时,我们将物体视为理想变形固体。
所谓理想变形固体,是将一般变形固体的材料加以理想化,作出以下假设:(1)连续性假设认为物体的材料结构是密实的,物体内材料是无空隙的连续分布。
(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。
(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。
有些材料沿不同方向的力学性质是不同的,称为各向异性材料。
本教材中仅研究各项同性材料。
按照连续、均匀、各向同性假设而理想化了的一般变形固体称为理想变形固体。
采用理想变形固体模型不但使理论分析和计算得到简化,且所得结果的精度能满足工程的要求。
建筑力学第一章绪论1. 工程中习惯把主动作用于建筑物上的外力称为荷载。
例如自重,风压力,水压力,土压力等。
(主要讨论集中荷载、均匀荷载)2. 在建筑物中,承受并传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。
3. 结构按几何特征分:一,杆件结构。
可分为:平面和空间结构。
它的轴线长度远大于横截面的宽度和高度。
二,板壳结构。
(薄壁结构)三,实体结构。
4. 建筑力学要进行静力分析即由作用于物体上的已知力求出未知力。
5. 强度指结构和构件抵抗破坏的能力,刚度指结构和构件抵抗变形的能力。
稳定性指结构和构件保持原有平衡状态的能力。
6. 建筑力学的基本任务是研究结构的强度,刚度,稳定性问题。
为此提供相关的计算方法和实验技术。
为构件选择合适的材料,合理的截面形式及尺寸,以及研究结构的组成规律和合理形式。
第二章刚体静力分析基础1. 静力学公理。
一,二力平衡。
(只适应于刚体,对刚体系统、变形体不适应。
)二,加减平衡力系。
(只适应于刚体,对刚体系统、变形体不适应。
)三,三力平衡汇交。
2. 平面内力对点之矩。
一,合力矩定理3. 力偶。
性质:一,力偶对物体不产生移动效应,故力偶没有合力。
它既不能与一个力等效或平衡。
二,任一力偶可在其作用面内任意移动。
4. 约束:施加在非自由体上使其位移受到限制的条件。
一般所说的支座或支承为约束。
一物体(如一刚性杆)在平面内确定其位置需要两个垂直方向的坐标和杆件的转角。
因此,对应的约束力是相对的。
约束类型:1、一个位移的约束及约束力。
a)柔索约束。
b)理想光滑面约束。
C)活动(滚动)铰支座。
D)链杆约束。
2、两个位移的约束及约束力。
A) 光滑圆柱形铰链约束。
B)固定铰支座约束。
3、三个位移的约束及约束力。
A )固定端。
4、一个位移及一个转角的约束及约束力。
A)定向支座(将杆件用两根相邻的等长、平行链杆与地面相连接的支座)。
第五章弹性变形体静力分析基础1.变性固体的基本假设。
连续性假设:固体材料的整个体积内毫无空隙的充满物体。