建筑力学(整本)完整版课件

2 、均匀 料性 的假 力 ，设 学 任 小块材 同料的力
3 、各 材项 料 同
沿不同 相 方 同 向 ， 砖 的 如 素混凝土
本教性 材材 中料
工程实 全 际 是 中 各 材 的 向 钢筋混凝土
三在 、 产 一 弹
荷载 失撤 ， , 这
失的 如) ， 变 ：
四、 超塑 过 载 一部 部分 分 体
杆件 现， 为 错
F F
三、扭转 一对 杆 相 件 反 的
杆件 发 的 生 相 对 邻
四、弯曲 对方 于相 杆 通 体轴的平面） 杆件曲 的线 轴线由
工各 程当 种 中
起本 主组 变 要 题（ 98） 1 4 建筑力学的任 建究 筑 ， 结 力 作度 用 。 ， 下 证常 结 材 工 构
使设 靠 计 又 的 经 结构 足的 强 的 一、 坏张 的 求 是件 要发 在 求
结构都抽象为刚
2、强度问题
主要研 本 究 变 构 形 算 件 形 理论和方法。 要便结 ， 构 应 满 保 满 足 问 决 结 题 如 识 解 问 决 结 题 如 4 、超静 算定结构 介法 绍 法 ， 求 连求 续 是 解 梁
静定问 结题 构。 对强 5、稳定性问题 这里 件 只 下 研 直 在 2 5 问 上 情 题 面 所 定 研 构 性 究 理想变形体。
如：设 结备 构的 活荷 结 载 构 ： 上
如： 的 风 材 、 料 雪
三、 可 按 分 其特点 构 是 上 加 各 显 载 点 荷载达最后 值后 衡 ， 状 结 态 如：机 地 器 震 转 时 压 动 的 动荷载特点
由于 点荷 有 ， 时间而变。
q
F1
F2
第二章
静力学基本概念和物体的 受力分析

FAy131270
FAy 6kN
应用平衡方程的二矩式求解
建筑力学课件
保留横梁AB在x方向的平衡式，以及保留 横梁AB在A点处的力矩平衡式，去掉横梁 AB在y方向的平衡式，
添加力系在D点处力矩平衡式为：
30W160FAy 0
301260FAy0
FAy 6kN
应用平衡方程的三矩式求解
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30cm 30cm
解： CD 杆 两 端 用
铰链连接，中间不
A
B 受力作用，因此是
D
W1
W2
二力杆。支座在C
60°
点的反力等于CD杆 在 D 点 对 AB 杆 的 作
C
用力FD。
例3-2图：管道支架
应用平衡方程的基本式求解
刚架横梁AB的受力图如右图所示，
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横梁AB由A点力矩平衡有:
3 0 W 1 6 0 W 2 6 0 F D s in 3 0 0 FAx
Fn
Fn
M3
o M2
建筑力学课件
F1 M1 F1
M3
R
ห้องสมุดไป่ตู้
M1 F1
Fn o M M2
F2
F2
a）力系平移
F2 b）力系、力偶系合成
结论：一般力系向平面内一点简化的结果是一个力和一个力偶。
平面力系简化结果讨论
建筑力学课件
平面力系可以简化为一个合力和一个合力 偶，可能有以下几种情况：
(1) F R0,M O0 力系平衡
(2) F R0,M O0 力系等效一个合力偶
(3) F R0,M O0 力系等效一个合力 (4) F R0,M O0 一般情况
平面力系简化结果讨论：

建筑力学课件PPT
建筑力学的基本概念和研究对象
介绍建筑力学的定义、原理和应用范围；探讨建筑物受力、受载和变形的基本理论。
静力学基本定理和力的平衡
解释静力学原理并讲解力的平衡与转动平衡的实际应用；通过实例展示平衡 力对建筑结构的重要性。
建筑结构的质量与稳定性分析
分析建筑结构的质量与稳定性，包括静力平衡，结构荷载和平衡ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的影响因 素；提供建筑结构设计的指导原则。
建筑物的静力计算及其应用
讲解建筑物静力计算的方法和步骤，探讨计算结果的应用和解读；提供静力 计算案例。
建筑结构的动力学性能
研究建筑结构的动力学特性，包括振动、响应和控制；讨论动力性能对建筑 结构的影响。
风、震、爆炸、温度等外力作 用下建筑结构的反应
讨论风荷载、地震、爆炸、温度等外力对建筑结构的影响和响应；介绍相应 的防护措施。
建筑结构的安全与可靠性评估方法
介绍建筑结构的安全和可靠性评估方法，包括可靠性理论和结构可靠性分析；提供评估应用的指导原则。
建筑结构的抗震设计理论和方法
讲解建筑结构的抗震设计理论和方法，包括抗震设计原则和地震动力学分析的应用；提供抗震设计案例。
建筑结构的绿色建筑与可持续发展
探讨建筑结构与绿色建筑、可持续发展的关系，介绍相关概念和设计方法；提倡环境友好的建筑结构设计。
各种载荷形式对建筑物的影响
讨论各种载荷形式，如风荷载、活荷载和地震荷载对建筑物的影响；介绍相 关设计规范和安全性要求。
建筑结构的应变、变形和破坏
探讨建筑结构在不同条件下的应变、变形和破坏行为，讲解破坏因素和评估 方法；提供结构设计的可行建议。
建筑结构材料的选择和使用
介绍建筑结构材料的特性和适用范围，讨论材料选择的考虑因素；探讨材料 与结构性能的关系。

平面：MO(R) = MO(Fi)
力偶定义：由大小相等、方向相反且不共线的两个平行力组成力偶 。对物体产生转动效应，为一新物理量。 如司机两手转动方向盘，产生转动的作用。 ’
d
§3-3 力偶与力偶矩
性质1： ①无合力，故不能与一个力等效——在任一轴上投影的代数和均为零； ②非平衡力系，不共线的相反平行力产生转动效果。 所以，力偶与力分别是力学中的两个基本要素。 力偶矩——力偶对物体转动效果度量，平面力偶为一个代数量，其绝对值等于力与力偶臂的乘积；其正负号表示力偶的转向，规定逆时针转向为 正，反之为负。m=±F*d 力偶的作用效果取决于三个因素：构成力偶的力、力偶臂的大小、力偶的转向。对应于式中的：F、d（二力作用线的矩）、号（定义逆时针转为正）
R
F1
F2
1、二力汇交的合成 ： 平行四边形法则（三角形法则）：作用在物体上同一点的二个力可以合成为一个合力；反之，一个合力可以分解成任意二个方向的分力。只要知道一个分力的大小、方向，即可根据平形四边形法则确定另一个分力的大小方向。 三角形法则：将两分力按其方向及大小首尾相连，则始点到终点的连线即为合力。该法则也称为三角形法则。
合力矩定理：平面汇交力系的合力对力系平面内任一点的矩，等于力系中各力对同一点之矩的代数和。 数学形式：
例：按图中给定的条件，计算力F对A点的矩。
F
A
a
b
mA（F）=Fa sin - Fb cos
空间：Mo（R）=r ×R =r × （∑Fi ） = ∑ r×Fi = ∑ Mo（Fi）
Fx = Fcos300
MA(Fx)
Fy = - Fsin300
MA(Fy) = 0
MA(F) = MA(Fx) + MA(Fy)

近似解法
用近似的数学表达式来表示每个单元 的物理量，如位移、应力等。
平衡方程
根据物理平衡原理，建立每个单元的 平衡方程，通过求解这些方程得到每 个单元的近似解。
集成
将各个单元的近似解集成整个系统的 近似解。
有限元方法在建筑力学中的应用
结构分析
利用有限元方法可以对建筑结构进行静力、动力、稳定性等分析 ，预测结构的承载能力和安全性。
刚体平衡
刚体的定义
刚体是指在力的作用下，其形状和大小均不发生变化的物体。
刚体的平衡条件
对于刚体，如果它在某个方向上受到的力矩为零，那么这个刚体就处于平衡状 态。即∑M=0。
03
材料力学
应力与应变
应力
材料在单位面积上所承受的力，表示为σ，公式为σ=F/A，其中F为作用在材料上 的力，A为受力面积。
相对运动与绝对运动
介绍相对运动与绝对运动的区别和联系，以及在动力学中的重要应 用。
动能与势能
01
02
03
动能
描述物体由于运动而具有 的能量，与物体的质量和 速度平方成正比。
势能
描述物体由于位置而具有 的能量，如重力势能、弹 性势能等。
动能与势能的转换
介绍动能与势能之间的相 互转换，以及在动力学中 的重要应用。
建筑力学通用课件(完 整版)
xx年xx月xx日
• 引言 • 静力学基础 • 材料力学 • 结构力学 • 动力学基础 • 弹性力学 • 有限元方法
目录
01
引言
建筑力学的重要性
确保结构安全
优化设计方案
建筑力学是确保建筑物安全的重要基 础，通过合理的设计和计算，可以避 免结构失效和倒塌。
建筑力学可以帮助设计师更好地理解 结构的性能和限制，从而优化设计方 案，提高建筑的功能性和经济性。

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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。
图1-1
图1-2
（3）力的单位。在国际单位制中，力的单位是牛顿，用字母N 表示。另外，有时还用到比牛顿大的单位，千牛顿（）。
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二、力系 1．力系。 作用在物体上的若干个力的总称为力系，以表示 ，如图1-3a。力系中各个力的作用线如果不在同一 平面内，则该力系称为空间力系；如果在同一平面 内，则称为平面力系。 2．等效力系。 如果作用于物体上的一个力系可用另一个力系来 代替，而不改变原力系对物体作用的外效应，则这 两个力系称为等效力系或互等力系，以表示, 如图13b。
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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。
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• 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
过铰Ｃ 和铰Ｅ 两点受力，是一个二力构件， 故Ｃ 、Ｅ 两点处的作用力必沿ＣＥ 连线的

绪论
2．均匀连续假设 假设变形固体在其整个体积内用同种介质 毫无空隙的充满了物体。
3．各向同性假设 假设变形固体沿各个方向的力学性能均相 同。 4．小变形假设 在实际工程中，构件在荷载作用下， 其变形与构件的原尺寸相比通常很小， 可以忽略不计，称这一类变形为小变形。
绪论
三
、
杆
轴向拉压
件
基
本 变
弯曲
绪论
第一章 绪论
一、引言
建筑力学是一门技术基础课程，它为土木工程的结构 设计及施工现场受力问题的解决提供基本的力学知识 和计算方法。
绪论
石拱桥
绪论
斗 拱 结 构
廊桥
框架电梯公寓
绪论
埃菲尔铁塔 高320.7米
绪论
钢塔耸立在大桥南北两侧，高342米， 钢塔之间的大桥 跨度达1280米，为世界所建大桥中罕见的单孔长跨距 大吊桥之一,从海面到桥中心部的高度约60米 .宽27.4 米,长2000多米
(3) 力的作用点。力的作用点是指力在物体上作用的位置。
一般说来，力的作用位置并不在一个点上，而是分布在物 体的某一部分面积或体积上。例如，蒸汽压力作用于整个容器 壁，这就形成了面积分布力；重力作用于物体的每一点，又形 成了体积分布力。但是在很多情况下，可以把分布在物体上某 一部分的面积或体积上的力简化为作用在一个点上。例如，手 推车时，力是分布在与手相接触的面积上，但当接触面积很小 时，可把它看作集中作用于一点；又如重力分布在物体的整个 体积上，在研究物体的外效应时，也可将它看作集中作用于物 体的重心。这种集中作用于一点的力，称为集中力。这个点称 为力的作用点。
绪论
1、杆件及杆系结构
杆它的几何特征是细而长， 即l>>h，l>>b。杆又可分为直杆和曲杆。

结构力学在建筑施工中的作用：指导施工过程中的材料选择、施工方法和施工顺序，确保施工质量和安全。
结构力学在建筑维护中的作用：通过对建筑结构的检测和评估，及时发现和解决潜在的结构问题，确保建筑物的安全和稳定。
结构力学在建筑改造中的作用：通过对建筑结构的分析和评估，为建筑改造提供科学依据和支持，确保改造后的建筑安全和稳定。
* 建筑结构的失稳原因和类型* 建筑结构的稳定性计算方法* 提高建筑结构稳定性的措施
06
结构力学基础
结构力学基本原理
结构力学的研究对象和基本概念
结构力学的基本原理和计算方法
结构力学在建筑中的应用和重要性
结构力学的发展趋势和未来挑战
结构力学在建筑中的应用
Hale Waihona Puke 结构力学在建筑设计中的作用：确保建筑结构的稳定性和安全性，提高建筑物的使用寿命和抗震能力。
流体力学案例分析
案例一：桥梁结构中的流体作用
案例二：高层建筑中的风力影响
案例三：地下水对建筑稳定性的影响
案例四：水利工程中的流体动力学应用
汇报人：
感谢观看
力学在建筑中的应用：结构分析、抗震设计等
力学基本概念的重要性：为后续课程奠定基础
力学发展历程
古代力学：古代人们对力学的基本概念和原理的探索和实践，如杠杆、滑轮等简单机械的发明和应用。
近代力学：随着科学技术的不断发展，近代力学逐渐形成并发展起来，包括静力学、动力学、弹性力学、塑性力学等多个分支。
现代力学：现代力学在不断发展的过程中，逐渐形成了更加完善的理论体系和更加广泛的应用领域，如航空航天、土木工程、机械工程等。
材料力学案例分析
案例四：建筑结构的疲劳损伤和寿命预测 * 建筑结构的疲劳损伤类型和原因 * 建筑结构的寿命预测方法和应用 * 提高建筑结构寿命的措施和建议

同一直线作用。
公理二 (加减平衡力系公理) 可以在作用于刚体的任何一个力系上加上
或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对
刚体的作用。
§ 2 –2
静力学公理
推论 (力在刚体上的可传性) 作用于刚体的力，其作用点可以沿作用线 在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚 体的作用
F A
=
B F A F2
F1
F2 x bc F3 x dc
F1
A R D
a
各力在x 轴上投影：
B
F2 C F3 x
合力 R 在x 轴上投影：
Rx ad ab bc dc Rx F1x F2 x F3 x
b d c (b)
推广到任意多个力F1、F2、 Fn 组成的平面共 点力系，可得：
Rx F1x F2 x F3 x Fnx Fx
=
A
B
F1
§ 2 –2
静力学公理
公理三 (力平行四边形公理) 作用于物体上任一点的两个力可合成为作用 于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两 力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢 来表示。
F2 R
即，合力为原两力的矢量和。 矢量表达式：R= F1+F2
A F1
§ 2 –2
静力学公理
推论 (三力汇交定理) 当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的 作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过 这个点。
§2-3 力矩与力偶
B O d A
二、力矩的表达式: M O F Fd 三、力矩的正负号规定：当有逆时针转动的趋向时， 力F 对O 点的矩取正值。 四、力矩的单位：与力偶矩单位相同，为 N.m。F§2-3力矩与力偶

例2-1 在图示的平面系统中，匀质球A重为P，借本身重量和摩
擦不计的理想滑轮C 和柔绳维持在仰角是 的光滑斜面上，绳的
一端挂着重为Q 的物体B。试分析物体B、球A 和滑轮C 的受力情
况，并分别画出平衡时各物体的受力图。
解： (1) 物体B 受两个力作用：
(2) 球A 受三个力作用： (3) 作用于滑轮C 的力：
3. 实体结构 几何特征是三个方向尺寸中，长度、宽度 和高度大致相当，建筑力学研究的主要对象是杆件构件和杆 件结构。
1.1.2 建筑力学的研究内容 主要内容可归纳为如下几个方面
1. 静力学基础 研究物体的受力分析、力系简化与平衡 的理论以及杆系结构的组成规律。
2. 强度问题 所谓强度是指构件在外力作用下应有足够 的抵抗破坏的能力。例如，桥式起重机的大梁，起吊重 物时，吊车梁可能被压弯断裂，在设计时就要保证它在 荷载作用下，正常工作时不会发生破坏。
简化图形
2.3.2 结构计算简图的简化原则 1. 从实际出发，能反映实际结构的主要性能，使
计算结构能接近实际情况； 2. 分清主次，略去次要因素，便于计算。
2.3.3 结构计算简图的简化要点 1.杆件的简化 杆件用其轴线来表示。
2.平面结构支座的简化 常见的平面结构支座有：固定 铰支座、可动铰支座、固定端支座、定向滑动支座。
考虑到左拱AC在三个 力作用下平衡，也可按三 力平衡汇交定理画出左拱 AC的受力图，如图(e)所 示
此时整体受力图如图(f) 所示
讨论：若左、右两拱都 考虑自重，如何画出各 受力图？
如图（g）（h）（i）
注意
① 明确研究对象。根据求解需要，可以取单个物体为研究对象， 也可以取由几个物体组成的系统为研究对象。不同的研究对象的受 力图是不同的。