建筑力学与建筑结构_课件
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建筑力学(完整版)ppt课件
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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。
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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。
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，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。
精品课件
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。
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。
精品课件
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。
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，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。
精品课件
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。
《建筑力学与结构》课件——第十章 超静定结构的内力计算
力法计算超静定结构
(2) 建立力法方程
11X 1 12X 2 1F 0 21X 1 22X 2 2F 0
建筑力学与结构
(3) 计算系数和自由项
δ11 4a3 / 3EI
1F 5qa4 / 8EI
2024/11/13
δ22 a3 / 3EI δ12 δ21 a3 / 2EI 2F qa4 / 4EI
M AB
M1X1
MF
l 3 ql 8
1 ql 2 2
1 ql 2 8
取多余未知力作为基本未知量，通过基本结构，利用
计算静定结构的位移，达到求解超静定结构的方法，称为力
法。
2024/11/13
13
力法计算超静定结构
2.力法的典型方程
建筑力学与结构
1 11 X1 12 X 2 1F 0 2 21 X1 22 X 2 2F 0
2024/11/13
14
力法计算超静定结构
建筑力学与结构 n次超静定结构
δ11 X 1 δ12 X 2 δ1i X i δ1n X n 1F 0 δ21 X1 δ22 X 2 δ2i X i δ2n X n 2F 0
…………………………………………..……
δn1 X1 δn2 X 2 δni X i δnn X n nF 0
2024/11/13
7超静定次数的确定来自建筑力学与结构 3.去掉一个固定支座或切断一根梁式杆，相当于去掉三个约束，用 三个约束反力代替该约束作用。
2024/11/13
8
超静定次数的确定
建筑力学与结构 4.将一刚结点改为单铰联结或将一个固定支座改为固定铰支座，相 当于去掉一个约束，用一个约束反力代替该约束作用。
各杆的杆端弯矩表达式
建筑力学与结构
第一章
1.建筑结构是指建筑物中由若干构件连接而成的能承受“作用”的平面或空间体系。
2.建筑物的九大构件：墙板柱梁杆拱索壳膜
3.建筑作用：直接作用和间接作用
直接作用又称荷载，系指施加在结构上的集中力和分布力系
间接作用不成为荷载
4.建筑结构由水平结构，竖向结构，基础组成
5.建筑结构按照所用材料分为混凝土结构，砌体结构，钢结构，木结构，深土结构（窑洞），
混合结构
(1).混凝土结构是钢筋混凝土结构，预应力混凝土结构，素混凝土结构的总称
优点：易于就地取材，耐火性好，抗震性能好，可磨性好，耐久性好，刚度大，承载力较好
缺点：自重大，抗裂性能差，工期长
（2）砌体结构缺点：自重大，强度低，整体性差，砌筑劳动强度大
（3）钢结构缺点：易腐蚀，需油漆保护;耐火性差，费用高
（4）木结构缺点：易燃，易腐蚀，变行大，费用高
第二章
1.主动力在工程上叫做荷载，使物体有运动趋势，被动力对物体运动趋势有限制作用
约束反力简称反力，方向总是与物体运动趋势相反
2.约束力与约束反力
柔体约束（拉力）光滑接触面约束（压力或支持力）圆柱铰链约束（2个力）链杆约束（1个力）固定铰支座（2个力）可动铰支座（1个力）
固定端支座（3个力）
3.力矩和力偶
方向：力使物体绕矩心逆时针转动时，力矩为正，反之为负（力偶与力矩方向一样）。
建筑力学与建筑结构
编辑版ppt
14
§2-1 静力学基本知识
静力学是研究物体在力作用下的平衡 规律的科学。
平衡 指物体相对于地球处于静止或匀速直
线运动的状态。
刚体 在外力的作用下，大小和形状保持不
变的物体。
编辑版ppt
15
一、力的概念
力的定义 力是物体间相互的机械作用。
力的效应 引起物体的运动状态发生变化（运
动效应或外效应）；使物体产生变形 （变形效应或内效应）。
T
P
P
S1 S'1
S2 S'2
编辑版ppt
24
光滑接触面约束 当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不
计时，其中一个物体就是另一个物体的光滑 接触面约束。光滑接触面的约束反力过接触 点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体， 只能是压力。
编辑版ppt
力的单位 力的国际单位是牛顿（N）或千牛
顿（kN）。
编辑版ppt
16
力的三要素
力的大小、方向、作用点称为力的三要
素。
F
A
力的表示法 力是一个矢量，用带箭头
的直线段来表示，如右图所 示（虚线为力的作用线）。
编辑版ppt
17
力系的定义 作用于同一个物体上的一组力。
力系的分类
各力的作用线都在同一平面内的力系 称为平面力系；各力的作用线不在同一 平面内的力系称为空间力系。
力系
汇交力系 平行力系 一般力系
编辑版ppt
18
二、静力学基本公理
1、二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体 平衡的必要和充分条件是：这两个力 大小相等，方向相反，作用在同一条 直线上。
二力杆
编辑版ppt
《建筑力学课件-建筑工程结构力学》
弯矩和剪力
1 弯矩
2 剪力
了解弯矩的概念和计算方法。
学习剪力的作用和计算公式。
3 梁的受力分析
分析梁在弯矩和剪力作用下的力学特性。
梁的理论分析
运用力学原理和公式对梁的受力和变形进行分析，探讨梁的强度和刚度计算 方法。
常见构件的强度计算
钢筋混凝土梁
计算梁的截面尺寸和钢筋配 筋，保证梁的强度和耐久性。
三角函数
掌握正弦、余弦、正切等 常用三角函数。
角度转换
学习角度之间的相互转换。
牛顿定律
第一定律
质点在无外力作用下保持静止 或匀速直线运动。
第二定律
质点所受的合外力等于质点的 质量乘以加速度。
第三定律
相互作用力的作用在两个物体 上具有相等的大小和相反的方 向。
安全系数
安全系数是指结构的荷载能力与设计工况下所受荷载的比值，确保结构的承载能力大于设计荷载，保证 建筑物的安全性。
地震力学基础
1 地震波特性
研究地震波的传播、振动特 性和频谱特征。
2 地震反应分析
分析结构在地震作用下的动 力响应。
3 地震设计规范
了解地震设计的基本原则和要求。
建筑物抗震设计框架
1
性能目标设定
2
根据建筑物的功能和重要性确定抗震
性能目标。
3
确定设计地震
根据地震带级别和建筑性质确定设计 地震。
结构抗震设计
2 结构构造
掌握建筑结构的基本构造形 式和构件的作用。
3 力学原理
探索建筑结构受力的基本原理和公式。
静力学基础
1
力的平衡条件
理解静力学的基本原理和力的平衡条
静力平衡方程
2
建筑力学与结构第一章
图1.7 2008年北京奥运会国家体育馆-鸟巢
1935年中国工农红军长征途中强渡的大渡河铁索桥-泸定桥（图1.8），是清康熙44年（公元1705年）建造的，该桥由条石砌成的东西桥台和13根横亘的铁索组成，桥长101.67米，宽2.9米，13根铁索由12164个熟铁锻造扣环连结而成，重约21吨。 图1.8 大渡河铁索桥-泸定桥
按受力分 建筑结构按受力和构造特点的不同可分为：混合结构、框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、大跨结构等。其中大跨结构多采用网架结构、薄壳结构、膜结构、以及悬索结构。 混合结构，是指由砌体结构构件和其他材料构件组成的结构。如垂直承重构件用砖墙、砖柱，而水平承重构件用钢筋混凝土梁板（图1.12），这种结构就为混合结构，也叫承重墙结构。该种结构形式具有就地取材，施工方便，造价便宜等特点。
第1章 绪 论
教学目标
通过本章的学习，掌握建筑结构的组成，会对建筑结构进行分类，理解建筑结构的功能要求，知道极限状态的概念，掌握两种极限状态，知道建筑结构抗震的基本术语。
教学要求
能力目标
相关知识
பைடு நூலகம்权重
自评分数
掌握建筑结构的组成及分类。
建筑结构按所用材料可分为混凝土结构、砌体结构，钢结构和木结构。建筑结构按受力和构造特点的不同可分为：混合结构、框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、大跨结构等。
建筑物在施工和使用过程中受到各种力的作用—结构自重、人及设备重、风、雪、地震等。这些力的作用形式怎样，大小是多少？对建筑物会产生什么样的效应？这些问题都要靠建筑力学和结构来解决。
建筑中，由若干构件（如板、梁、柱、墙、基础等）连接而构成的能承受荷载和其他间接作用（如温差伸缩、地基不均匀沉降等）的体系，叫做建筑结构（图1.2）。建筑结构在建筑中起骨架作用，是建筑的重要组成部分。
1935年中国工农红军长征途中强渡的大渡河铁索桥-泸定桥（图1.8），是清康熙44年（公元1705年）建造的，该桥由条石砌成的东西桥台和13根横亘的铁索组成，桥长101.67米，宽2.9米，13根铁索由12164个熟铁锻造扣环连结而成，重约21吨。 图1.8 大渡河铁索桥-泸定桥
按受力分 建筑结构按受力和构造特点的不同可分为：混合结构、框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、大跨结构等。其中大跨结构多采用网架结构、薄壳结构、膜结构、以及悬索结构。 混合结构，是指由砌体结构构件和其他材料构件组成的结构。如垂直承重构件用砖墙、砖柱，而水平承重构件用钢筋混凝土梁板（图1.12），这种结构就为混合结构，也叫承重墙结构。该种结构形式具有就地取材，施工方便，造价便宜等特点。
第1章 绪 论
教学目标
通过本章的学习，掌握建筑结构的组成，会对建筑结构进行分类，理解建筑结构的功能要求，知道极限状态的概念，掌握两种极限状态，知道建筑结构抗震的基本术语。
教学要求
能力目标
相关知识
பைடு நூலகம்权重
自评分数
掌握建筑结构的组成及分类。
建筑结构按所用材料可分为混凝土结构、砌体结构，钢结构和木结构。建筑结构按受力和构造特点的不同可分为：混合结构、框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、大跨结构等。
建筑物在施工和使用过程中受到各种力的作用—结构自重、人及设备重、风、雪、地震等。这些力的作用形式怎样，大小是多少？对建筑物会产生什么样的效应？这些问题都要靠建筑力学和结构来解决。
建筑中，由若干构件（如板、梁、柱、墙、基础等）连接而构成的能承受荷载和其他间接作用（如温差伸缩、地基不均匀沉降等）的体系，叫做建筑结构（图1.2）。建筑结构在建筑中起骨架作用，是建筑的重要组成部分。
《建筑力学》PPT课件
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。
建筑力学课件(完整版)
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
建筑力学与结构课件
剪力限制截面错动的变形，大小等于截面一侧所有外力
的和；弯矩限制了截面的转动，大小等于截面一侧所有外力 对截面形心矩的代数和。
13
2.剪力、弯矩的符号确定
14
例：求图示 梁1-1、2-2、3-3、 4-4截面上的剪力 和弯矩。
解：1）求支座反力 由 得 由
m
F RA
B
0
5 qa 4
m
A
0
FP
m
Fp力作用处FQ有突变，突变值为 FP力作用处M会有转折 FP FP m 作用处FQ无变化 m作用处，M突变， 突变量为m
m
26
[例]外伸梁如图所示，已知q=5kN/m，Fp=15kN，试画出该梁 的内力图。 解：1）求支座反力
F RB (15 2 5 2 5 ) / 4 20 kN
4
建筑力学与结构 第2版 李永光 高等职业教育 高职高专 ppt课件
§6-2 轴向拉压杆的内力
受力特征：杆受一对大小相等、方向相反的纵向力，力的作
用线与杆轴线重合。如6－1图
变形特征：沿轴线方向伸长或缩短，横截面沿轴线平行移动。 产生轴向拉伸或压缩的杆件称为轴向拉杆或压杆。
如图6-2所示的屋架，上弦杆是压杆，下弦杆是拉杆。
例 悬臂梁受集中力作用，如图a）所示。试画出此梁
的弯矩图和剪力图，并确定 F Q 解：1）列出剪力方程和弯矩方程 将x坐标原点取在梁左端，在距左 端A 为x处取一截面。
FQ ( x ) F P
max
和 M
max
(0 x L )
(0 x L )
。
M ( x ) FP x
dF Q ( x ) dx q(x)
;
dM ( x ) dx
的和；弯矩限制了截面的转动，大小等于截面一侧所有外力 对截面形心矩的代数和。
13
2.剪力、弯矩的符号确定
14
例：求图示 梁1-1、2-2、3-3、 4-4截面上的剪力 和弯矩。
解：1）求支座反力 由 得 由
m
F RA
B
0
5 qa 4
m
A
0
FP
m
Fp力作用处FQ有突变，突变值为 FP力作用处M会有转折 FP FP m 作用处FQ无变化 m作用处，M突变， 突变量为m
m
26
[例]外伸梁如图所示，已知q=5kN/m，Fp=15kN，试画出该梁 的内力图。 解：1）求支座反力
F RB (15 2 5 2 5 ) / 4 20 kN
4
建筑力学与结构 第2版 李永光 高等职业教育 高职高专 ppt课件
§6-2 轴向拉压杆的内力
受力特征：杆受一对大小相等、方向相反的纵向力，力的作
用线与杆轴线重合。如6－1图
变形特征：沿轴线方向伸长或缩短，横截面沿轴线平行移动。 产生轴向拉伸或压缩的杆件称为轴向拉杆或压杆。
如图6-2所示的屋架，上弦杆是压杆，下弦杆是拉杆。
例 悬臂梁受集中力作用，如图a）所示。试画出此梁
的弯矩图和剪力图，并确定 F Q 解：1）列出剪力方程和弯矩方程 将x坐标原点取在梁左端，在距左 端A 为x处取一截面。
FQ ( x ) F P
max
和 M
max
(0 x L )
(0 x L )
。
M ( x ) FP x
dF Q ( x ) dx q(x)
;
dM ( x ) dx
《建筑力学(第二版)课件PPT》
活载和集中力
活载
活载是指建筑结构所承受的可变荷载，如人群、风 荷载和交通载荷。
集中力
集中力是一种单一点的力集中在建筑结构中的应用， 如悬挑建筑和大跨度桥梁。
设计荷载与荷载组合
1 设计荷载
设计荷载考虑结构所需的最小安全荷载，保障结构的正常运行和使用。
2 荷载组合
荷载组合是指将各种设计荷载按照特定的规则组合在一起进行考虑， 确保向的拉力或压力，可以导致 结构的延伸或收缩。
剪力
剪力是材料中垂直于轴线方向的力，可以导致结构 的切变变形。
弯矩
弯矩是轴线周围产生的力矩，可以导致结构弯曲和 变形。
梁的内力分析
1
力的平衡
分析梁的纵向离散荷载和横向应力分布，
弯矩图
2
以确定内力的大小和方向。
根据梁受力情况，绘制弯矩图以显示各
杆的稳定性和填充
稳定性
杆件的稳定性是指杆件受力后保持平衡和不发生失 稳的能力。
填充
填充材料用于增加杆件的刚度和稳定性，常用于加 强结构和防止屈曲。
建筑力学（第二版）课件 PPT
本课件将为您介绍建筑力学的基本概念和原理，帮助您深入理解建筑结构力 学的重要性和应用。
建筑力学概述
定义
建筑力学是研究建筑结构中 受力和变形的学科，关注结 构的稳定性和安全性。
历史发展
建筑力学在古希腊和古罗马 时期就有所应用，随着时间 推移，发展成为一门独立的 学科。
应用领域
点的弯矩大小。
3
剪力图
根据梁受力情况，绘制剪力图以显示各 点的剪力大小。
悬链线和悬臂梁
悬链线
悬链线是受力物体的形状，遵循高度处受力方 向垂直的原则。
悬臂梁
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力沿着链杆的轴线，指向未定。
NA
C A
A
B
B
NB
➢ 支座及其反力
固定铰支座
可动铰支座
固定端支座
➢ 受力图
脱离体 被分离出来的研究对象。
受力图 在脱离体上画出周围物体对它的全
部主动力和约束反力，这样的图形叫 做受力图。
➢ 受力图的绘图步骤
1、画脱离体； 2、画主动力； 3、画约束反力。
§2-2 结构上的荷载
顿（kN）。
力的三要素
力的大小、方向、作用点称为力的三要
素。
F
A
力的表示法 力是一个矢量，用带箭头
的直线段来表示，如右图所 示（虚线为力的作用线）。
力系的定义 作用于同一个物体上的一组力。
力系的分类
各力的作用线都在同一平面内的力系 称为平面力系；各力的作用线不在同一 平面内的力系称为空间力系。
力系
➢ 抗震设计的材料选用
钢结构的钢材：应有明显的屈服台阶， 且伸长率应大于20%，且应有良好的焊接 性和合格的冲击韧性。
➢ 抗震结构体系
根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈 度、建筑高度、场地条件、地基、结构材 料和施工等因素，经综合分析比较确定。
第二章 建筑力学基本 知识及结构荷载计算
§2-1 静力学基本知识
建筑力学与 建筑结构
§1-1 建筑力学与建筑结构概述
➢ 建筑结构的概念
建筑结构：由若干构件相互连接而成 的能承受荷载和其他间接作用的体系。
构件：是组成结构的基本部件，如板、 梁、柱、墙、基础等。
楼板
墙
地下室底板
梁
楼梯 柱
梁
墙下基础
ห้องสมุดไป่ตู้柱下基础
➢ 建筑结构的分类
按所用材料不同，建筑结构分为混凝土 结构、砌体结构、钢结构和木结构。
圆柱铰链约束
简称铰链，圆柱
铰链约束的约束性
质是限制物体平面
移动（不限制转
动），其约束反力
是互相垂直的两个 X 力（本质上是一个
力），指向任意假
设。
R
Y
链杆约束
链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆，
由此所形成的约束称为链杆约束。这种约束只
能限制物体沿链杆轴线方向上的运动而不能限
制其他方向的运动，所以，链杆约束的约束反
砌体结构材料：烧结普通砖和烧结多孔 砖的强度等级不应低于MU10，其砌筑砂 浆强度等级不应低于M5；混凝土砌块的强 度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度 等级不应低于Mb7.5。
混凝土结构材料：框支梁、框支柱及抗 震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区 的混凝土，其强度等级不应低于C30；构 造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件的混凝 土强度等级不应低于C20。
[例] 吊灯
3、加减平衡力系公理
在作用着已知力系的刚体上，加上或 减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚 体的作用效果。
推论（力的可传性原理）
作用于刚体上的力可沿其作用线移动到 刚体内任意一点，而不会改变该力对刚体 的作用效应。
F
=
= B
F1
F F2
B
F1
A
A
A
4、力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力，可以合成 为仍作用于该点的一个合力，合力的大小 和方向由这两个力为邻边所构成的平行四
➢ 建筑抗震设防标准分类
甲类：抗震措施提高一度；地震作用高 于本地区抗震设防烈度。
乙类：抗震措施提高一度；地震作用按 本地区抗震设防烈度。
丙类：抗震措施和地震作用按本地区抗 震设防烈度。
丁类：抗震措施允许比本地区抗震设防 烈度的要求适当降低；地震作用按本地区 抗震设防烈度。
➢ 抗震设计的材料选用
边形的对角线确定。
即：合力为原两力的矢量和。
F2
R
矢量表达式：R= F1+F2
A
F1
推论：三力平衡汇交定理
三、约束与约束反力的概念
约束 限制物体运动的物体称为约束物体，
简称约束。
约束反力 约束必然对被约束物体有力的作用，
以阻碍被约束物体的运动或运动趋势。 这种力称为约束反力，简称反力。
➢ 几种常见的约束及其反力
指某一地区地面和建筑物遭受一次地震 影响的强烈程度。
烈度不仅与震级大小有关，而且与震源 深度、震中距、地质条件等因素有关。
同一次地震有多个烈度区。
我国抗震设防的范围为地震烈度6度、7 度、8度和9度地震区。
➢ “三水准两阶段”的抗震设防目标
三水准：小震不坏、中震可修、大震不 倒。
两阶段：弹性阶段的概念设计和弹塑性 阶段的抗震设计。
一、荷载的分类
永久荷载、可变荷载和偶然荷载。
二、荷载的分布形式
极限状态分类：承载能力极限状态、正 常使用极限状态。
➢ 建筑结构的功能
结构极限状态方程：Z=R-S，当R>S时， 结构处于可靠状态；当R=S时，结构处于 极限状态；当R<S时，结构处于失效状态。
我国结构设计使用年限分四类：一类为 5年、二类为25年、三类为50年、四类为 100年。
➢ 地震烈度
汇交力系 平行力系 一般力系
二、静力学基本公理
1、二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体 平衡的必要和充分条件是：这两个力 大小相等，方向相反，作用在同一条 直线上。
二力杆
2、作用与反作用公理 两个相互作用物体之间的作用力与反
作用力大小相等，方向相反，沿同一直 线且分别作用在这两个物体上。
静力学是研究物体在力作用下的平衡 规律的科学。
平衡 指物体相对于地球处于静止或匀速直
线运动的状态。
刚体 在外力的作用下，大小和形状保持不
变的物体。
一、力的概念
力的定义 力是物体间相互的机械作用。
力的效应 引起物体的运动状态发生变化（运
动效应或外效应）；使物体产生变形 （变形效应或内效应）。
力的单位 力的国际单位是牛顿（N）或千牛
按受力和构造特点不同，建筑结构分为 混合结构、框架结构、框架-剪力墙结构、 剪力墙结构、筒体结构、大跨结构等。其 中大跨结构多采用网架结构、薄壳结构、 膜结构及悬索结构。
➢ 建筑结构的功能
结构的功能要求：安全性、适用性、耐 久性。
结构的可靠性：安全性、适用性、耐久 性。（可靠度是可靠性的定量指标）
柔体约束 用柔软的皮带、绳索、
链条阻碍物体运动而构 成的约束叫柔体约束。 柔体约束只能受拉力， 不能受压力，所以约束 反力一定通过接触点， 沿着柔体中心线背离被 约束物体的方向，且恒 为拉力。
T
P
P
S1 S'1
S2 S'2
光滑接触面约束 当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不
计时，其中一个物体就是另一个物体的光滑 接触面约束。光滑接触面的约束反力过接触 点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体， 只能是压力。