建筑力学第二章-静定结构基本知识

《建筑力学》课程教学大纲一、课程的性质、地位、作用和任务建筑力学是建筑类施工专业的一门重要专业基础课，通过本课程的学习，使学生系统的掌握建筑力学基本知识、基本理论、基本技能，为后续专业基础课、专业课学习打下良好的基础。

本课程的主要任务是：研究杆件结构（或构件）外力（荷载、约束反力）的平衡、内力的分布规律（轴力图、剪力图、弯矩图）、应力的计算方法及分布、应变的概念及变形的计算及材料的力学性能。

二、本课程的教学模块和基本要求模块一静力学基础（一）绪论初步了解建筑力学的学习目的、内容和任务及学习方法。

（二）静力学的基本概念1．知识点和教学要求（1）了解力和平衡的概念；（2）掌握静力学四个公理；（3）熟悉约束及约束反力；（4）掌握物体的受力分析画物体受力图；（5）掌握结构计算简图的简化。

2．能力培养要求熟悉约束及约束反力、掌握结构计算简图的简化、熟练进行受力分析和画受力图。

模块二平面力系的合成与平衡（一）平面特殊力系1．知识点和教学要求（1）掌握力的投影、力矩、力偶矩计算；（2）熟悉合力投影定理、合力矩定理；（3）了解力偶及其性质；（4）掌握平面特殊力系平衡方程。

2．能力培养要求（1）能熟练进行力的投影、力矩、力偶矩计算；（2）熟练应用平衡方程求解平面特殊力系的平衡问题。

（二）平面一般力系1．知识点和教学要求；（1）熟悉力的平移定理及平面一般力系的简化；（2）掌握平面一般力系平衡方程。

2．能力培养要求熟练应用平衡方程求解物体和物体系的平衡问题。

模块三基本构件的内力、应力、应变（变形）计算（一）轴向拉抻和压缩1．知识点和教学要求（1）了解变形固体的概念及其基本假设；构件变形的基本形式；轴向拉抻与压缩变形的受力特点和变形特点；（2）了解内力的概念，掌握求内力及轴力图绘制方法；（3）了解强度概念，掌握构件横截面正应力计算及应力分布规律；（4）掌握应力、应变关系及轴向拉压杆的变形计算方法。

2．能力培养要求（1）具有轴力计算并绘制轴力图的能力；（2）具有轴向拉抻和压缩构件的应力计算能力；（3）具有轴向拉抻与压缩构件的变形计算能力。

第一章绪论第二章静力学基础知识与物体的受力分析2-1静力学的基本概念2-2 静力学公理2-3 约束与约束反力2-4 物体的受力分析与受力图2-5 结构的计算简图本章小结复习思考题练习题第三章平面力系3-1 力的投影3-1-1 力在坐标轴上的投影3-1-2 合力投影定理3-2 力矩与力偶3-2-1 力对点之矩3-2-2 合力矩定理3-2-3 力偶及其性质3-2-4 平面力偶系的合成3-3 平面一般力系的简化3-3-1 力线平移定理3-3-2 平面一般力系向作用面内一点简化3-4 平面力系的平衡方程及其应用3-4-1 平面一般力系3-4-2 平面汇交力系3-4-3 平面力偶系3-4-4 平面平行力系3-5 物体系统的平衡问题本章小结复习思考题练习题第四章平面体系的几何组成分析4-1 几何组成分析的目的4-2 几何不变体系的组成规则4-3 平面体系几何组成分析示例4-4 静定结构与超静定结构的判定本章小结复习思考题练习题第五章静定结构的内力分析5-1 轴向拉压杆5-2 受扭杆5-3 静定梁5-4 静定平面刚架5-5 静定平面桁架5-6 静定平面组合结构本章小结复习思考题练习题第六章杆件的应力与强度计算6-1 应力的概念6-2 轴向拉压杆的应力与强度计算6-2-1 拉伸与压缩时材料的力学性能6-2-2 横截面上的应力6-2-3 斜截面上的应力6-2-4 强度计算6-3 圆轴扭转时的应力与强度计算6-3-1 横截面上的应力6-3-2 强度计算6-4 梁弯曲时的应力与强度计算6-4-1 梁的正应力及强度计算6-4-2 矩形截面梁的切应力及强度计算6-4-3 提高梁强度的措施6-5 组合变形构件的应力与强度计算本章小结复习思考题练习题第七章静定结构的位移计算和刚度校核7-1 轴向拉压杆的变形计算7-2 静定结构在荷载作用下的位移计算7-3 图乘法7-4 刚度校核本章小结复习思考题练习题第八章超静定结构的内力分析8-1 力法8-2 位移法8-3 力矩分配法本章小结复习思考题练习题第九章压杆稳定9-1 压杆稳定的概念9-2 压杆的临界力与临界应力9-3 压杆的稳定性计算本章小结复习思考题练习题附录A 常用截面的几何性质A-1 形心A-2 面积矩A-3 惯性矩附录B 型钢表。

11秋建筑施工与管理专科《建筑力学》期末复习指导一、课程说明《建筑力学》是广播电视大学土木工程专业(本科)和水利水电工程专业(本科)的补修课。

本课程的教材：《建筑力学》，作者：吴国平，中央广播电视大学出版社出版。

二、考试说明1、考核方式闭卷考试，考试时间为90分钟。

2、试题类型试题类型分为两类：第一类判断题与选择题，占30%；第二类计算题，占70%。

计算题共4题，主要类型有：求静定结构支座反力并画内力图，梁的正应力强度计算，图乘法求位移，力法计算超静定结构，力矩分配法计算超静定结构。

三、复习要点第一章静力学基本知识一、约束与约束反力1．柔索约束：由软绳构成的约束。

约束反力是拉力；2．光滑面约束：由两个物体光滑接触构成的约束。

约束反力是压力；3．滚动铰支座：将杆件用铰链约束连接在支座上，支座用滚轴支持在光滑面上，这样的支座称为滚动铰支座。

约束反力垂直光滑面；4．链杆约束：链杆是两端用光滑铰链与其它物体连接，不计自重且中间不受力作用的杆件。

约束反力作用线与两端铰链的连线重合。

5．固定铰支座：将铰链约束与地面相连接的支座。

约束反力是一对相互垂直的力6．固定端：使杆件既不能发生移动也不能发生转动的约束。

约束反力是一对相互垂直的力和一个力偶。

二、力矩与力偶1．力偶不等效一个力，也不能与一个力平衡。

2．力偶的转动效果由力偶矩确定，与矩心无关。

3．力对点之矩一般与矩心位置有关，对不同的矩心转动效果不同4．力偶与矩心位置无关，对不同点的转动效果相同。

三、主矢和主矩1．主矢与简化中心位置无关，主矩与简化中心位置有关。

2．平面任意力系向一点简化的结果a)主矢不为零，主矩为零：一个合力；b)主矢不为零，主矩不为零：一个合力、一个合力偶；c)主矢为零，主矩不为零——一个合力偶；d)主矢为零，主矩为零——平衡力系。

四、平面力系1．平面任意力系的主矢和主矩同时为零，即，是平面任意力系的平衡的必要与充分条件。

2．平面一般力系有三个独立方程可求解三个未知数，平面平行力系有二个独立方程可求解二个未知数。

《建筑力学与结构基础知识》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质、教学目的、任务和教学基本要求1.课程的性质、教学目的《建筑力学与结构基础知识》是建筑经济管理、村镇建设、建筑装饰、物业管理等专业的技术基础课。

它主要介绍建筑力学和建筑结构的基本知识, 以及结构施工图的识读方法, 为学习后续课程奠定基础。

2.教学任务本课程的教学任务是：使学生领会必要的力学概念, 掌握简单静定结构的内力计算方法, 了解常见结构的内力分布特点；掌握钢筋混凝土基本构件承载力的计算方法, 熟悉钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构的主要构造要求, 能理解建筑工程中的一般结构问题；明确结构施工图的内容, 掌握结构施工图的识读方法, 能识读结构施工图。

3.教学基本要求（1）平面力系和简单静定结构的内力是力学部分的重点, 教学中应讲练结合, 并安排适量的课外练习；（2）构造要求是结构部分的重点, 同时也是难点, 教学中应从结构、构件的受力特点入手, 着重讲清内力分布与构造的关系, 以便学生理解, 切忌死记硬背；（3）抗震构造措施分散安排在相应章节讲授, 教学中应注意与非抗震构造的比较, 以利学生掌握；（4）结构施工图部分是本课程的落脚点, 应结合施工图讲解, 并应使学生识读混合结构、钢筋混凝土框架结构和钢屋盖施工图各一套；（5）结构标准图是一个重要内容, 各教学班应结合本地区实际加强教学。

二、本课程与相关课程的衔接、配合关系本课程包括两大部分: 即建筑力学和建筑结构基础知识。

在学习建筑力学时, 以数学、物理等课程为基础。

同时, 建筑力学部分的知识又是学习建筑结构部分的重要基础知识, 若前部分力学知识学不好, 将会给后部分的学习带来困难。

另外, 本课程又以《建筑识图与构造》为基础, 并与之相配合, 利用识图和构造知识正确识读结构施工图。

同时又为《建筑工程预算》等专业课程的学习打下基础。

因此, 教学过程应注意各课程之间的衔接和配合。

三、教学方法和教学形式的建议1.教学方法本课程是一门理论性和实践性都很强的课程。

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。

静定结构知识点总结一、静定结构的概念静定结构是指在受到外力作用时，结构内部的各点处于静态平衡的结构。

换句话说，静定结构是一个力学模型，它受到有限个外力作用，但是通过构造支反力平衡方程可以唯一确定支座反力的结构。

静定结构的平衡条件可用以下两种方法表示：力平衡方程和力矩平衡方程。

1.力平衡方程对于一个受力作用的物体或结构，力平衡方程是最基本的平衡条件。

力平衡方程描述了作用在结构上的所有外力之和等于零。

力平衡方程的一般形式可以表示为：ΣF=0其中，ΣF表示作用在结构上的所有外力之和。

对于一个静定结构而言，只有n个未知的支反力需要确定，而且力平衡方程可以用来唯一确定这n个未知的支反力。

2.力矩平衡方程力矩平衡方程描述了作用在结构上的所有外力产生的力矩之和等于零。

力矩平衡方程通常表示为：ΣM=0其中，ΣM表示作用在结构上的所有外力产生的力矩之和。

力矩平衡方程可以用来判断结构是否受到扭转力的影响，并且可以用来确定支座的扭矩反力。

二、静定结构的原理静定结构问题是力学中的一个重要问题，其解决原理可以归纳为以下几个方面：1.平衡条件静定结构的平衡条件是基本原理。

在受到外力作用时，结构内部的各点处于静态平衡状态，即结构内力和外力的作用线都经过结构的重心，并且内力满足平衡条件和相互协调条件。

2.叠加原理叠加原理是静定结构分析的基本原理之一。

叠加原理是指一个结构在受到多个外力作用时，结构的响应可以被看作是各个外力单独作用时的响应之和。

这样可以简化分析过程，使问题的解决变得相对容易。

3.位移方法位移方法是一种常用的静定结构分析方法。

它是根据力学平衡条件和结构变形的关系，通过假设结构的位移形式，利用位移与受力的关系来求解结构的反力-位移关系。

常见的位移方法有假设位移法、能量法等。

4.变形协调条件变形协调条件是指结构在受力作用下的变形满足一定的条件。

在静定结构问题中，结构的变形必须满足变形协调条件，即结构的变形必须使得结构满足平衡条件，不会产生过度的变形。

建筑力学常见问题解答2 静定结构基本知识1.几何不变体系? 什么是几何可变体系?答：体系受到荷载作用后，在不考虑体系材料应变的前提下，体系的位置或几何形状不产生变化，称它为几何不变体系。

在不考虑材料应变的前提下，即使荷载很小，也会引起几何形状的改变，这类体系称它为。

土建工程中只有几何不变体系才能作为结构使用。

2. 为什么要对体系进行几何组成分析？答：在对结构进行分析计算时，必须先分析体系的几何组成，以确保体系的几何不变性，这种分析就是结构的几何组成分析。

几何组成分析的目的是：（1）判别体系是否为几何不变体系，从而决定它能否作为结构所使用；（2）掌握几何不变体系的组成规则，便于设计出合理的结构；（3）用以区分体系为静定结构或超静定结构，从而对它们采用不同的计算方法。

3.什么是刚体？什么是刚片？答：在不考虑材料的应变时，杆系结构本身的变形与几何变形无关，所以，此时的某一杆件可视为刚体；同理，已经判明是几何不变的部分(如图2-2)，也可看成是刚体。

平面的刚体又称为刚片。

需要特别注意的是：所有结构的基础是地基(地球)，几何组成分析的前提是地基为几何不变体系，所以地基是一个大刚片。

图2-24.什么是自由度?答：体系在运动时，用以完全确定体系在平面内的位置所需的独立坐标的数目，称为自由度。

5.平面内一个点和一个刚片各有几个自由度？答：一个动点在平面内的自由度是2。

一个刚片在平面内的自由度是3。

6.什么是约束？工程中常见的约束有哪几种？答：（1）能使体系减少自由度的装置称为约束。

减少一个自由度的装置称为一个约束，减少若干个自由度的装置，就相当于若干个约束。

（3）工程中常见的约束有以下几种：1）链杆一根链杆可使刚片减少一个自由度，相当于一个约束。

2）铰支座铰支座可使刚片减少两个自由度，相当于两个约束，亦即相当于两根链杆。

3）简单铰凡连接两个刚片的铰称简单铰，一个简单铰相当于两个约束，或者说相当于两根链杆。

4）固定端支座固定端支座可使刚片减少三个自由度，相当于三个约束。

各力的作用线在同一平面内且汇交于一点的力系，称为平面汇交力系（coplanar concurrent forces），它是一种基本的力系，也是工程结构中常见的较为简单的力系。

本章研究平面汇交力系的合成（简化）与平衡，重点是讨论平衡问题。

研究的方法有：(1) 几何法（矢量法）；(2) 解析法（投影法）。

平面汇交力系的平衡问题不仅是研究复杂力系平衡问题的基础，而且由于它所涉及的基本概念和分析方法具有一般性，因而在整个静力学理论中占有重要的地位。

一、三力情况设刚体上作用有汇交于同一点O的三个力 F → 1 、 F → 2 、 F → 3 ，如图2-1a 所示。

显然，连续应用力的平行四边形法则，或力的三角形法则，就可以求出合力（resultant force）。

首先，根据力的可传性原理，将各力沿其作用线移至O点，变为平面共点力系（图2-1b），然后，按力的三角形法则，将这些力依次相加。

为此，先选一点A，按一定比例尺，作矢量AB →平行且等于 F → 1 ，再从B点作矢量 BC →平行且等于 F → 2 ，于是矢 AC →即表示力 F → 1 与 F → 2 的合力 F → 12 （图2-1c）。

仿此，再从C点作矢量 CD →平行且等于 F → 3 ，于是矢量 AD →即表示力 F → 12 与 F → 3 的合力，也就是 F →1 、 F → 2 和 F → 3 的合力 F → R 。

其大小可由图上量出，方向即为图示方向，而合力的作用线通过汇交点O（图2-1e）。

图2-1其实，由图2-1c可见，作图时中间矢量 AC →是可以省略的。

只要把各矢量 F → 1 、F → 2 、 F → 3 首尾相接，形成一条折线ABCD，最后将 F → 1 的始端A与 F → 3 的末端D相连，所得的矢量 AD →就代表合力 F → R 的大小和方向。

这个多边形ABCD叫力多边形（force polygon），而代表合力的 AD →边叫力多边形的封闭边。

建筑力学知识点汇总(精华)第一章概论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。

第二章刚体静力精确分析基础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。