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建筑结构静力学分析与设计建筑结构静力学分析与设计是建筑工程中至关重要的一环。
通过对建筑结构的静力学原理的研究与应用，能够确保建筑物在正常使用情况下的稳定性和安全性。
本文将从静力学分析与设计的基本原理、常见结构体系、结构荷载分析以及结构设计流程等方面进行详细探讨。
一、静力学分析与设计的基本原理静力学是力学的一个重要分支，研究物体在平衡状态下受力和力的平衡关系。
建筑结构在受到外界力的作用下，需要保持平衡，从而确保建筑物的稳定性。
静力学分析与设计根据结构的受力特点和预设的使用条件，通过计算受力分析、结构响应和结构承载能力等参数，确定结构的合理尺寸、材料和构造形式，从而达到保证建筑安全稳定运行的目的。
二、常见结构体系在建筑结构中，常见的结构体系主要包括梁-柱结构、桁架结构和框架结构等。
梁-柱结构是最常见的结构体系，其由梁和柱组成，能够将荷载传递到地基上。
桁架结构由直杆和节点组成，具有良好的刚度和稳定性，适用于大跨度的建筑。
框架结构由竖向柱和横向梁组成，能够承担垂直荷载和水平力，常用于多层建筑。
三、结构荷载分析在静力学分析与设计中，结构荷载分析是非常重要的一步。
结构荷载包括永久荷载、使用荷载和临时荷载等。
永久荷载是指一直存在于结构上的荷载，如自重和固定设备重量。
使用荷载是指建筑在设计使用情况下的活动荷载，如人员和家具的重量。
临时荷载是指建筑在特殊情况下的暂时荷载，如风荷载和地震荷载等。
四、结构设计流程结构设计是建筑工程的核心任务之一，其流程主要包括结构方案设计、结构荷载计算、抗震设防、结构分析与设计、结构施工图设计和结构计算书编制等。
结构方案设计是根据建筑功能和使用要求确定合适的结构体系和布局。
结构荷载计算是依据建筑所受荷载的大小和分布特点进行计算。
抗震设防是保证建筑在地震作用下的安全性能要求，采取相应的抗震措施。
结构分析与设计是根据结构荷载和受力特点，进行结构的静力学分析和设计，确定合理的结构尺寸和材料。
结构设计师常用知识点结构设计师是建筑设计中非常重要的一环。
他们负责确定建筑物的结构框架和承重系统，并确保其安全、稳定和符合设计要求。
作为一名结构设计师，掌握一些常用的知识点是至关重要的。
本文将介绍结构设计师常用的一些知识点，帮助读者更好地了解这个领域。
一、力学基础知识1. 牛顿三定律：结构设计的基础是牛顿三定律，即惯性定律、动量定律和相互作用定律。
这些定律帮助我们理解物体受力和运动的原理，在结构设计中起到了重要的作用。
2. 应力和应变：应力是物体单位面积上的力，应变是物体在受力作用下的变形程度。
结构设计师需要了解不同类型的应力和应变，并根据计算结果进行结构材料的选择和设计。
二、结构力学1. 受力分析：结构设计师需要分析结构体受到的力和力的作用方式。
常见的受力分析方法包括静力学分析、弹性力学分析和刚体力学分析。
2. 结构稳定性：结构设计师需要确保建筑物在受到外力作用时能保持稳定。
稳定性分析主要包括弯曲稳定性、扭转稳定性和屈曲稳定性等。
三、结构材料1. 钢结构材料：钢是常用的结构材料之一，具有高强度和良好的可塑性。
结构设计师需要了解不同钢材的性能和使用限制，并合理选用适合的钢材。
2. 混凝土材料：混凝土是另一种常用的结构材料，具有良好的抗压性能。
结构设计师需要了解混凝土的材料性质和施工工艺，确保结构的稳定性。
四、结构分析方法1. 有限元分析：有限元分析是一种常用的结构分析方法，通过将结构离散成有限个单元进行力学计算。
结构设计师需要熟悉有限元分析的原理和使用方法，以准确评估建筑物的结构性能。
2. 结构风振分析：对于高层建筑和桥梁等结构来说，风振是一个重要的考虑因素。
结构设计师需要进行风振分析，以确定结构的风振响应并采取相应的措施进行抑制。
五、建筑结构设计规范1. 国家建筑设计规范：在进行结构设计时，结构设计师需要遵守国家的建筑设计规范，如《建筑结构荷载标准》、《建筑抗震设计规范》等。
这些规范为结构设计提供了一些基本的限制和要求。
建筑力学与结构课程设计目录•课程设计背景•设计目标•设计方案–建筑结构分析–荷载计算–结构设计–结构材料选用–结构施工安排•结论课程设计背景建筑力学与结构是建筑工程学科中一门重要的基础课程，涉及到建筑物的结构设计、力学分析、材料力学等方面。
掌握建筑力学与结构的知识可以帮助工程师在设计过程中合理分析和设计建筑物的力学结构，保证建筑物在安全、经济、环保、美观等多个方面都能达到设计要求。
设计目标本课程设计旨在帮助学生提高建筑力学与结构的理论知识和实际应用能力，通过实践操作，使学生深入理解建筑工程中关键的建筑力学与结构原理及其应用，为今后工作打下实践基础。
设计方案本课程设计采用以下步骤：1.建筑结构分析2.荷载计算3.结构设计4.结构材料选用5.结构施工安排建筑结构分析首先，我们需要对建筑物的结构进行分析，包括建筑物的类型、形式、结构体系和载荷特征等方面的特点，以便确定建筑物的负荷分布、荷载类型和荷载数量。
荷载计算在建筑结构分析的基础上，我们需要对荷载进行计算，包括自重、活荷载、风荷载、地震作用等等。
荷载计算需要确定荷载的大小、作用方向、作用位置和作用时间等参数，以便进行力学分析和结构设计。
结构设计在荷载计算的基础上，我们需要进行结构设计，选择合适的结构形式和设计参数，使得结构在满足强度和稳定性要求的前提下，达到最小化材料消耗、减少燃料使用、减少空气污染、提高舒适性等方面的优化目标。
结构设计也需要保证施工的可行性和经济性。
结构材料选用结构材料选用需要根据结构设计的要求和实际情况进行考虑，包括材料的性能、成本、生产工艺和环境影响等多种因素。
常见的建筑材料有混凝土、钢筋混凝土、钢结构、砖墙等。
结构施工安排在结构设计和材料选用确定的基础上，还需要进行施工安排，包括施工工艺、施工顺序、施工周期、工人配备和设备使用等方面的考虑。
施工安排需要保证施工过程的质量、效率和安全。
结论通过本次课程设计，学生能够深入学习和掌握建筑力学与结构的理论知识和实际应用能力，为今后工作打下实践基础。
力学基础在建筑工程中的应用研究在建筑工程领域中，力学是一门重要的基础学科。
它研究物体在外力作用下的运动和变形规律，通过对结构力学、材料力学和土力学的研究应用，为建筑工程提供了理论指导和技术支持。
本文将就力学基础的应用在建筑工程中展开研究，以探讨力学对建筑工程发展的贡献。
1. 结构力学在建筑设计中的应用结构力学是建筑工程中最为基础且至关重要的一门学科，它研究力学在建筑结构中的应用。
在建筑设计的初期阶段，结构力学的应用能够帮助工程师确定合理的结构形式，并进行结构计算和力学分析。
通过采用不同的结构形式，如梁、柱、框架等，以及结构材料的选择，可以使建筑物具备良好的受力性能和稳定性。
举例来说，在大型高层建筑的设计中，结构力学能够帮助工程师分析建筑物的承载能力和抗震性能。
通过计算风荷载、自重、地震力等外力对建筑物的影响，工程师可以合理确定建筑物的结构方案，并进行构件尺寸、材料选取等设计工作。
这样一来，建筑物能够在满足安全性和稳定性的前提下，最大化地发挥其空间利用效率和设计美感。
2. 材料力学在建筑材料选用和质量控制中的应用材料力学是研究力学在结构材料中的应用，它在建筑工程中具有重要的意义。
不同的材料在建筑中具备不同的力学性能，而材料的选用往往关系到建筑工程的质量和安全。
在建筑工程中，材料力学的应用很大程度上关系到建筑材料的选用。
例如，水泥、砖石、钢材等都是常见的建筑材料，它们的力学性能不同。
通过对材料的强度、刚度、耐久性等性能进行分析和评估，可以帮助工程师合理选择材料，确保建筑物具有良好的受力性能和使用寿命。
此外，材料力学还在建筑工程的质量控制中发挥着关键的作用。
通过对建筑材料的力学性能进行测试和监控，可以及时发现材料的质量问题，避免在施工过程中产生不良的影响。
例如，通过对混凝土的强度和密实度等指标进行测试，可以确保混凝土的强度符合设计要求，从而保证结构的安全性和稳定性。
3. 土力学在地基处理和基础设计中的应用土力学是研究力学在土壤中的应用，它在建筑工程中的应用非常广泛。
建筑结构设计原理的核心要素力学材料与技术建筑结构设计原理的核心要素：力学、材料与技术导言：建筑结构设计是建筑工程中非常重要的环节。
它涉及到建筑物的稳定性、耐久性和安全性等方面问题。
在建筑的结构设计中，力学、材料和技术是三个核心要素。
本文将探讨这三个要素在建筑结构设计中的作用和重要性。
一、力学在建筑结构设计中的作用力学是研究物体静力学和动力学的学科，它在建筑结构设计中起着至关重要的作用。
力学的基本原理被应用于建筑结构的计算和分析，以确保建筑物在受外部力作用下能够保持稳定。
1. 受力分析在建筑结构设计中，通过受力分析可以对建筑物所承受的各种力进行计算和评估。
受力分析可用于确定建筑构件的尺寸和材料的选择，以确保结构的稳定性和安全性。
2. 结构计算结构计算是建筑结构设计中的重点内容。
利用力学原理，可以进行结构成员的受力计算和结构稳定性的评估。
力学理论可以帮助工程师合理选择结构形式，并通过计算分析确定结构的受力状态和强度要求。
3. 结构优化力学原理为进一步优化建筑结构提供了理论和方法。
通过合理的力学分析和计算，可以不断优化结构，提高建筑物的使用效率和经济性。
力学优化可以有效减少结构的自重和材料的使用，同时增强结构的稳定性。
二、材料在建筑结构设计中的作用材料是构成建筑物的基本要素，它直接影响着建筑结构的强度、刚度和耐久性。
在建筑结构设计中，合理选择和使用材料是确保建筑物稳定和安全的重要环节。
1. 强度和刚度材料的强度和刚度是建筑结构设计中关注的主要问题。
建筑构件要能够承受外部荷载并保持稳定，因此需要选择强度和刚度适宜的材料。
常见的建筑材料如钢、混凝土和木材等具有不同的力学性能，可以根据实际需要进行选择。
2. 耐久性和安全性材料的耐久性和安全性是建筑结构设计中另一个关键考虑因素。
建筑物长期受到自然环境和外界因素的影响，材料需要具有足够的耐久性，以保证建筑物的寿命和安全性。
例如，混凝土在耐久性方面具有优势，适用于大多数建筑工程。
工业与民用建筑地基基础设计规范TJ 7-74(试行)主编单位：国家基本建设委员会建筑科学研究院批准单位：中华人民共和国国家基本建设委员会试行日期：1 9 7 4 年11 月 1 日通知(74)建发设字第217号根据一九七一年全国设计革命会议的要求，由我委建筑科学研究会同有关单位共同编制的《工业与民用建筑地基基础设计规范》已经有关部门会审，现批准《工业与民用建筑地基基础设计规范》TJ7-74为全国通用设计规范，自一九七四年十一月一日起开始试行。
鉴于我国各地地质和气候条件差异较大，并随着科学技术的不断发展，广大群众的革新创造不断涌现，各省市、自治区及各有关部在试行中，必要时可根据本规范结合当地的具体情况，制订补充规定，并送我委备案。
国家基本建设委员会一九七四年五月四日编制说明本规范是根据国家基本建设委员会(71)建革函字第150号通知，由我院会同有关勘察、设计、施工、科研以及高等院校等单位共同编制而成。
在编制本规范过程中，贯彻国地制宜、就地取材的原则；实行技术人员、工人、干部三结合，进行了比较广泛的调查研究和必要的科学试验，总结了我国二十多年来的实践，吸取了地基基础方面的科研成果，并征求了全国有半单位的意见，最后会同有关部门审查定稿。
本规范共分七章二十四节和十一个附录。
主要内容有总则、地基土的分类及容许承载力、基础埋置深度、地基计算、山区地基、办弱地基和基础等。
在试行过程中，请各单位注意积累资料，总结经验，如发现需要修改或补充之处，请将意见及有关资料寄交我院，以便今后修订时参考。
国家建委建筑科学研究院一九七四年四月主要符号A--桩身的横截面面积a1-2--压缩系数B--基础底面宽度C--平均附加系数c--内聚力D--基础埋置深度d--基底下容许残留冻土层厚度Es--压缩模量e--天然孔隙比F--基础底面面积H--基础高度h--自基础底面起算的房屋高度IL--液性指数Ip--塑性指数K--安全系数L--桩身长度l--房屋长度或沉降缝分隔的单元长度M--作用于基础底面的力矩mB--基础宽度的承载力修正系数mD--基础埋深的承载力修正系数ms--沉降计算经验系数mt--采暖对冻深的影响系数N--基础顶面的垂直荷载P--土压力Pa--单桩的垂直容许承载力P--基础底面处的平均压力P0--基础底面处的附加压力Q--桩基中单桩所承受的外力[R]--地基土的容许承载力R--修正后地基土的容许承载力S--基础的最终沉降量Sr--饱和度S′--计算的地基变形值W--基础底面的抵抗矩ω--土的天然含水量ωL--液限ωp--塑限Zo--标准冻深Zn--地基压缩层的计算深度α--边坡坡角γ--土的天然容重γa--土的干容重δ--土对挡土墙墙背的摩擦角θ--地基的压力扩散角μ--土对挡土墙基底的摩擦系数φ--内摩擦角第一章总则第 1 条地基基础的设计，必须坚持因地制宜，就地取材的原则；根据地质勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计，以保证房屋和构筑物的安全和正常使用。
建筑设计中的结构力学分析建筑设计是一门独特而重要的学科，涉及建筑物的外观、布局和结构等方面。
而其中的结构力学分析则起到了至关重要的作用，可以保证建筑物的稳定性和安全性。
本文将探讨建筑设计中的结构力学分析，并说明其在建筑工程中的重要性。
首先，结构力学是指通过研究物体的内部、外部受力情况以及受力响应规律等方面，来分析物体的形变、应变和破坏等物理特性的学科。
在建筑设计中，结构力学分析帮助我们理解建筑物受力的规律，并提供解决方案来保证建筑物的稳定性和可持续性发展。
在进行结构力学分析时，我们需要首先了解建筑物所受的各种力的性质和作用方式，如重力、水平力、风力、地震力等。
这些力源可能来自于自然环境，也可能来自于建筑物本身或其周围环境。
通过分析这些力的作用情况，我们可以确定哪些部分承受最大的力，从而为建筑物的结构设计提供指导。
接着，我们需要进一步进行结构力学分析，来确定适当的材料、尺寸和布局。
这包括评估结构元素（如柱子、梁、框架等）的强度、刚度和变形能力等。
通过使用计算机模型、力学公式和力学测试等工具，我们可以预测建筑物在受力时的行为，包括应力分布、变形情况以及可能的破坏模式。
这些信息对于确保建筑物的稳固性和安全性至关重要。
在结构力学分析过程中，我们还需要考虑的是建筑物的使用情况和设计要求。
不同类型的建筑物可能会承受不同的力，并有不同的结构需求。
例如，高层建筑需要考虑到风压和地震力等外力，而桥梁需要考虑到车辆荷载和跨度等因素。
因此，合理的建筑结构设计需要结合结构力学分析和特定的使用要求，以确保建筑物的安全性和功能性。
此外，结构力学分析还可以帮助我们评估和改善现有建筑物的结构性能。
通过对已建成建筑进行结构力学分析，我们可以确定其强度和稳定性，并识别可能存在的问题和隐患。
这可以帮助我们采取必要的维修和加固措施，以延长建筑物的使用寿命和保护公众安全。
综上所述，建筑设计中的结构力学分析在确保建筑物稳定性和安全性方面起着重要的作用。
建筑设计中的结构力学分析在建筑设计过程中，结构力学分析是不可忽视的重要环节。
通过对建筑物结构的力学分析，我们可以评估其承载能力、稳定性和安全性，从而确保建筑物在运载荷作用下能够正常运行并保持结构的完整性。
本文将介绍建筑设计中常用的结构力学分析方法和工具，并探讨其在实际项目中的应用。
一、静力学分析静力学分析是指在建筑物受到静力作用下，通过求解平衡方程来分析结构应力、应变和变形的方法。
它是结构力学分析的基础，也是最常见的一种分析方法。
静力学分析可以通过手算或者使用计算机辅助设计软件进行，常用的手算方法包括力方法和位移方法。
力方法是通过假设建筑物的每个构件受到的力已知，然后根据平衡条件求解应力和变形。
位移方法则是通过假设建筑物的每个构件的位移已知，然后根据变形相容条件求解应力和力的大小。
在实际应用中，位移方法比力方法更常见，因为位移方法可以更准确地考虑结构的非线性和复杂边界条件。
二、动力学分析动力学分析是指在建筑物受到动力作用下，通过求解动力平衡方程来分析结构应力、应变和变形的方法。
与静力学分析不同的是，动力学分析考虑了建筑物与环境之间的相互作用，可以评估建筑物在地震、风荷载等外部力作用下的响应情况。
动力学分析可以分为线性动力学分析和非线性动力学分析两种方法。
线性动力学分析假设结构的变形和应力是线性的，适用于低频动力荷载作用下的分析。
非线性动力学分析则考虑了结构的非线性特性，适用于高频动力荷载作用下的分析。
在实际工程中，通常会使用计算机模拟软件进行动力学分析，例如有限元法和离散元法。
三、实例分析在建筑设计中，结构力学分析的应用非常广泛。
例如，在高层建筑设计中，需要对建筑物的受力情况进行分析，以确保建筑物能够承受重力和风荷载，并保持稳定。
在桥梁设计中，需要通过力学分析来评估桥梁结构在车辆荷载作用下的变形和应力，并保证桥梁的安全运行。
在地下结构设计中，需要考虑土压力和地下水压力对结构的影响，并进行相应的力学分析来保证结构的稳定性。
For personal use only in study and research; not for commercialuse1 总则1．0．1 为了在地基基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，制定本规范。
1．0．2 本规范适用于工业与民用建筑（包括构筑物）的地基基础设计。
对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土以及在地震和机械振动荷载作用下的地基基础设计，尚应符合国家现行相应专业标准的规定。
1．0．3 地基基础设计，应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则；根据岩土工程勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。
1．0．4 建筑地基基础的设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号2．1 术语2．1．1 地基 Subgrade, Foundation soils支承基础的土体或岩体。
2．1．2 基础 Foundation将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
2．1．3 地基承载力特征值 Characteristic value of subgrade bearing capacity 由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。
2．1．4 重力密度（重度） Gravity density, Unit weight单位体积岩土体所承受的重力，为岩土体的密度与重力加速度的乘积。
2．1．5 岩体结构面 Rock discontinuity structural plane岩体内开裂的和易开裂的面，如层面、节理、断层、片理等，又称不连续构造面。
2．1．6 标准冻结深度 Standard frost penetration在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年的实测最大冻结深度的平均值。
2．1．7 地基变形允许值 Allowable subsoil deformation为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值。
土木工程力学基础（120）一、填空题（共30 分，每空 1 分））1．约束力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向。
2．柔体约束的约束特点是只能承受，不能承受。
3．当力与坐标轴垂直时，则力在该坐标轴上的投影为。
4．通常规定转向的力矩为正值；转向的力矩为负值。
5．力的作用线通过矩心时，力矩为。
6．作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动，而力对刚体的运动效果。
7．力的 ________、 _________、 _________称为力的三要素，所以说力是________量。
8．固定端既限制物体的__________，又限制物体的 ________。
9．画受力图时，必须根据_______________画约束力。
10．力是物体间 ________，力使物体的 ________发生变化，或者使物体产生__________ 。
11．均布线载荷是指沿构件 ___________方向且在各处大小 __________的分布载荷。
12．物体的平衡状态，是指物体相对于地球____________或做 ____________的状态。
13．水平地面上放着一桶重量为260N 的水，某同学用 140N 的力竖直向上提水桶，这时水桶受到的合力是 _________，地面受到的压力为__________。
14．常见的约束有：、、、链杆、、、七种。
二、判断题 (共 15 分，每题 1 分 )（） 1. 物体的平衡是绝对的平衡。
（） 2. 用扳手拧紧螺母时，用力越大，螺母就越容易拧紧。
（） 3. 力的合成、分解都可用平行四边形法则。
（） 4. 当矩心的位置改变时，会使一个力的力矩大小和正负都可能发生变化。
（） 5. 光滑接触面的约束力方向是沿接触面法线方向而指向物体。
（） 6. 作用于一点上的两个或两个以上的力可以合成作用于一点的一个力。
（） 7. 固定铰链支座的约束力方向一般是固定的。
（） 8. 力的平衡条件是：大小相等，方向相反，作用在同一物体上。
建筑力学基础课程性质《建筑力学》，主要介绍力学的基本公理与概念，平面杆件的变形和内力计算以及结构内力计算及结构受力分析等方面的知识。
建筑力学第一章静力学第一节静力学基本概念及公理第二节约束和约束反作用力第三节汇交力系第四节力偶及力偶矩第五节平面一般力系第二章材料力学第一节材料力学主要研究对象的几何特征第二节杆件变形的基本形式第三节变形的内力第三章结构力学第一节杆件结构力学的研究对象和任务第二节杆件结构的计算简图第三节平面杆件结构的分类第四节体系的几何组成分析第五节几何组成分析的步骤和举例第六节静定结构和超静定结构第一章静力学教学目标：掌握静力学基本概念；了解约束和约束反作用力第一节静力学基本概念及公理静力学（statics）研究物体在力系作用下处于平衡的规律。
一、平衡的概念：平衡是指物体相对于地球静止或作匀速直线运动。
二、刚体的概念：刚体是在任何情况下保持其大小和形状不变的物体。
三、力的概念：力对物体的效应表现在物体运动状态的改变和变形。
力对物体的效应取决于以下三个要素：（1）力的作用点；（2）力的方向；（3）力的大小在国际单位制中：力的大小的单位为牛顿（N）。
目前工程实际中采用的工程单位制，其力的单位为公斤（kgf）。
1 kgf=9.80665 N四、静力学公理（一）公理一（二力平衡公理）作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要与充分条件是：此两力大小相等、指向相反且沿同一作用线。
（二）公理二（加减平衡力系公理）在作用于刚体上的任意一个力系中，加上或去掉任何一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
此公理只适用于刚体，而不适用于变形体。
（三）公理三（力的平行四边形法则）作用于物体上同一点的两个力，可以合成为作用于该点的一个合力，它的大小和方向由这两个力的矢量为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示(见下左图)。
亦可用右下图所示的力三角形表示，并将其称为力三角形法则。
合力R与分力F1、F2的矢量表达式为R=F1+F2（四）公理四（作用和反作用定律）两物体间的相互作用力，总是大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。
力总是成对出现的。
作用力与反作用力并非是作用在同一物体之上的，而是分别作用于不同的两个物体之上的。
（五）公理五（刚化公理）若可变形体在已知力系作用下处于平衡状态，则可将此受力体视为刚体，其平衡不受影响。
若变形体处于平衡状态，则作用其上的力系一定满足刚体静力学的平衡条件。
第二节约束和约束反作用力物体受到约束时，物体与约束之间相互作用着力，约束对被约束物体的作用力称为约束反力，简称约束反力或反力。
几种常见的约束类型：1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿绳索背离物体。
2.光滑接触面的约束 (光滑指摩擦不计)约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体。
3 光滑圆柱铰链约束用销钉连接两个钻有相同大小孔径的构件构成铰链约束。
如其中一构件作为支座被固定，则称为铰链支座。
铰链约束限制物体沿径向的位移，故其约束力在垂直于销钉轴线的平面内并通过销钉中心。
由于该约束接触点位置不能予先确定，约束力方向也不能确定，常以两个正交分量和表示在分析铰链约束力时，通常将销钉固连在某个构件上，简化成只有两个构件的结构。
4 球形铰链约束图 (a)所示的圆球和球壳的连接构成球铰约束。
此类约束限制构件的球心沿任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，常用图(b)所示的三个正交分量表示。
5 锟轴铰链支座该约束由在铰链支座与光滑支承面间安装几个辊轴构成，亦称辊轴支座约束。
其构造及简图如下图（a）（b）所示。
滚动支座的约束性质与光滑面约束相同，其约束力垂直于支承面，通过销钉中心，如图（c）所示。
6.双铰链刚杆连接双铰链刚杆(不计自身重量)连接上图所示。
这种刚杆(直杆或弯杆)常被用来作为拉杆或支撑，而借两端的铰链连接两个物体(在平面情形中用轴线彼此平行的两个圆柱铰链。
上图中双铰刚杆BC对于物体A的反力是由铰链C传至铰链刀，因此它必须同时通过铰链B 和C的中心。
为证实这一结论，只须单独考察双铰刚杆本身的平衡，它是仅受两个力作用而平衡的物体(二力构件)，这两个力分别作用在两铰链的中心，而根据公理一，这两个力的作用线必须沿着这两个铰链中心的连线。
显然，与这两个力相应的反作用力，即刚杆BC对于两端所连物体的反力，必定也是沿这连线。
刚体既能受拉又能受压，因此，双铰刚杆连接能同时起前面第一类与第二类简单约束的作用，既能受拉,又能受压，这样的约束称为双面约束。
当然，单个铰链也是双面约束。
在实践中，如果不能事先肯定约束力是拉力还是压力，那末为了确保平衡，就得用双铰刚杆代替有关绳索或支承面。
如何将实践中所遇到的约束化简并估计其反力的特征，这是一个重要的，然而有时也可能是相当困难的问题。
必须具体地分析每个问题的条件。
但是，对于一般的问题，上述几种约束模型已有足够普遍的适用性。
7.分离体和受力图确定物体受了几个力，每个力的作用位置和方向，这一分析过程称为物体的受力分析。
为了清晰地表出物体（即研究对象）的受力情况，需将其从约束中分离出来，单独画出它的简图，这一步骤称为解除约束、取分离体。
在分离体上表示物体受力情况的简图称为受力图。
画受力图的步骤可概括如下：★根据题意选取研究对象，并用尽可能简明的轮廓把它单独画出，即取分离体。
★画出作用在分离体上的全部主动力。
★根据各类约束性质逐一画出约束力例题：第二章材料力学第一节材料力学主要研究对象的几何特征材料力学所研究的主要构件从几何上多抽象为杆，且大多数抽象为直杆。
第二节杆件变形的基本形式作用在杆上的外力是多种多样的，杆件相应产生的变形也有各种形式。
经过分析，杆的变形可归纳为四种基本变形的形式，或是某几种基本变形的组合。
四种基本变形的形式计有：1．拉伸或压缩(tension and compression) 这类变形是由大小相等、方向相反，作用线与杆件轴线重合的一对力所引起的，表现为杆件的长度发生伸长或缩短，杆的任意两横截面仅产生相对的纵向线位移。
图（a）表示一简易起重吊车，在载荷 P的作用下，AC杆承受拉伸而 BC杆承受压缩，图（b）、（c）。
此外起吊重物的吊索、桁架结构中的杆件、千斤顶的螺杆等都属于拉伸或压缩变形。
2．剪切(shear) 这类变形是由大小相等、方向相反、作用线垂直于杆的轴线且距离很近的一对横力引起的，其变形表现为杆件两部分沿外力作用方向发生相对的错动。
图(a)表示一铆钉连接，铆钉穿过钉孔将上下两板连接在一起，板在拉力P作用下，而铆钉本身承受横向力产生剪切变形，（图（b））。
机械中常用的连接件如键、销钉、螺栓等均承受剪力变形。
3．扭转(torsion) 这类变形是由大小相等，转向相反，两作用面都垂直于轴线的两个力偶引起的，变形表现为杆件的任意两横截面发生绕轴线的相对转动（即相对角位移），在杆件表面的直线扭曲成螺旋线。
左图 (a)所示的汽车转向轴AB在运动时发生扭转变形。
此外汽车传动轴、电机与水轮机的主轴等，都是受扭转的杆件。
4．弯曲(bending) 这类变形是由垂直于杆件的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小相等、转向相反的力偶所引起的，表现为杆的轴线由直线变为曲线。
右图(a)所示的机车轮轴所产生的变形即为弯曲变形。
工程上，杆件产生弯曲变形是最常遇到的，如桥式起重机的大梁、各种传动轴、船舶结构中的肋骨等都属于弯曲变形杆件。
机械中的零部件大多数同时承受几种基本变形，例如机床的主轴工作时承受弯曲、扭转与压缩三种基本变形的组合，钻床主柱同时承受拉伸与弯曲变形的组合，这种情况称为组合变形。
我们先依次分别讨论杆件在四种基本变形下的强度和刚度，然合再讨论组合变形时的强度和刚度问题。
第三节变形和内力荷载和支座反力都是作用在构件外部的力，称为外力，这是的平衡就是外力之间的相互平衡。
微笑的变形既是不容易察觉有可能是正常工作所允许的，过大的变形就是构件安全工作所不允许的了。
建筑结构的构件在工作时，变形情况一般归纳为下面几种形式：一、轴向拉伸和压缩变形1.1、轴向拉伸与压缩的概念工程范例：吊车梁的拉杆、吊运重物的钢丝绳、绗架杆件、柱受力特征：作用于杆上的外力或其合力的作用线沿着杆件的轴线。
变形特征：杆件主要产生轴向伸长（或缩短），受力简图如图1所示。
图1轴向拉伸与压缩受力和变形示意图1.2、轴向拉伸和压缩时的内力、轴力图（1）内力的概念：物体内部一部分与另一部分的相互作用力，构件受到外力作用的同时，在内部产生相应内力（外力作用引起的内力改变量）。
在外力作用下构件发生变形，构件内部相邻各质点间沿力作用方向的相对位置发生变化，同时构件各质点之间产生附加内力（简称内力），其作用是力图使各质点恢复其原始位置。
（2）内力的计算方法—截面法：截面法是材料力学研究内力的一个基本方法，其步骤如下：a）截开：在需求内力的截面处，将构件假想截分为两部分；b）代替：任取一部分为研究对象，弃去另一部分，并以内力代替弃去部分对留下部分的作用；c）平衡：对留下部分建立平衡方程，求出该截面的内力。
（3）拉压杆横截面上的内力特点：其作用线与杆轴线重合，称为轴力，用N 表示。
轴力N 的正负号规定，以拉力为正，压力为负。
（4）轴力图：表示沿杆件轴线各横截面上轴力变化规律的图线，轴力图以平行于杆轴线的x 轴为横坐标，表示横截面位置，以N 轴为纵坐标，表示横截面上的轴力值。
二、剪切变形2.1 工程中的剪切问题在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。
例如：螺栓、铆钉、键、销等。
连接件虽小，起着传递载荷的作用。
受力特点：作用在构件两个相对侧面的横向外力的合力大小相等、方向相反、作用线相距很近。
变形特点：构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。
2.2 剪切的实用计算根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。
（1）剪切的实用计算剪切面、剪力、剪应力名义切应力：假定剪切面上的切应力均匀分布，可得切应力t 为：AQ =τ 相应剪切强度条件为：][ττ≤=AQ 式中： Q 为剪切面上的内力—剪力； A 为剪切面的面积；][τ为许用切应力。
（2）挤压的实用计算挤压：构件局部面积的承压现象。
挤压力：在接触面上的压力，记P 。
挤压面积：接触面在垂直P 方向上的投影面的面积。
假设挤压应力在有效挤压面上均匀分布。
挤压强度条件为：][bs bsbs A P σσ≤=： 三、弯曲变形工程实际中的弯曲问题（1）弯曲的概念 弯曲：在通过轴线的平面内，杆受垂直于轴线的外力或外力偶的作用时，轴线弯曲成为曲线，这种受力形式称为弯曲。
梁：以弯曲变形为主的构件通常称为梁。
