建筑力学基础知识【完全免费】
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建筑力学基本知识第十一章静力学基础知识第一节力的概念及基本规律一、力的概念1、力的概念物体与物体之间的相互机械作用。
不能离开物体单独存在,是物体改变形状和运动状态的原因。
2、力的三要素大小(单位N kN)、方向、作用点。
力是矢量。
二、基本规律1、作用力与反作用力原理大小相等、方向相反、作用在同一直线上,分别作用在两个不同的物体上。
相同点:相等、共线;不同点:反向、作用对象不同。
2、二力平衡条件(必要与充分条件)作用在同一刚体(形状及尺寸不变的物体)上两个力,如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上,必定平衡。
注意和作用力与反作用力的区别。
非刚体不一定成立。
3、力的平行四边形法则力可以依据平行四边形法则进行合成与分解,平行四边形法则是力系合成或简化的基础,也可以根据三角形法则进行合成与分解。
4、加减平衡力系公理作用在物体上的一组力称为力系。
如果某力与一力系等效,则此力称为力系的合力。
在同一刚体的力系中,加上或减去一个平衡力系,不改变原力系对该刚体的作用效果。
5、力的可传性原理作用在同一刚体上的力沿其作用线移动,不会改变该力对刚体的作用。
力的可传性只适用于同一刚体。
第二节平面汇交力系力系按作用线分布情况分平面力系和空间力系。
力系中各力的作用线都在同一平面内且汇交于一点,这样的力系称为平面汇交力系,是最简单的平面力系。
平面汇交力系的合力可以根据平行四边形法则或三角形法则在图上进行合成也可以进行解析求解。
一、力在坐标轴上的投影F x和F y分别称为力F在坐标轴X和Y上的投影,当投影指向与坐标轴方向相反时,投影为负。
注意:力在坐标轴上的投影F x和F y是代数量,力F的分力F x/和F y/是矢量,二者绝对值相同。
问题:如果F与某坐标轴平行,其在两坐标轴的分量分别是多少?如果两力在某轴的投影相等,能说这两个力相等吗?显然二、合力投影定理121121......nRx x x ix nx ixi nRy y y iy ny iyi F F F F F F F F F F F F ===++++==++++=∑∑ 或者于是,得到合力投影定理如下:力系的合力在任一轴上的投影F Rx 或F Ry ,等于力系中分力在同一轴上的投影的代数和。
建筑力学的基本知识目录1. 建筑力学基本概念 (3)1.1 建筑力学的定义 (4)1.2 建筑力学的研究对象 (4)1.3 建筑力学的应用领域 (5)2. 建筑材料的力学性质 (6)2.1 材料的强度与变形 (8)2.2 材料的弹性与塑性 (9)2.3 材料的脆性与韧性 (10)3. 建筑结构的基本组成 (12)3.1 结构的组成元素 (13)3.2 结构的受力分析 (14)3.3 结构的稳定性分析 (15)4. 建筑结构的受力分析方法 (16)4.1 静力学分析 (17)4.1.1 静定结构 (19)4.1.2 非静定结构 (20)4.2 动力学分析 (21)4.2.1 自由振动 (22)4.2.2 受迫振动 (23)5. 建筑结构的受力与反力 (24)5.1 反力的产生 (25)5.2 反力的计算方法 (26)5.3 反力的应用 (27)6. 建筑结构的内力分析 (28)6.1 内力的定义 (30)6.2 内力的计算方法 (31)6.3 内力的分布规律 (32)7. 建筑结构的截面性质 (33)7.1 截面的几何性质 (34)7.2 截面的力学性质 (35)7.3 截面的设计原则 (36)8. 建筑结构的稳定性分析 (37)8.1 稳定性的基本概念 (38)8.2 稳定性的分析方法 (39)8.3 稳定性的设计要求 (41)9. 建筑结构的极限状态分析 (42)9.1 极限状态的定义 (43)9.2 极限状态的分析方法 (44)9.3 极限状态的设计原则 (45)10. 建筑结构的计算方法与软件应用 (46)10.1 建筑结构计算的基本方法 (47)10.2 常用建筑结构计算软件介绍 (48)10.3 计算软件在建筑力学中的应用实例 (50)1. 建筑力学基本概念力:力是物体之间相互作用的结果,是使物体产生加速度或形变的物理量。
在建筑力学中,力可以表现为重力、拉力、压力、摩擦力等。
力系:由若干个力组成的系统称为力系。
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。
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。
建筑力学知识点基础总结静力学静力学是力学的一个分支,主要研究力系统平衡的条件和方法。
在建筑力学中,静力学是最基础的学科,它为建筑物的结构分析和设计提供了基础。
1. 力的基本概念在静力学中,力是物体之间相互作用的结果,它是外界对物体产生的原因。
力有大小和方向,通常用矢量表示。
建筑力学中的力包括静力和动力两种,主要研究的是静力。
2. 力的合成与分解在建筑物结构中,常常需要分解和合成力的作用,这是静力学中的基本概念和方法之一。
合成力是将若干个力合成为一个力,分解力是将一个力分解为若干个力。
3. 力的平衡条件静力学的基本原理之一是力的平衡条件。
当一个物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体所受的合外力和合外力矩均为零。
这就是力的平衡条件。
4. 支点作用原理在建筑物结构中,支点是物体相对于其他物体的固定点。
支点的作用原理是静力学中重要的概念,它可以帮助我们分析物体受力的情况。
5. 杆件受力分析在建筑物中,大部分结构都可以简化为杆件模型。
杆件受力分析是静力学中的重要内容,通过受力分析可以确定结构的受力情况,为结构的设计提供基础依据。
结构力学结构力学是建筑力学的一个重要组成部分,它研究的是建筑物结构受力和变形的规律。
结构力学包括受力分析、结构稳定性、结构刚度等内容。
1. 结构受力分析结构受力分析是建筑力学中的核心内容,它包括梁、柱、板等结构在受力条件下的应力和变形分析。
通过受力分析,可以确定结构的稳定性和承载能力。
2. 结构稳定性结构的稳定性是结构力学中的重要概念,它是指结构在受到外力作用时不会发生失稳或倒塌的能力。
结构稳定性分析可以帮助我们确定结构的合理性和安全性。
3. 结构刚度结构的刚度是指结构在受力后的变形能力。
在结构力学中,刚度分析可以帮助我们确定结构的变形情况,为结构设计提供重要的参考依据。
4. 弹性力学弹性力学是建筑力学中的一个重要分支,主要研究材料在受力后的应力和变形规律。
弹性力学理论可以帮助我们确定结构在受力后的变形情况,为建筑物结构设计提供基础理论支持。
第1章建筑力学基础1.1力的性质、力在坐标轴上的投影1.1.1 力的定义力,是人们生产和生活中很熟悉的概念,是力学的基本概念。
人们对于力的认识,最初是与推、拉、举、掷时肌肉的紧张和疲劳的主观感觉相联系的。
后来在长期的生产和生活中,通过反复的观察、实验和分析,逐步认识到,无论在自然界或工程实际中,物体机械运动状态的改变或变形,都是物体间相互机械作用的结果。
例如,机床、汽车等在刹车后,速度很快减小,最后静止下来;吊车梁在跑车起吊重物时产生弯曲,等等。
这样,人们通过科学的抽象,得出了力的定义:力是物体间相互的机械作用,这种作用的结果是使物体的机械运动状态发生改变,或使物体变形。
物体间机械作用的形式是多种多样的,大体上可以分为两类:一类是通过物质的一种形式而起作用的,如重力、万有引力、电磁力等;另一类是由两个物体直接接触而发生的,如两物体间的压力、摩擦力等。
这些力的物理本质各不相同。
在力学中,我们不研究力的物理本质,而只研究力对物体的效应。
一个力对物体作用的效应,一般可以分为两个方面:一是使物体的机械运动状态发生改变,二是使物体的形状发生改变,前者叫做力的运动效应或外效应。
后者叫做力的变形效应或内效应。
就力对物体的外效应来说,又可以分为两种情况。
例如,人沿直线轨道推小车使小车产生移动,这是力的移动效应;人作用于绞车手柄上的力使鼓轮转动,这是力的转动效应。
而在一般情况下,一个力对物体作用时,既有移动效应,又有转动效应。
如打乒乓球时,如果球拍作用于乒乓球的力恰好通过球心,只有移动效应;如果此力不通过球心,则不仅有移动效应,还有绕球心的转动效应。
1.1.2 力的三要素实践证明,力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点。
这三者称为力的三要素。
即:1.力的大小力的大小表示物体间机械作用的强弱程度,它可通过力的运动效应或变形效应来度量,在静力学中常用测力器和弹性变形来测量。
为了度量力的大小,必须确定力的单位。