建筑力学教案
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第一章建筑力学概述
主要内容:建筑力学的研究对象和任务、基本假设、杆件变形的基本形式、荷载
目的要求:明确建筑力学的研究对象和任务、了解本课程的性质和主要内容。
重点难点:建筑力学的任务。
§1-1建筑力学的任务
建筑力学→结构设计
→施工
构件→结构→荷载图1-1
建筑力学研究:构件间的相互作用力
强度
刚度
稳定性
建筑力学的任务是研究结构或构件在荷载作用下的平衡及承载能力。
§1-2刚体、变形固体及基本假设
一、刚体与变形固体的概念
二、变形固体的基本假设
刚体、变形体概念
连续、均匀、各向同性假设
微小变形假设图
§1-3杆件及其变形的基本形式一、杆件
图
二、杆件变形的基本形式
轴向拉压
剪切
扭转
弯曲
§1-4荷载的形式按作用方式分:集中荷载
分布荷载:体积荷载
面荷载
线荷载
按作用性质分:静荷载
动荷载
第二章静力学基本概念
目的要求:理解基本概念、基本公理;掌握基本概念、基本公理的应用、投影的计算、矩的计算
重点难点:基本概念、基本公理的应用、投影的计算、矩的计算
§2-1 力与平衡的概念
静力学是研究物体在力作用下的平衡规律的科学。
一、力的概念
力是物体与物体之间的相互机械作用
力的三要素:
力的表示 F
力的单位: kN N
作用效应: 运动状态改变;
形状改变
二、平衡的概念
平衡:
力系:
平衡条件:
平衡力系:
§2-2 静力学基本公理一、力的平行四边形公理
F=F1+F2
二、二力平衡公理
应用在刚体
三、加减平衡力系公理
推论1:力的可传性图推论2:三力平衡汇交定理图
四、作用与反作用定理
图
§2-3 力在坐标轴上的投影∙合力投影定理
一、 力在坐标轴上的投影
α
α
sin cos F F F F Y X ±=±= X Y
Y X F F F F F =+=αtan 2
2
例题2-1 13页
§2-4 力矩 力偶的概念和力的等效平移
一、 力矩
力矩是力使物体转动效应的度量
力
移动
移动+转动
()d F F m o ⋅±=
力矩的单位:Nm 或kNm
力矩的正负号:顺负、逆正
力矩性质:
1. 力矩与矩心有关
2. 力沿作用线移动不改变力矩
3. 力过矩心力矩为零
4. 合力矩定理:()()F m F M o R o ∑=
例题2-3 16p
二、力偶
力偶:有两个大小相等、方向相反、作用线平行的力组成,使物体只产生转动。
力偶矩:描述物体转动效应的物理量。
()
d F F F m ⋅±='. 力偶的单位:
力偶矩的正负号:
力偶的性质:
1. 力偶没有合力 力偶投影为零
力偶不能与一个力平衡
2. 力偶对平面内任一点矩为力偶矩
图示
()()
()Fd x F x d F F m F m m o o o -=++-=+='' 3. 力偶的等效条件 ①同一平面
②两力偶矩相等
图示
4. 平面力偶系合成
∑=+++=m m m m M n 21
例题2-4 19P
三、力的平移
图示
例题2-5 21P
小结
静力学基本概念:
力、平衡、二力构件、力矩、力偶、力偶矩;
基本计算:
力在坐标轴上的投影、力矩、力偶矩
基本理论:
四个基本公理、力的滑移定理、三力平衡汇交定理、合力投影定理、合力矩定理、力的平移定理
复习思考题
习题
2-1
2-2
2-3
2-4
2-5
第三章物体的受力分析、结构计算简图
主要内容:约束、约束反力、受力图、结构计算图
目的要求:了解工程中常见的约束类型、结构计算简图;掌握约束反力的确定、能够画受力图
重点难点:常见约束的约束反力确定
§3-1 约束与约束反力
一、约束
约束:限制物体运动的装置
约束反力:约束体给被约束体的作用(讲清三要素)
二、约束类型
1、柔性约束
2、光滑面约束
3、光滑圆柱铰约束图示
4、铰链支座(固定铰支座)
5、滚轴支座(可动铰支座)
6、固定支座
§3-2 结构计算图
一、结构计算简图的简化原则
1、反应结构实际情况,使计算结果精确可靠。
2、分清主次,去次要因素以便于分析和计算。
二、结构计算简图的简化方法
1、结构体系的简化
平面的简化图3-10
杆件的简化图3-11
结点的简化:铰结点
刚结点图示
2、支座简化图示
3、荷载的简化图示
举例:32页图3-14 3-15
§3-3 物体的受力分析与受力图物体的受力分析:①物体(研究对象)
②主动力(荷载) 图示
③约束反力
受力图:物体的受力情况用图形表示。
举例:
例3-1 33P
例3-2 34P