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

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

§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

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