建筑力学与建筑结构(新上篇).ppt

生态环保
利用可再生能源、绿色建材等，减少 对环境的污染和破坏，实现建筑与环 境的和谐共生。
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VS
混凝土结构由混凝土和钢筋等材料组 成，通过浇筑和振捣成型，具有较高 的抗压强度和耐久性，适用于各种建 筑类型和规模，如住宅、办公楼、桥 梁等。混凝土结构的优点包括良好的 抗压性能、防火性能、耐久性和稳定 性等，但同时也存在自重大、施工周 期长等缺点。
钢结构
钢结构是一种轻质高强的建筑结构类型，具有较好的塑性和 韧性。
有限差分法
介绍有限差分法的基本原理和应用，包括离散化、差分方 程建立和求解等，以及如何运用有限差分法进行结构分析 和设计。
离散元法
介绍离散元法的基本原理和应用，包括离散化、接触模型 和求解算法等，以及如何运用离散元法进行岩土工程和地 质工程的结构分析和设计。
结构设计软件介绍
AutoCAD
介绍AutoCAD的基本功能和使用方法，包括绘图、编辑、标注和输出等，以及如何在建 筑结构设计中运用AutoCAD进行绘图和建模。
建筑力学与结构课件
目录
• 建筑力学基础 • 建筑结构类型 • 建筑结构设计 • 建筑结构抗震 • 建筑结构加固与维护 • 建筑力学与结构发展趋势
01
建筑力学基础
静力学基础
静力学基本概念
静力学是研究物体在力作用下处 于平衡状态的科学。在静力学中 ，平衡是指物体处于静止或匀速
直线运动状态。
静力学基本原理
智能化技术的应用
数值模拟技术
利用数值模拟软件对建筑结构进行精 细化分析和优化设计，提高设计效率 和精度。
智能化施工
通过BIM技术、物联网技术等，实现 施工过程的智能化管理和控制，提高 施工质量和效率。

•
3、力的作用点。表示力的作用位置。
力可以用一个矢量表示。如图所示，矢量的模 按一定的比例尺表示力的大小；矢量的方位和 指向表示力的方向；矢量的起点（或终点）表 示力的作用点。
第14页/共140页
• 力系：物体受到的一群力 • 力系的简化：用一个力代替一群力而不改变它对物体的作用效果 • 二力的分解和合成 • 平行四边形法则 • 力的合成，连续运用法则 • 力的分解 法则逆运用，正交分解
荷载的分布面积较集中，因此在计算简图上可把这种荷载作用于结构上的 某一点处。 • 分布荷载是指连续分布在结构上的荷载，当连续分布在结构内部各点上时 叫体分布荷载，当连续分布在结构表面上时叫面分布荷载，当沿着某条线
第2页/共140页
• 3） 根据荷载位置的变化情况，荷载可分
• 为固定荷载和移动荷载。
A
B
a
q C
a
Y 0 : YA YB qa 0
qa 2
MA 0:
YB
•a
qa
•
3a 2
qa 2
0
A
B a
q C
a
YYAB5223qqaa
YA
YB
(负号表明力方向与标注相反）
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A右截面
B左截面
B
右q截a 2面MA右 A
A qa 2
MB左
B
MB右 B
q
C
a
YA
QA右
YA
a
QB左
个荷载单独作用时所引起的该量值的代数和 • 使用条件：结构弹性变形和小变形，荷载和某量值的关系是线性关系
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3静定结构的内力
• 静定结构是通过静力平衡方程可以求出所有支座反力的结构，反之，称为超静定结构。 • 结构的外力是来源于结构外部作用在结构上的力，包括荷载和支座反力。 • 结构内力是有外力作用引起的结构内部材料之间所产生的相互作用力 • 3.1内力和内力图

精品课件
第一章 静力学基础
第一节 基本概念 一、力 1.力的定义 力是物体之间相互的机械作用。由于力的作用 ，物体的机械运动状态将发生改变，同时还引起物 体产生变形。前者称为力的运动效应（或外效应） ；后者称为力的变形效应（或内效应）。 在本课程中，主要讨论力对物体的变形效应。
精品课件
2.力的三要素 力的大小、方向（包括方位和指向） 和作用点，这三个因素称为力的三要素。 实际物体在相互作用时，力总是分布在 一定的面积或体积范围内，是分布力。如 果力作用的范围很小，可看成是作用在一 个点上，该点就是力的作用点，建筑上称 这种力为集中力。
作为施工技术及施工管理人员，也要求必须掌握建筑力学知识。知道 结构和构件的受力情况，什么位置是危险截面，各种力的传递途径以及 结构和构件在这些力的作用下会发生怎样的破坏等等，才能很好地理解 图纸设计的意图及要求，科学地组织施工，制定出合理的安全和质量保 证措施；在施工过程中，要将设计图纸变成实际建筑物，往往要搭设一 些临时设施和机具，确定施工方案、施工方法和施工技术组织措施。如 对一些重要的梁板结构施工，为了保证梁板的形状、尺寸和位置的正确 性，对安装的模板及其支架系统必须要进行设计或验算；进行深基坑（ 槽）开挖时，如采用土壁支撑的施工方法防止土壁坍落，对支撑特别是 大型支撑和特殊的支撑必须进行设计和计算，这些工作都是由施工技术 人员来完成的。因此，只有懂得力学知识才能很好地完成设计及施工任 务，避免发生质量和安全事故，确保建筑施工正常进行。
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构件的强度、刚度和稳定性统称为构件的承载能力。其高低 与构件的材料性质、截面的几何形状及尺寸、受力性质、工 作条件及构造情况等因素有关。在结构设计中，如果把构件 截面设计得过小，构件会因刚度不足导致变形过大而影响正 常使用，或因强度不足而迅速破坏；如果构件截面设计得过 大，其能承受的荷载过分大于所受的荷载，则又会不经济， 造成人力、物力上的浪费。因此，结构和构件的安全性与经 济性是矛盾的。建筑力学的任务就在于力求合理地解决这种 矛盾。即：研究和分析作用在结构（或构件）上力与平衡的 关系，结构（或构件）的内力、应力、变形的计算方法以及 构件的强度、刚度和稳定条件，为保证结构（或构件）既安 全可靠又经济合理提供计算理论依据。

的作用线通过矩心。
W
42
2、力偶 由大小相等、方向相反且不共线的两
个平行力组成力偶。对物体产生转动效 应。
F
d
W
F’
43
力偶矩 力偶的转动效应用
力偶矩表示，它等于 力偶中任何一个力的
大小与力偶臂d 的乘
积，加上适当的正负 号，即：
MFd
力偶的图例
W
44
力偶系的合成 作用在一个物体上的一组力偶称为一个 力偶系。力偶系的合成结果为一个合力
W
46
平面一般力系的平衡方程
平面任意力系的一般简化结果为一个主矢 R
和一个主矩M。当物体平衡时，主矢和主矩必须
同时为零，即：
X 0
Y 0
M 0
这三个平衡条件是互相独立的，对于一个研 究对象可以求解三个未知力，且最多求解三个未 知力。
W
47
三、杆件变形的基本形式
1、轴向拉伸或压缩 在一对大小相等、方向相反、作用线
按受力和构造特点不同，建筑结构分为 混合结构、框架结构、框架-剪力墙结构、 剪力墙结构、筒体结构、大跨结构等。其 中大跨结构多采用网架结构、薄壳结构、 膜结构及悬索结构。
W
4
➢ 建筑结构的功能
结构的功能要求：安全性、适用性、耐 久性。
结构的可靠性：安全性、适用性、耐久 性。（可靠度是可靠性的定量指标）
一、概念
1、轴力 杆件在轴向拉 F
伸或压缩时，截面 上的内力与杆件的 F
m F
m
N
轴线重合，故称为 轴向内力，简称轴 力，用N表示。且
N
Fx 0
F NF0
拉为正，压为负。
NF
W
52
2、弯曲内力—剪力和弯矩 弯曲的概念：杆件受到垂直于杆轴的外

同。 ❖ 力偶矩符号规定：力偶使物体作逆时针转动
时，力偶矩为正号；反之为负。在平面力系 中，力偶矩为代数量。
❖ 力偶的基本性质
（1）力偶不能合成为一个合力，所以不能用 一个力来代替。
（2）力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于 力偶矩，而与矩心位置无关。
（3）在同一平面内的两个力偶，如果它们的 力偶矩大小相等，转向相同，则这两个力偶 是等效的。
通过力的作用点沿力的方向的直线，称为 力的作用线。
二 力矩的概念
一个力作用在具有固定的物体上，若力的
作用线不通过固定轴时，物体就会产生转动效
果。
力臂
d
F
矩心
.
O
M
所以，力F 对物体绕O点转动的效应，由下 列因素决定：
(1)力F与力臂d 。 (2)力F使物体绕O点的转动方向。
❖ 力矩公式： MO(F) = ± F ×d（重点）
六 几点建议
1. 课前预习 2. 上课认真听讲 3. 课后复习、作业
第一篇 建筑力学
第一章 静力平衡 第一节 静力学基本概念
一力 1 力的定义
力看不见，摸不着。
概念由人们在长期的生产劳 动和日常生活中逐步建立的。
力不能脱离物体而存在。
力是物体之间的相互机械作用。 有力的作用，便定有施力物（主动）与
第二节 静力学公理
一 二力平衡公理
作用在刚体上的两个力，使刚体处于平衡状 态的充分和必要条件是：
这两个力——大小相等、方向相反、作用在 同一条直线上(简称等值、反向、共线)。
❖ 受二力作用而处于平衡的杆件或构件称为二 力杆件（简称为二力杆或二力构件）。
F1
F2
F2
F1
(a)
(b)

1
建筑力学与建筑结构 教学课件
第二章 静定结构的内力计算
2
教学内容：﹡平面体系的几何组成分析 ﹡内力 平面静定桁架的内力计算 ﹡梁的内力计算与内力图 ﹡静定平面刚架的内力计算与内力图 ﹡三铰拱的内力 ﹡截面的几何性质
基本要求：掌握无多余约束的几何不变体系的几何组成规则，并能 熟练运用规则分析常见体系的几何组成；熟练掌握静定平面桁架内 力的计算方法，熟练掌握静定梁和静定刚架的内力计算和内力图的 作法；理解三铰拱的受力特点、合理拱轴的概念；掌握截面的形心、 惯性矩的计算；熟练掌握惯性矩的平行移轴公式。
3
能形成虚铰的是链杆 ( 2，3)
第一节 平面体系的几何组成分析
12
三、无多余约束几何不变体系的组成规则 1、三刚片规则
三刚片用不在同一直线上的三个铰两两相联, 则组成无多余约束的几何不变体系。
A
C B
第一节 平面体系的几何组成分析
13
2、两刚片规则
两刚片之间，用不完全交于一点也不完全平行的三根链 杆联结，或用一个单铰和一根铰杆联结，且铰和链杆不在同一 直线上,则组成无多余约束的几何不变体系。
(几何可变）
Ⅰ
Ⅱ 三杆交于一虚铰。
(几何瞬变）
Ⅰ
Ⅱ
三杆平行等长。 (几何可变）
Ⅱ
三杆平行不等长。 (几何瞬变）
第一节 平面体系的几何组成分析
三个规则可归结为一个三角形法则。
A
（a） A
C （e）
C B
A
B
16
A
C （b）
B
C （c）
B
（d）
B
第一节 平面体系的几何组成分析
17
【例题】试对图示体系作几何组成分析。