《建筑力学基础》课件

建筑力学基础课程简介课程目标课程内容12掌握建筑力学的基本原理包括力学基础、静力学、，并能将其应用于建筑结材料力学、结构分析等构的设计和分析教学方法3课堂讲授、课后习题练习、实验教学相结合力学基本概念力质量力是物体之间的相互作用，可以质量是物体所含物质的多少，反使物体发生形变或改变运动状态映了物体抵抗运动状态改变的能力速度加速度速度是物体位移变化率，描述物加速度是速度变化率，描述物体体运动快慢和方向运动速度变化快慢和方向力与受力体系力受力体系力的分类物体之间相互作用的物理量，包含对物体施加的力的集合，影响物体集中力、分布力、表面力、体积力大小和方向，以矢量表示的运动或静止状态力的分解与合成平行四边形法则1两个力的合力大小和方向三角形法则2两个力的合力大小和方向力的正交分解3将一个力分解为相互垂直的两个分力几何性质面积体积惯性矩平面图形的面积是图形所占空间的大立体图形的体积是图形所占空间的大惯性矩是反映平面图形或立体图形抵小，常用平方米（m2）或平方厘米小，常用立方米（m3）或立方厘米抗弯曲和扭转能力的物理量，常用米（cm2）表示（cm3）表示4（m4）或厘米4（cm4）表示质心与重心质心重心几何形状的中心点，代表了形状的平衡点物体受重力作用下的平衡点，通常与质心重合平面内静力平衡合力为零作用在物体上的所有力的矢量和为零，物体保持静止或匀速直线运动合力矩为零作用在物体上的所有力的力矩矢量和为零，物体不会发生转动平衡方程根据静力平衡条件，可以建立平衡方程，求解未知力或约束力结构支座反力支座是结构的支撑点支座反力是结构对支座的作用力反力使结构保持静力平衡受力分析识别外力绘制受力图分析内部力123确定作用在结构上的所有外部用箭头表示作用力的大小和方根据外力作用，分析结构内部载荷，例如重力、风力、地震向，并标注力的大小和作用点的应力、剪切力、弯矩等力等轴向拉压拉伸压缩在轴向拉力作用下，构件的截面会发生拉伸变形，材料内在轴向压力作用下，构件的截面会发生压缩变形，材料内部产生拉应力部产生压应力剪切力定义方向剪切力是指作用在物体表面剪切力平行于物体表面，并上，使物体沿该表面发生相与物体表面相切对滑动的力作用剪切力会导致物体发生变形，例如剪切变形或扭转变形弯曲正应力概念公式分布弯曲正应力是指由于弯矩作用在横截σ=M/Z，其中σ为弯曲正应力，M弯曲正应力沿截面高度呈线性分布，面上产生的正应力为弯矩，Z为截面模量最大值出现在最外层纤维弯曲切应力切应力分布影响因素重要性弯曲切应力在横截面上呈抛物线分布弯曲切应力的大小取决于横截面的形对于薄壁构件，弯曲切应力可能成为，最大值出现在中性轴上，并向截面状、材料性质以及弯矩的大小主要应力形式，需要进行特殊的设计边缘逐渐减小考虑组合应力叠加效应复杂分析组合应力是由多种应力类型需要考虑多种应力成分的相共同作用产生的，例如拉伸互作用，以评估结构的整体和弯曲、剪切和扭转等承载能力安全设计设计时需充分考虑组合应力的影响，以确保结构的安全性和可靠性实用材料属性材料的强度是指材料抵抗破坏的材料的刚度是指材料抵抗变形的能力，如抗压强度、抗拉强度等能力，用弹性模量表示材料的延展性是指材料在断裂前能够承受较大形变的能力应力与应变关系弹性阶段1材料在受力后发生形变，卸载后能恢复原状应力与应变成线性关系屈服阶段2材料的应力与应变不再成线性关系，出现明显的塑性形变强化阶段3材料继续变形，应力继续上升，但变形速度加快颈缩阶段4材料的断裂发生在材料最薄弱的地方，形成一个颈缩部位，直到断裂结构形式钢结构混凝土结构木结构高强度，抗震性能好，易于拆装耐火，耐久，成本低，应用广泛可再生，环保，施工速度快直杆结构受力分析定义1杆件受力特点受力方式2轴向拉压、弯曲、剪切分析方法3内力、应力、应变直杆结构是指结构中主要的受力构件为直杆的结构，直杆结构受力分析是建筑力学中的核心内容，理解直杆结构的受力特点、分析方法和计算过程，是学习建筑力学的基础结构总体均衡条件力的平衡力矩平衡12所有外力的合力为零，确所有外力矩的合力矩为零保结构处于静止状态，保证结构不会发生旋转稳定性3结构在受到外力作用后，能够保持其原始形状和位置的稳定性结构稳定性分析稳定性影响因素分析方法结构能够承受外力和保持其形状的能结构的形状、材料、尺寸、支撑条件计算方法、模型实验、现场监测力和荷载结构的极限承载能力抗压能力抗拉能力结构在承受压力时能够承受结构在承受拉力时能够承受的最大负荷的最大负荷抗弯能力抗剪能力结构在承受弯曲力矩时能够结构在承受剪切力时能够承承受的最大负荷受的最大负荷静定结构计算平衡方程1力矩平衡支座反力2结构支座反力内力计算3应力分析应力与截面应力是作用于物体截面上的外力截面是物体内部的横截面，通常用于计算应力应力与截面面积成反比，即应力越大，截面面积越小复杂截面的计算组合截面空心截面非对称截面将不同材料或形状的截面组合在一起减轻重量，提高结构效率，但需注意用于特殊结构设计，需考虑应力分布，以提高强度和刚度强度和稳定性和平衡受弯构件的设计弯矩计算材料强度安全系数123首先要根据外力作用和结构形然后，需要考虑所选材料的强最后，要根据安全系数进行设式计算出构件的弯矩，这是设度和弹性模量，来确定构件的计，确保构件能够安全可靠地计受弯构件的关键尺寸和截面形状承受预期的弯矩受剪构件的设计剪切强度剪切变形12确定构件抵抗剪切力的能控制构件在剪切力作用下力，确保其不会因剪切力的变形，防止过度变形影而破坏响结构整体性能疲劳强度3评估构件在反复剪切力作用下的耐久性，确保其能承受长期使用受压构件的设计柱子墙体基础承受建筑物垂直荷载的主要构件承重墙承担来自楼板和屋顶的压力将建筑物荷载传递到地基的基座受组合作用的构件设计复杂性应力分析受组合作用的构件设计通常必须对不同应力分量的相互涉及多种载荷类型，例如弯影响进行细致分析，以确保矩、轴力和剪力构件的安全性和耐久性优化设计优化设计是必要的，以最大限度地利用材料，并减少材料成本和结构重量结构可靠性理论概率论方法可靠性指标安全性分析运用概率论和数理统计方法，对结构引入可靠性指标，量化结构的可靠程对结构进行安全性分析，以确保结构的失效概率进行评估度，并根据指标进行设计优化在设计使用年限内能够安全可靠地使用课程总结掌握建筑力学基础知识理解结构受力分析运用理论进行结构计算熟悉结构设计基本方法。