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ααsin cos F F F F Y X ±=±= X YY X F F F F F =+=αtan 22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2-12-22-32-42-5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例3-3 34P例3-4 35P例3-5 35P例3-6 36P小结1、约束与约束反力2、结构计算简图3、物体的受力分析和受力图第四章平面一般力系的简化及平衡方程主要内容:力系简化、平衡方程、平衡方程的应用、物体系的平衡目的要求:了解平面一般力系的简化;掌握平面一般力系的平衡、约束反力的确定、能够应用平面一般力系的平衡理论确定约束反力。
重点难点:平衡方程的应用§4-1 平面一般力系的简化一、平面一般力系向作用面内一点简化力系(F 1、F 2、F 3、…、F n )简化 得 (F ′1、F ′2、F ′3、…、F ′n )和(m 1、m 2、m 3、…)合成得 F ′R 和M OF ′R —主矢,描述原力系对物体移动效应 M O —主矩,描述原力系对物体转动效应图示∑=+++=F F F F F n R ''2'1 ()()∑∑∑∑=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛'+⎪⎭⎫ ⎝⎛'=XY YXRY RX R FF F F F F F αtan 2222()()()()F m F m F m F m m m m M o n o o o nO ∑=+++=+++= 2121例题4-1 46P二、平面一般力系简化结果的讨论 1.简化结果为一力偶0,0≠='O R M F原力系为一合力偶,力偶矩 ()∑=F m M o O 2. 简化结果为一合力⑴ 0,0=≠'O R M F 合力为主矢 ⑵ 0,0≠≠'O R M F 进一步合成合力 3.力系平衡0,0=='O R M F§4-2 平面一般力系的平衡方程及应用一、基本形式平衡条件:主矢等于零、主矩等于零,即0,0=='O R M F平衡方程: ()000===∑∑∑F M F F OY x平面一般力系平衡可解决三个未知量 例4-3 51P 例4-4 52P 二、二矩式()()000===∑∑∑F m F m F BA xA 、B 两点连线不垂直于投影轴x三、三矩式()()()000===∑∑∑F m F m F m CB A (A 、B 、C 三点不共线)平衡问题解题步骤: ① 确定研究对象 ② 画受力图 ③ 列平衡方程 ④ 解平衡方程 例4-6§4-3 平面特殊力系的平衡方程一、平面汇交力系的平衡方程0==∑∑YxFF例4-9 60P二、平面平行力系的平衡方程1、一矩式()00==∑∑F M F OY 2、二矩式()()∑∑==00F m F m BA (A 、B 两点连线不平行于力系)例4-10 62P例4-11 62P例4-12 64P§4-4 物体系的平衡问题物体系平衡的平衡方程物系平衡方程个数为3n ,能解决3n 个未知量。
n —物系中物体个数 例4-14 68P例4-15 69P小结一、平面力系简化主矢与主矩∑='F F R()F m M o O ∑=二、平面力系平衡条件、平衡方程0,0=='O R M F平衡方程: ()000===∑∑∑F M F F OY x二矩式()()000===∑∑∑F m F m F BA x (A 、B 两点连线不垂直于投影轴x ) 三矩式()()()000===∑∑∑F m F m F m CB A (A 、B 、C 三点不共线)三、平衡方程的应用 1.求解单个物体的支座反力 2.求解物体系的约束反力 习题: 4-104-114-144-17第五章平面杆件体系的几何组成分析主要内容:几何组成分析的目的、几何组成分析、静定结构和超静定结构。
目的要求:了解几何组成分析的目的及基本概念;掌握几何组成分析规则、能够应用。
重点难点:几何不变体系组成规则及应用§5-1 平面杆件体系的几何组成分析的目的一、几何不变体系和几何可变体系几何可变体几何不变体系几何不变体系:不考虑材料的应变,体系的位置或形状不变化。
几何可变体系:不考虑材料的应变,体系的位置或形状发生变化。
二、几何组成分析的目的1.判别几何可变性以决定是否可作为结构2.杆系组成的合理形式3.判定结构的静定性§5-2 平面杆系的几个概念一、刚片二、约束及约束对体系自由度的影响1.自由度体系运动时可以独立改变的坐标的数目。
2.约束3.约束对体系自由度的影响链杆:限制一个自由度铰:限制两个自由度刚性联接:限制三个自由度§5-3 几何不变体系的组成规则一、三刚片规则三铰不共线两两相连二、两刚片规则一铰一杆不共线;三杆不交于一点、不相互平行。
三、二元体规则两杆不共线§5-4 几何组成分析举例例5-1 84P例5-2 84P§5-5 静定结构和超静定结构静定结构——没有多余约束的几何不变体系超静定结构——有多余约束的几何不变体系小结一、平面杆件体系的分类二、几何不变体系的组成规则1.几何不变体系的基本原理——铰接三角形2.概念——约束、自由度、几何不变体系、几何可变体系、刚片3.组成规则三、几何组成分析的目的及应用第六章静定结构的内力计算主要内容:轴向拉压内力及内力图、弯曲内力及内力图目的要求:了解基本变形受力及变形特点;掌握轴力、弯矩、剪力、截面法、内力图、简便法画内力图。
重点难点:画内力图§6-1 内力•截面法一、内力概念图示二、截面法截开、代替、平衡图示§6-2 轴向拉压杆的内力一、轴向拉压概念受力特点:变形特点:图示举例: 88P:图6-1、图6-2二、轴向拉压的内力——轴力图示例6-1 89P例6-2§6-3 弯曲内力——剪力和弯矩一、弯曲概念受力特点:图示变形特点:图示工程实例:梁的形式:①简支梁②外伸梁③悬臂梁二、弯曲内力——剪力和弯矩图示剪力正负号的规定:使研究段顺时针转的为正相反为负图示弯矩正负号的规定:上压下拉为正相反为负图示例6-3 94P简便法求弯曲内力:∑∑==C YQ m M F F左上剪力正、右下剪力正左顺弯矩正、右逆弯矩正例6-3§6-4 剪力图和弯矩图剪力方程)F(xFQQ弯矩方程 M=M(x)例6-5 97P例6-6 98P例6-7 99P例6-8 100P例6-9 101P§6-5 剪力、弯矩与荷载三者的关系1剪力图斜直线、弯矩图二次抛物线(剪力等于零处抛物线的顶点)。