建筑力学第一章 绪论及基本概念

1、第 二 篇材料力学第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 1- -1 材料力学的任务材料力学的任务1- -2 材料力学与生产实践的关系材料力学与生产实践的关系1- -3 可变形固体的性质及其基本假设可变形固体的性质及其基本假设1- -4 杆件的几何特性杆件的几何特性1- -5 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式建筑力学建筑力学建筑力学建筑力学结构结构建筑物承受各种作用的骨架。1- -1 材料力学的任务材料力学的任务结构由构件组成。构件构件组成结构的各个部件建筑力学建筑力学建筑力学建筑力学FFaFF钢 筋b建筑力学建筑力学对构件在荷载作用下正常工作的要求对构件在荷载作用下正常工作的要求 1

2、. 具有足够的强度荷载作用下不断裂，荷载去除后不产生过大的永久变形(塑性变形)强度-在荷载作用下,材料构件结构抵抗断裂和永久变形的能力.荷载未作用时塑形变形示例荷载作用下F荷载去除后建筑力学建筑力学塑形变形示例建筑力学建筑力学动画荷载未作用时荷载作用下F建筑力学建筑力学 2. 具有足够的刚度荷载作用下的弹性变形不超过工程允许范围。刚度- 在荷载作用下,材料构件结构抵抗变形的能力.建筑力学建筑力学钢缆强度高，刚度差建筑力学建筑力学钢缆强度高，刚度差弹性变形示例建筑力学建筑力学动画 3. 满足稳定性要求对于理想中心压杆是指荷载作用下杆件能保持原有平衡形态的能力。建筑力学建筑力学理想中心压杆理想中心

3、压杆建筑力学建筑力学动画材料力学的任务： 1、研究构件在荷载作用下的内力、变形规律。 2、建立满足强度、刚度、稳定性要求的条件，为设计构件提供计算方法。建筑力学建筑力学 在满足上述强度、刚度和稳定性要求的同时，须尽可能合理选用材料和降低材料消耗量，以节约投资。材料力学包含的两个方面理论分析实验研究测定材料的力学性能；解决某些不能全靠理论分析的问题建筑力学建筑力学 材料力学是随生产的发展而建立的关于强度、刚度和稳定性计算的理论。生产实践科学实验材料力学建筑力学建筑力学1- -2 材料力学与生产实践的关系材料力学与生产实践的关系赵州桥(石拱桥)595-605年建，充分利用石料的压缩强度建筑力学建筑

4、力学 世界上现存最早、跨度最大的空腹式单孔圆弧拱石桥。位于河北省赵县，跨洨水。原名安济桥，俗称大石桥。隋开皇十五年至大业元年(公元595605年)由匠人李春修建。净跨 37.02 m，矢高7.23 m，桥面宽9 m。拱由28券(窄拱)并列组成。大拱券上两端各建有两个小拱(净跨分别为2.85 m和3.81 m)，以减轻桥身自重和增大泄洪面积。由于桥位良好、基底应力适宜，千余年来虽经多次洪水和地震，桥身基本完好。该桥构思精巧，造型稳重，是世界桥梁史上的杰作。1961年定为全国重点文物保护单位。建筑力学建筑力学安澜竹索桥(宋代)(1964年改为钢缆承托的索桥)充分利用竹材的拉伸强度 安澜索桥是国家重

5、点文物保护单位，安澜索桥位于四川省都江堰市,又名“安澜桥”、“夫妻桥”。全长240多公尺，飞架岷江南北，是古代四川西部与阿坝之间的商业要道，是藏、汉、羌族人民的联系纽带。相传始建于李冰建都江堰的战国末期，宋代时重建。历史上这座桥曾毁坏过几次，当时的政府均马上加以重修。这座桥原为一座竹索桥，现已改建成钢索桥，只是表面进行了仿竹木处理。全桥有九墩八孔，长340 m,宽1.4 m ，高13 m。通过实验建立理论的初期通过实验建立理论的初期伽利略(Galileo Galilei,15641642年) 1638年提出计算梁强度的公式(但结论不正确)建筑力学建筑力学 意大利物理学家、天文学家。生于意大利北

6、部佛罗伦萨一个贵族的家庭。1581年入比萨大学学医。主张研究自然界必须进行系统的观察和实验，是近代实验科学与机械唯物主义的奠基者之一。通过实验，推翻了向来奉为权威的亚里士多德关于“物体下落的速度和重量成比例”的学说。还发现物体的惯性定律、摆振动的等时性、抛体运行定律，并确定了伽利略相对性原理，因而被认为是经典力学和实验物理的先驱。建筑力学建筑力学胡克(HookeRobert,16351703年)1678年发表根据实验得出的物理定律胡克定律 17世纪英国优秀的物理学家和天文学家。他的成就是多方面的。在光学和引力研究方面仅次于牛顿，而作为科学仪器的发明者和设计者，在当时是无与伦比的。 胡克根据弹簧

7、实验的结果，于1678年得出了胡克定律，即在比例极限内，弹性物体的应力与应变成正比。1- -3 可变形固体的性质及其基本假设可变形固体的性质及其基本假设 材料在荷载作用下都会产生变形尺寸改变和形状改变可变形固体可变形固体。对可变形固体的基本假设：1. 连续性假设无空隙、密实连续。(1) 从受力构件内任意取出的体积单元内均不含空隙； (2) 变形必须满足几何相容条件，变形后的固体内既无“空隙”，亦不产生“挤入”现象。据此：建筑力学建筑力学 2. 均匀性假设各点处材料的力学性能相同。对常用工程材料，尚有各向同性假设。 3. 小变形假设构件在承受荷载作用时，其变形与构件的原始尺寸相比甚小，甚至可以略去不计。建筑力学建筑力学1- -4 杆件的几何特性杆件的几何特性直杆 曲杆主要几何因素：横截面、轴线建筑力学建筑力学1- -5 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式一、 轴向拉伸或轴向压缩建筑力学建筑力学二、 剪切建筑力学建筑力学剪切变形建筑力学建筑力学动画三、 扭转建筑力学建筑力学扭转变形建筑力学建筑力学动画四、四、 弯曲 F1=F2时(从而亦有FA=FB)车轴的AB部分不受剪切纯弯曲。 而车轴的外伸部分既受弯又受剪横力