第一章建筑力学绪论

第一章绪论内容提要

本章介绍结构的概念及其分类，建筑力学的研究对象和任务；刚体和变形固体的概念，变形固体的基本假设，以及杆件的变形形式。

1.1建筑力学的研究对象

1.2建筑力学的任务

1.3变形固体的基本假设1.4杆件的变形形式

本章内容小结

建筑力学在建筑、桥梁、交通、水利、运输、港口、航天、航空、机械、电力等部门有着广泛应用。单击画面放映，按ESC退出1.1

建筑力学的研究对象1.结构的概念荷载——主动作用于建筑物上的外力。

结构——在建筑物中承受和传递荷载而起骨架作用的部分或体系。赵州桥纽约世贸中心悉尼歌剧院斜拉桥立交桥三峡大坝钻井平台东方明珠塔过江隧道工业厂房结构构件——组成结构的元件。2.结构的分类杆件结构——由杆件组成的结构。杆件结构桥梁中的桁架单击画面放映，按ESC退出

杆件——长度远大于其横截面的宽度和高度的构件。

实体结构——长、宽、高三个尺度为同一量级的结构。水坝挡土墙蓄水池

板壳结构——由薄板或薄壳组成的结构。储气罐屋顶结构3.杆件结构的分类

平面杆件结构——组成结构的所有杆件的轴线都位于同一平面内，并且荷载也作用于该平面内的结构。空间杆件结构——组成结构的所有杆件以及荷载不位于同一平面内的结构。本课程的研究对象——平面杆件结构

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平衡状态——物体相对于地球处于静止或作匀速直线运动的状态。

力系——若干个力的总称。

平衡力系——能使物体保持平衡状态的力系。1.结构的静力分析1.2

建筑力学的任务平衡条件——平衡力系所必须满足的条件。静力分析——结构在力系作用下处于平衡状态，根据平衡条件，可以由作用于物体上的已知力求出各未知力，这个过程称为静力分析。静力分析是对结构和构件进行其他力学计算的基础。强度——结构和构件抵抗破坏的能力。刚度——结构和构件抵抗变形的能力。稳定性——结构和构件保持原有平衡状态的能力。2.结构的强度、刚度和稳定性计算几何组成分析——构件必须按一定几何组成规律组成结构，以确保在预定荷载作用下，结构能维持其原有的几何形状。3.结构的几何组成分析1.3变形固体的基本假设

1.3.1刚体与变形固体

1.

刚体——在外力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变的物体。

●对结构或构件进行静力分析时，可以将它们看作刚体。

2.

变形固体——在外力的作用下产生变形的物体。

●对结构或构件进行强度、刚度和稳定性计算时，必须将它们看作变形固体。

1.3.2变形固体的基本假设

1.连续性——认为在固体材料的整个体积内毫无空隙地充满了物质。

●根据这个假设，在进行理论分析时，与构件性质相关的物理量可以用连续函数来表示。

2.均匀性——认为构件内各点处的力学性能是完全相同的。

●根据这个假设，在进行分析时，可以从构件内任何位置取出一小部分来研究材料的性质，其结果均可代表整个构件。

3．各向同性——认为构件内的一点在各个方向上的力学性能是相同的。

●根据这个假设，当获得了材料在任何一个方向的力学性能后，就可将其结果用于其他方向。

4.线弹性——外力与变形之间符合线性关系。

●根据这个假设，可以应用胡克定律来分析力与变形的关系。

5.小变形——认为变形量是很微小的。

●根据这个假设，在研究构件的平衡和运动规律时仍可以直接利用构件的原始尺寸来计算。在研究和计算变形时，变形的高次幂项也可忽略。1.4杆件的基本变形形式

1.4.1基本变形

1.轴向拉伸和压缩

2.剪切

3.扭转

4.弯曲如果在直杆的两端各受到一个外力F的作用，且二者的大小相等、方向相反、作用线与杆件的轴线重合，那么杆的变形主要是沿轴线方向的伸长或缩短，这种变形称为轴向拉伸或压缩。1.轴向拉伸和压缩如果直杆上受到一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的外力沿垂直于杆轴线方向作用时，杆件的横截面沿外力的方向发生相对错动，这种变形称为剪切。2.剪切如果在直杆的两端各受到一个外力偶Me的作用，且二者的大小相等、转向相反、作用面与杆件的轴线垂直，那么杆件的横截面绕轴线发生相对转动，这种变形称为扭转。3.扭转如果直杆在两端各受到一个外力偶Me的作用，且二者的大小相等、转向相反、作用面都与包含杆轴的某一纵向平面重合，或者是受到在纵向平面内作用的垂直于杆轴线的外力作用时，杆件的轴线就要变弯，这种变形称为弯曲。4.弯曲纯弯曲横力弯曲1.4.2组合变形

组合变形——同时发生两种或两种以上基本变形形式的组合。工程实际中常见的组合变形形式有：斜弯曲（或称双向弯曲）、拉（压）与弯曲的组合、弯曲与扭转的组合等。斜弯曲（或称双向弯曲）压缩与弯曲的组合弯曲与扭转的组合小结

1.建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象是杆件结构，本课程限于平面杆件结构。

2.建筑力学的任务建筑力学的任务是研究结构的强度、刚度和稳定性问题，为此提供相关的计算方法和实验技术，为构件选择合适的材料、合理的截面形式及尺寸以及研究结构的几何组成规律和合理形式，以确保安全和经济两方面的要求。

3.变形固体的基本假设