建筑力学理论高考知识点汇总

建筑力学理论高考背诵要点力的概念：力是物体间的相互作用；力的作用效应：引起物体的运动状态发生变化（运动效应）或使物体产生变形（变形效应）；力的作用方式：（1）两个物体相互接触且发生变形（接触力）；（2）非接触力，如重力或者磁力；力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点三个要素（也称为力的三要素），三个要素改变其一，即改变其作用效果；力是一个既有大小又有方向的量，因此力是矢量（只有力、分力、合力及力偶是矢量，其余所有的量都是代数量）；强度是构件抵抗破坏的能力，刚度是构件抵抗变形的能力，稳定性是构件受力撤销后恢复到原来状态的能力；物体的平衡状态是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态；加减平衡力系公理是力系等效代换的基础；力的平移定理是平面一般力系简化的依据。二力平衡公理（4个条件）：作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，这两个力称为一对平衡力（平衡力系须作用在同一物体上）。作用力与反作用力公理（4个条件）：作用在两个物体上、大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，这两个力不是平衡力力是物体间的相互作用，说明作用力和反作用力总是同时存在，成对出现的；力的平行四边形法则（两个共点力的合成，即求合力）：作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点也在改点，合力的大小和方向用以两分力为邻边所构成的平行四边形的对角线表示；力的多边形法则（n个共点力的合成，求合力）：平行移动，首尾相接，由起点到终点的连线即是合力；应用力多边形法则判断平面汇交力系平衡的条件是：力多边形首尾相接、闭合成环（或力多边形自行闭合）。定量求解n个共点力的合力：,分析共点的两个力：（1）合力与分力大小无法比较；（2）合力FR取值范围：|F1-F2|≤FR≤F1+F2；（3）夹角越小，合力越大；夹角越大，合力越小；分析共点的三个力（F1≤F2≤F3）：（1）合力与分力大小无法比较；（2）F3在|F1-F2|≤F3≤F1+F2范围内即平衡，反之不平衡。因此，合力FR取值范围：平衡：0≤FR≤F1+F2+F3；不平衡：|（F1+F2）-F3|≤FR≤F1+F2+F3；只受两个力作用且处于平衡状态的杆件称为二力构件或二力杆，可以是直杆，也可以是折杆或弯杆；只有二力直杆才承受轴向拉伸或压缩变形；寻找二力杆方法：是否两点受力。限制物体运动的物体称为约束；约束对被约束物体的作用力称为约束力（也称约束反力）；约束力是被动力，其方向和约束限制物体的运动方向相反，效果是限制或约束物体的运动；主动使物体运动或有运动趋势的力称为主动力，主动力在工程上称为荷载；主动力与约束力既不是平衡力，也不是作用力与反作用力；力学中把不计自重并两端用光滑销钉与物体相连的杆成为链杆；在分离体上画出周围物体对它的全部作用力（包括主动力和约束力），这样的图形称为分离体图，又称受力图；受力图只能画外力，不能画内力；物体系统的受力分析：（1）先寻找二力杆，如果有，先对其受力分析；（2）在连接点或接触点或圆柱铰链处，考虑作用力与反作用力公理；（3）受力分析时，先部分，后整体，且整理受力分析采用叠加法；P22页表格，要求全部背诵；P23页，选择第5题，背诵每一种约束的实例；各力作用线全部互相平行的平面力系称为平面平行力系，各力作用线都汇交于一点的平面力系称为平面汇交力系，各力的作用线既不全汇交于一点，也不全相互平行，这样的力系称为平面一般力系；平面汇交力系的平衡条件是该力系的合力FR为零；三力汇交原理：某个物体受到三个力若处于平衡状态，其中两个力汇交于一点，则第三个力也汇交于该点；投影正负号：投影的指向是否与坐标轴正向一致，一致为正，不一致为负，其计算与坐标轴有关；投影计算公式：投影基本性质：力与坐标轴垂直时，投影为零：力与坐标轴平行时，其投影的绝对值与该力的大小相等；平行移动，投影不变；力矩不仅与力的大小成正比，而且与O点到该力作用线的垂直距离d成正比；两个度量；力使物体绕O点的转动效应用力矩来度量；力偶对物体的转动效应用力偶距来度量；矩心O到力F作用线的垂直距离d称为力臂；力矩计算公式；，力矩正负号：逆为正，顺为负；力矩基本性质：（1）当力F的大小为零，或者力的作用线通过矩心时，力矩等于零；（2）当力沿作用线移动时，不会改变力对某点的矩，不改变此力对物体的运动效应；荷载按作用范围不同分为集中荷载和分布荷载，其定义也是相对的，其中：梁对柱子或墙的压力属于集中荷载，水压力、风荷载、雪荷载属于分布荷载；荷载按作用时间长短分为恒载和活载；沿构件轴线方向分布且各处大小均相等的分布荷载称为均布线荷载，符号为q，单位是N/m，KN/m；均布线荷载q对矩心O的矩等于其合力FR对O点的矩；合力矩定理：合力对平面内某一点的矩，等于其分力对该点力矩的代数和；力偶基本性质；（1）由两个大小相等，方向相反，不共线的平行力称为力偶，计算公式；（2）力偶本身可以发生任意的移动或转动，但其作用效应：只产生转动效应，无移动效应；（3）力偶在任意坐标轴上的投影恒等于零；（4）力偶没有合力，不能用力代替，也不能与一个力平衡（5）力偶只能与力偶平衡；（6）力偶对其作用面内任意一点的矩都等于力偶矩，与矩心位置无关；（7）等效力偶：力偶矩大小相等，转向相同；平面一般力系的平衡条件：力系中所有各力在两个坐标轴中XY每一轴上的投影代数和都等于零，力系中所有各力对任一点的力矩代数和都等于零，即：∑FX=0,∑FY=0,∑MO（F）=0，前两个方程称为投影方程，第三个方程为力矩方程，称之为平面一般力系平衡方程的基本形式（无条件，永远成立）。二力矩形式满足条件：矩心A、B两点的连线不能与X轴垂直；三力矩形式满足条件：矩心A、B、C三点不共线；平衡一般力系只能写出三个独立平衡方程，因此只能求解三个未知量；平衡汇交力系只能写出两个独立平衡方程（∑FX=0,∑FY=0），因此只能求解两个未知量；矩心选在未知力的交点，为了解题方便，通常都选在固定铰支座上。轴向拉伸或压缩：大小相等、方向相反、作用线与杆轴线重合的一对外力作用时，杆件沿轴线方向产生伸长或缩短变形。实例：二力直杆；剪切：杆件受到大小相等、方向相反、作用线垂直于杆轴线且相距很近的一对横向外力作用时，将沿外力方向产生相对错动变形。实例：剪刀剪东西；扭转：杆件受到大小相等、转向相反、在垂直杆件轴线的两个平面内的一对力偶作用时，产生绕轴线的相对转动变形。实例：汽车传动轴、雨篷梁；弯曲：杆件受到垂直于杆轴线的横向荷载作用或受到两个力偶作用时，杆件轴线由直线变成曲线。实例：阳台的挑梁、板等；由外力（或外部因素）作用而引起杆件内部一部分与另一部分间（各部分之间）的相互作用力称为内力；轴力、剪力和弯矩都是内力，内力只跟外力有关，与其他因素均无关；内力是由外力引起的，且随着外力的改变而改变；截面法求内力时，无论选择左边部分，还是选择右边部分，所求的轴力都是相等的，因为两部分求的轴力满足作用力与反作用力的关系；截面法是计算杆件内力的基本方法，其基本步骤：切开，选择外力少或已知力部分为研究对象；代替，在切开截面上以拉力来代替（设正法）；平衡，平衡方程求解（平面汇交力系的平衡方程求解，∑FX=0,∑FY=0）；沿着杆件轴线方向的内力称为轴力，当杆件受拉而伸长，轴力背离截面为拉力为正，反之为负；轴力计算方法：FN=∑F背离-∑F指向；轴力图绘制：正轴画在X轴上方，负轴画在X轴下方；提高受压构件稳定性措施：减少压杆长度、加强杆端约束、选择横截面面积远离截面中线且中心对称的截面形状；以弯曲变形为主的构件称为受弯构件，梁、板最常见的受弯构件之一，柱子是常见的受压构件；简单梁三种形式：（1）简支梁：一端是固定铰支座，另一端是可动铰支座（2）外伸梁：梁身的一端或两端伸出支座的简支梁（3）悬臂梁：一端固定端，另一端是自由端（前两种梁均须先计算支座反力，悬臂梁可不计算支座反力，但必须以包含自由端为研究对象）；与横截面相切的内力Fs称为剪力，与横截面相垂直的内力偶矩M称为弯矩；截面上的剪力Fs使研究对象顺时针转动为正，逆时针转动为负；弯矩M使研究对象产生下凸变形为正，上凸为负；计算剪力和弯矩的方法：确定矩心：位于计算截面上n-n；Fs=∑F外力（顺时针为正，逆时针为负）；M=∑M矩心（F外力）（向上的力、力偶引起的弯矩为正，向下的都为负）；弯矩图：正弯矩画在横坐标下方，负弯矩画在横坐标上方，画在梁轴线受拉一侧的，目的是便于混凝土梁中配置钢筋，即混凝土受力钢筋基本配置在梁受拉一侧；P73页，表4-1要求背诵，重点记忆剪力、弯矩最大值发生的位置及数值；P74页，梁内力图的规律（共五条）全部背诵。梁的两端无集中力偶作用，弯矩必为零；（1）梁结构几何形状及受到的荷载均左右相同的，具有对称性；（2）凡是对称图形，所受到的力也左右对称（力的大小一定相等，但方向不一定相同，但一定对称）；（3）凡是对称图形，弯矩图都正对称（轴对称），剪力图都反对称（中心对称）。梁内力图绘制基本步骤：（1）受力分析并求支座反力（2）计算控制截面处剪力和弯矩（3）利用梁内力图规律，借助描点法绘制梁内力图控制截面：梁及均布荷载的起、止截面；集中力和力偶作用截面；剪力为零的截面。梁抗弯截面能力:工字型>空心>实心，矩形>圆形，矩形“立放”>“平放”。提高梁抗弯强度的措施：（1）选择合理的截面形状（2）合理布置梁上荷载（3）采用变截面梁；梁中性层（中