第一章绪论教材

课程开篇重庆工商大学机械工程学院主讲徐元同学们：

歡迎参加建筑力学课程的学习!我希望.....

你们喜欢上我的课

你们能积极回答我提出的问题

你们能踊跃提出你们的看法让我们共同努力吧！力学对工程管理的意义？温州高铁事故分析——大陆版温州高铁事故分析——香港版德国高铁事故分析泰坦尼克号灾难分析根据20世纪末潜水取样后的分析结果，泰坦尼克号的铆钉和钢材不合格，因此才在碰撞中输掉。此外，这艘船的巨大尺寸，远不及它的设计者和船长所想像的那么有保护性，反而使事情变得更危险。人物：大概1500人左右时间：1912年4月14日晚11点40分—1912年04月15日凌晨02:20左右地点：大西洋事件起因：船撞到了冰山事件经过：由于撞到了冰山，船右侧开始进水，接着，进水的那一部分船舱淹没，只剩下后半部立在水上，由于后半部太重，前半部开始发生裂口，前半部和后半部分开了，大约02:16的时候后半部也沉没了事件结果：由于只有20艘救生艇，导致1523人葬身海底学习要求课堂严禁玩手机必须听课（确有理由要请假）出勤。缺勤次数多（连续2－3次以上），后果自负。不得在课堂看其它资料、吃东西、睡觉等。按时交作业，要求作业干净、整齐、规范，特别是做图认真。保持课堂安静。考核办法（闭卷）平时：30％，包括－出勤、作业期末：70％第一章绪论

第一节建筑力学的研究对象第二节建筑力学的任务第三节刚体、变形体及其基本假设第四节杆件变形的基本形式第五节荷载的分类第一章绪论

第一节建筑力学的研究对象

一、什么是建筑结构？

建筑结构是在建筑物、构筑物中承受、传递荷载并起骨架作用的部分。按构件的几何特征，结构可为三大类:

杆系结构壳体结构实体结构(a)杆系结构

三大结构形式杆系结构：构件的断面尺寸远小于长度(a)杆系结构

蓬皮杜艺术中心三大结构形式这座设计新颖、造型特异的现代化建筑是已故总统蓬皮杜于1969年决定兴建的，1972年正式动工，1977年建成，同年2月开馆。整座建筑占地7500平方米，建筑面积共10万平方米，地上6层。整座建筑共分为工业创造中心、大众知识图书馆、现代艺术馆以及音乐音响谐调与研究中心四大部分。梁、柱、桁架、拉杆等(b)壳体结构三大结构形式壳体结构：构件的厚度远小于另两个方向的尺寸(b)壳体结构悉尼歌剧院三大结构形式(c)实体结构

三大结构形式实体结构：三个方向的尺度为同量级(c)实体结构

三大结构形式三峡大坝

建筑力学课程以杆系结构为研究对象。

本课程仅限于研究平面杆系结构。

二、平面杆系结构分类1、梁

以弯曲变形为主，产生以弯矩、剪力为主的内力。因此，又称梁为受弯构件（或梁式杆）。

(a)简支梁

(b)多跨静定梁

梁的形式(c)超静定梁

(d)多跨超静定梁

2、刚架

由梁和柱组成，各杆以弯曲变形为主，并应同时考虑弯矩、剪力和轴力三个内力分量。(a)超静定组合结构

(b)静定刚架

3、桁架:

在结点荷载作用下，桁架各杆发生沿轴线方向伸长或缩短为主的变形，并产生以轴力为主的内力。因此，桁架杆又称拉压杆，或二力杆。(a)超静定桁架

(b)静定桁架

4、拱

由曲杆组成，在竖向荷载作用下会产生水平支座反力（常称水平推力）。

(a)静定三铰链

(b)超静定无铰拱

组合结构形式(a)静定组合结构

(b)超静定结构

特点：平衡：是结构相对于地球保持静止状态或匀速直线平移。

强度：是结构抵抗破坏的能力刚度：是结构抵抗变形的能力稳定性：是结构保持原有平衡形态的能力建筑力学的任务：研究力系的简化和平衡问题，研究结构的几何组成规则，研究结构的强度、刚度、稳定性；在安全和经济原则下，为结构和构件的设计提供必要的理论基础和计算方法。第二节建筑力学的任务1．刚体在外力作用下形状大小都不会改变的物体。2．变形体在外力作用下，会产生变形的固体。第三节刚体、变形体及其基本假设1．均匀连续假设假设变形固体在其整个体积内用同种介质毫无空隙的充满了物体。2．各向同性假设假设变形固体沿各个方向的力学性能均相同。3．小变形假设在实际工程中，构件在荷载作用下，其变形与构件的原尺寸相比通常很小，可以忽略不计，称这一类变形为小变形。变形体力学基本假设第四节杆件变形的基本形式轴向拉伸与压缩剪切与挤压扭转弯曲（1）轴向拉伸和压缩拉伸变细变长压缩变短变粗一对方向相反的外力，沿轴向作用于杆件杆件伸长或缩短（2）剪切和挤压剪切变形挤压变形剪切变形一对方向相反的外力，距离接近，垂直轴线，作用于杆件两横截面沿力方向发生错动（3）扭转MeMegj一对方向相反的力偶，作用于杆件两个横截面横截面绕轴线发生相对转动（4）弯曲MeMe一对方向相反的力偶，作用于杆件轴线所在的平面杆件由直线变为曲线第五节荷载

广义上指能引起结构受力和变形的所有外因;

狭义上的荷载，即指作用在结构上的主动力。

按作用时间的长短分类

按作用性质分类恒荷载、活荷载静力荷载、动力荷载分布荷载、集中荷载荷载分类

按作用范围分类

§1.2结构计算简图什么叫结构计算简图？

用以代替原结构进行结构的力学分析、计算的简化图形叫结构的计算简图。选择结构计算简图的原则是：

能反映实际结构主要受力、变形特征的，以使结构分析、计算的结果有效、可靠。

便于计算，满足需要。选择结构的计算简图要做的工作有三方面：

荷载的简化；

杆件的简化；

杆件之间的联结和上部结构与支承物之间联结的简化。(a)

(b)

计算简图示意(c)(d)

计算简图示意1、杆件之间的联结---结点铰结点所连各杆杆端可做相对转动，但不能做相互移动。铰结点不传递力矩，但传递力。

（1）铰结点铰结点动画00铰结点简图各杆端既不能做相互转动，也不能做相互移动。刚结点可传递力矩,也可传递力。（2）刚结点刚结点及简图2、结构与支承部分（或大地)的联结——支座被支承端相对支承物只能转动，不能移动。铰支座对被支承物产生过铰心的反力，由于该反力大小、方向均待求，所以一般分解为相互垂直的两个分力。

（1）固定铰支座（1）固定铰支座被支承物可绕铰链的铰心转动，也可沿支承物的支承平面方向移动。活动铰支座对被支承物产生过铰心且垂直与支承平面的反力。

（2）活动铰支座（2）活动铰支座被支承物相对支承物既不能有转动，也不能有移动。固定支座对被支承物产生过支承点的两个相互垂直的反力分量和一个反力矩。（3）固定支座(a)(b)(c)固定支座形式（3）固定支座(d)