建筑力学与建筑结构_课件

力沿着链杆的轴线，指向未定。
NA
C A
A
B
B
NB
➢ 支座及其反力
固定铰支座
可动铰支座
固定端支座
➢ 受力图
脱离体 被分离出来的研究对象。
受力图 在脱离体上画出周围物体对它的全
部主动力和约束反力，这样的图形叫 做受力图。
➢ 受力图的绘图步骤
1、画脱离体； 2、画主动力； 3、画约束反力。
§2-2 结构上的荷载
顿（kN）。
力的三要素
力的大小、方向、作用点称为力的三要
素。
F
A
力的表示法 力是一个矢量，用带箭头
的直线段来表示，如右图所 示（虚线为力的作用线）。
力系的定义 作用于同一个物体上的一组力。
力系的分类
各力的作用线都在同一平面内的力系 称为平面力系；各力的作用线不在同一 平面内的力系称为空间力系。
力系
➢ 抗震设计的材料选用
钢结构的钢材：应有明显的屈服台阶， 且伸长率应大于20%，且应有良好的焊接 性和合格的冲击韧性。
➢ 抗震结构体系
根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈 度、建筑高度、场地条件、地基、结构材 料和施工等因素，经综合分析比较确定。
第二章 建筑力学基本 知识及结构荷载计算
§2-1 静力学基本知识
建筑力学与 建筑结构
§1-1 建筑力学与建筑结构概述
➢ 建筑结构的概念
建筑结构：由若干构件相互连接而成 的能承受荷载和其他间接作用的体系。
构件：是组成结构的基本部件，如板、 梁、柱、墙、基础等。
楼板
墙
地下室底板
梁
楼梯 柱
梁
墙下基础
ห้องสมุดไป่ตู้柱下基础
➢ 建筑结构的分类
按所用材料不同，建筑结构分为混凝土 结构、砌体结构、钢结构和木结构。
圆柱铰链约束
简称铰链，圆柱
铰链约束的约束性
质是限制物体平面
移动（不限制转
动），其约束反力
是互相垂直的两个 X 力（本质上是一个
力），指向任意假
设。
R
Y
链杆约束
链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆，
由此所形成的约束称为链杆约束。这种约束只
能限制物体沿链杆轴线方向上的运动而不能限
制其他方向的运动，所以，链杆约束的约束反
砌体结构材料：烧结普通砖和烧结多孔 砖的强度等级不应低于MU10，其砌筑砂 浆强度等级不应低于M5；混凝土砌块的强 度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度 等级不应低于Mb7.5。
混凝土结构材料：框支梁、框支柱及抗 震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区 的混凝土，其强度等级不应低于C30；构 造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件的混凝 土强度等级不应低于C20。
[例] 吊灯
3、加减平衡力系公理
在作用着已知力系的刚体上，加上或 减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚 体的作用效果。
推论（力的可传性原理）
作用于刚体上的力可沿其作用线移动到 刚体内任意一点，而不会改变该力对刚体 的作用效应。
F
=
= B
F1
F F2
B
F1
A
A
A
4、力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力，可以合成 为仍作用于该点的一个合力，合力的大小 和方向由这两个力为邻边所构成的平行四
➢ 建筑抗震设防标准分类
甲类：抗震措施提高一度；地震作用高 于本地区抗震设防烈度。
乙类：抗震措施提高一度；地震作用按 本地区抗震设防烈度。
丙类：抗震措施和地震作用按本地区抗 震设防烈度。
丁类：抗震措施允许比本地区抗震设防 烈度的要求适当降低；地震作用按本地区 抗震设防烈度。
➢ 抗震设计的材料选用
边形的对角线确定。
即：合力为原两力的矢量和。
F2
R
矢量表达式：R= F1+F2
A
F1
推论：三力平衡汇交定理
三、约束与约束反力的概念
约束 限制物体运动的物体称为约束物体，
简称约束。
约束反力 约束必然对被约束物体有力的作用，
以阻碍被约束物体的运动或运动趋势。 这种力称为约束反力，简称反力。
➢ 几种常见的约束及其反力
指某一地区地面和建筑物遭受一次地震 影响的强烈程度。
烈度不仅与震级大小有关，而且与震源 深度、震中距、地质条件等因素有关。
同一次地震有多个烈度区。
我国抗震设防的范围为地震烈度6度、7 度、8度和9度地震区。
➢ “三水准两阶段”的抗震设防目标
三水准：小震不坏、中震可修、大震不 倒。
两阶段：弹性阶段的概念设计和弹塑性 阶段的抗震设计。
一、荷载的分类
永久荷载、可变荷载和偶然荷载。
二、荷载的分布形式
极限状态分类：承载能力极限状态、正 常使用极限状态。
➢ 建筑结构的功能
结构极限状态方程：Z=R-S，当R>S时， 结构处于可靠状态；当R=S时，结构处于 极限状态；当R<S时，结构处于失效状态。
我国结构设计使用年限分四类：一类为 5年、二类为25年、三类为50年、四类为 100年。
➢ 地震烈度
汇交力系 平行力系 一般力系
二、静力学基本公理
1、二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体 平衡的必要和充分条件是：这两个力 大小相等，方向相反，作用在同一条 直线上。
二力杆
2、作用与反作用公理 两个相互作用物体之间的作用力与反
作用力大小相等，方向相反，沿同一直 线且分别作用在这两个物体上。
静力学是研究物体在力作用下的平衡 规律的科学。
平衡 指物体相对于地球处于静止或匀速直
线运动的状态。
刚体 在外力的作用下，大小和形状保持不
变的物体。
一、力的概念
力的定义 力是物体间相互的机械作用。
力的效应 引起物体的运动状态发生变化（运
动效应或外效应）；使物体产生变形 （变形效应或内效应）。
力的单位 力的国际单位是牛顿（N）或千牛
按受力和构造特点不同，建筑结构分为 混合结构、框架结构、框架-剪力墙结构、 剪力墙结构、筒体结构、大跨结构等。其 中大跨结构多采用网架结构、薄壳结构、 膜结构及悬索结构。
➢ 建筑结构的功能
结构的功能要求：安全性、适用性、耐 久性。
结构的可靠性：安全性、适用性、耐久 性。（可靠度是可靠性的定量指标）
柔体约束 用柔软的皮带、绳索、
链条阻碍物体运动而构 成的约束叫柔体约束。 柔体约束只能受拉力， 不能受压力，所以约束 反力一定通过接触点， 沿着柔体中心线背离被 约束物体的方向，且恒 为拉力。
T
P
P
S1 S'1
S2 S'2
光滑接触面约束 当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不
计时，其中一个物体就是另一个物体的光滑 接触面约束。光滑接触面的约束反力过接触 点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体， 只能是压力。