土木工程力学基础
土木工程力学基础 直梁弯曲
3）外伸梁：简支梁的一端或两端伸出支座之外的梁。
。
二、梁的内力
1、外力特征及变形特点
外力特征：垂直杆轴方向作用外力，或杆轴平面内作用外力偶； 变形特点：杆轴由直变弯。
平面弯曲—荷载与反力均作用在梁的纵向对称平面内， 梁轴线在该平面内弯成一条曲线。
F
q
A
Me 纵 向
对称面
B x
y FAy
FBy
2、剪力和弯矩
突变，突变值 不变 为F
有尖点
有突变，突变值 为M
剪力突变的截 弯矩突变的某一
面
侧
2）内力FQ 、M 的变化规律,归纳如下：
q(x) 0 q C 0 q C 0 F
MO
荷载
水平直线 Q-图 + or - 上斜直线 下斜直线
F
(剪力图 无突变)
斜直线
M-图 or
下凸
上凸 F处有尖角
MOo
抛物线 抛物线
各点的正应力。
A l2
Fl
F B
C l2
h6 h2
a
b
h
c
b
a
M B ya IZ
1 FL h
2 bh3
3
12
1.65MPa
b 0
c
M B yc IZ
1 FL h
2 bh3
2
12
MB
1 2
FL
2.47MPa （压）
IZ
bh3 12
四、梁的正应力及其强度条件
4、正应力强度条件
要使梁有足够的强度，必须使梁内的最大的工作应力不超 过材料的许用应力。即
《土木工程力学基础》
直梁弯曲
本单元学习目标
土木工程力学基础B卷答案
土木工程力学基础（B）卷答案
一、填空题
1、力的大小、力的方向、力的作用点
2、柔体约束、光滑面约束、光滑圆柱铰链约束、链杆约束、支座及支座反力
3、大小相等、方向相反、两个
4、轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲
二、名词解释
省略
三、试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
四、请画出下结构的受力图
五、请画以下列各题中AB梁的受力图
六、计算题
1、如图所示结构由两弯杆ABC和DE构成。
构件重量不计，图中的长度单位为cm。
已知F=200
N，试求支座A和E的约束力。
解：(1) 取DE 为研究对象，DE 为二力杆；F D = F E
(2) 取ABC 为研究对象，受力分析并画受力图；画封闭的力三角形：
'15166.7 23
A D E F F F F N ===⨯=
F
A F。
土木工程力学基础少学时教学课件汇总整本书电子教案全套教学教程完整版电子教案
满载时，在起重机即将绕B点翻倒的临界情况下，有FA=0。由此可求出平衡重W3的最小值。
空载时，载荷W2=0。在起重机即将绕A点翻倒的临界情况，有FB=0。由此可求出平衡重W3的最大值。
实际工作时，起重机不允许处于临界平衡状态，因此，起重机不致翻到的平衡重取值范围为
三、约束与约束反力
6）可动铰支座——在固定铰支座的底座与固定物体之间安装若干辊轴使其可作适当移动而不能离开支承面构成的支座。 约束反力垂直于支承面且通过铰链中心，但指向不定。
RA
三、约束与约束反力
7）固定端约束——既限制构件任何相对的移动，又限制构件任何相对的转动的约束。 固定端约束反力：一个方向待定的约束反力和一个转向待定的约束反力偶。
三、约束与约束反力
三、约束与约束反力
4）链杆约束 两端用铰链与其他物体相连且中间不受力(自重忽略不计)的直杆称为链杆,链杆的约束反力沿着链杆的轴线方向指向不定。
5）固定铰支座——用光滑圆柱铰链把结构或构件与基础或支承物相连接而形成的支座。 约束反力通过铰链中心方向不定常用两个相互垂直的分力表示。
一、力的概念
1、力与刚体的概念
力是物体之间的相互机械作用。 这种作用使物体的运动状态发生变化（运动效应）或者使物体的形状发生改变（变形效应） 外效应：使物体的运动状态发生改变； 内效应：使物体的形状发生改变 力是矢量 力的三要素：力的大小、方向、作用线 力的单位：牛[顿]（N）或千牛（kN） 分布力和集中力
即，合力在任一轴上的投影，等于它的各分力在同一轴上投影的代数和，称为合力投影定理
例题：如图所示，刚架上作用力P，试计算A、B两处约束力。
土木工程结构力学重要考点总结
土木工程结构力学重要考点总结土木工程结构力学是土木工程专业的核心课程之一，它的学习对于培养学生的结构设计和分析能力至关重要。
在土木工程结构力学的学习过程中，有一些重要的考点需要我们特别注意和掌握。
本文将对这些考点进行总结，并提供相应的知识点和解题技巧。
一、静力学基础1. 平衡条件：对于静力学系统来说，平衡条件是至关重要的基础。
它包括力的平衡条件和力矩的平衡条件。
在求解平衡条件的过程中，需要掌握力的合成和分解、力矩的计算方法等知识点。
2. 刚体和刚体平衡：刚体是静力学中最基本的概念之一。
刚体平衡是指刚体在受到外力作用时，保持静止或匀速直线运动的状态。
在刚体平衡的求解过程中，需要熟练运用条件平衡方程和力的杠杆原理。
3. 空间力系：力系是指多个力作用在物体上的力的集合。
在空间力系的求解中，需要掌握力系的合力和力矩的计算方法，以及力趋于零的条件等知识点。
4. 框架结构：框架结构是土木工程中常见的结构形式之一。
在框架结构的分析过程中，需要掌握节点受力平衡和杆件内力计算的方法，以及应力、应变和变形等相关知识。
二、受力分析与结构静力学1. 杆件的受力分析：杆件是土木工程中最常见的结构构件之一。
在杆件的受力分析过程中，需要掌握杆件内力的计算方法，包括正应力、剪应力和轴向力等的求解，以及杆件的强度判定。
2. 板和壳体的受力分析：板和壳体是土木工程中常见的承重构件。
在板和壳体的受力分析中，需要掌握受力平衡原理和变形原理，以及板和壳体的应力、应变和变形等相关知识。
3. 梁的受力分析：梁是土木工程中重要的承重构件。
在梁的受力分析过程中，需要掌握受力平衡原理和变形原理，以及梁的剪力、弯矩和挠度等的计算方法。
4. 桁架结构和索链结构的分析：桁架结构和索链结构是土木工程中常见的大跨度结构形式。
在桁架结构和索链结构的分析中，需要掌握节点受力平衡和构件内力计算的方法，以及结构的稳定性和刚度等相关知识。
三、力的作用与结构稳定性1. 内力的作用：结构内力是指结构构件受力过程中产生的力和力矩。
土木工程力学基础单选题100道及答案
土木工程力学基础单选题100道及答案1. 力的三要素是（）A. 大小、方向、作用点B. 大小、方向、作用线C. 大小、作用点、作用线D. 方向、作用点、作用线答案：A2. 两个力的大小相等，方向相反，作用在同一直线上，则这两个力（）A. 一定平衡B. 不一定平衡C. 一定不平衡D. 无法确定答案：B3. 作用在刚体上的力，可以沿其作用线（），而不改变该力对刚体的作用效果。
A. 任意移动B. 任意转动C. 任意滑动D. 任意拉伸答案：A4. 约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向（）A. 相同B. 相反C. 垂直D. 平行答案：B5. 光滑接触面约束的约束反力总是沿接触面的（）指向被约束物体。
A. 切线方向B. 法线方向C. 任意方向D. 无法确定答案：B6. 由两个物体组成的物体系统，共受到（）个未知约束力。
A. 3B. 4C. 5D. 6答案：D7. 平面汇交力系平衡的几何条件是（）A. 力多边形自行封闭B. 力的代数和为零C. 合力为零D. 合力矩为零答案：A8. 平面汇交力系平衡的解析条件是（）A. 力多边形自行封闭B. 力的代数和为零C. 合力为零D. 合力矩为零答案：B9. 平面力偶系平衡的条件是（）A. 力偶系中各力偶矩的代数和为零B. 力偶系中各力偶矩的矢量和为零C. 力偶系中各力的代数和为零D. 力偶系中各力的矢量和为零答案：A10. 力对物体的转动效应，取决于（）A. 力的大小B. 力的方向C. 力臂的大小D. 力的大小和力臂的乘积答案：D11. 平面一般力系向作用面内一点简化，得到一个主矢和一个主矩。
当主矢等于零，主矩不等于零时，力系简化结果为（）A. 合力B. 合力偶C. 平衡D. 无法确定答案：B12. 平面一般力系向作用面内一点简化，得到一个主矢和一个主矩。
当主矢不等于零，主矩等于零时，力系简化结果为（）A. 合力B. 合力偶C. 平衡D. 无法确定答案：A13. 平面一般力系向作用面内一点简化，得到一个主矢和一个主矩。
土木工程力学第2章
04
第4节
受力分析与受力图
第2章 力学基础知识
第 4 节 受力分析与受力图
在对杆件（或结构） 进行力学计算时，首先要对它们进行受力分析。 受力分析：指分析杆件（或结构）受到哪些力的作用，以及每个力的作用线位置和方向，哪些是已知力， 哪些是未知力，通过什么途径求出末知力等。 为了清晰地表示出物体的受力情况，便于分析计算，需把研究对象上的全部约束解除，并把它从周围物体 中分离出来，用简图单独画出，这个简图中的物体称之为脱离体，亦称隔离体； 解除约束后，欲保持其原有的平衡状态，必须用相应的约束力来代替原有约束作用。将作用于脱离体上的 所有主动力和约束力，以力矢形式表示在脱离体上，称之为受力图。 画受力图的步骤 （1） 明确研究对象，画出研究对象的脱离体图。 （2） 在脱离体上画出全部主动力。
例 已知力作用在平面板A点处，且知 F=100 kN，板的尺寸如下 图所示。试计算力对 O 点之矩。
例2-2
第 2 节 力矩与力偶
三、力偶
在力学中，将使物体产生转动效应的一对大小相等、方向相反、作用线平行的两个力，称为力偶。
力偶是一个基本的力学量，并具有一些独特的性质，它既不能与一个力平衡，也不能合成为一个合力，只能使 物体产生转动效应。力偶中两个力作用线所决定的平面称为力偶的作用平面，两力作用线之间的距离 d 称为 力偶臂，力偶使物体转动的方向称为力偶的转向。 力偶对物体的转动效应，取决于力偶中的力与力偶臂的乘积，称为力偶矩，记作m（ F，F′）或m，即 M（F，F′） ＝±Fd 在平面内，力偶矩和力矩一样都是代数量。其正负号表示力偶的转向，其正负号规定与力矩一样，即逆时针转 向时，力偶矩为正，反之为负。力偶矩的单位与力矩一样，也是N²m 或kN²m 。力偶矩的大小、转向和作用 平面，称为力偶的三要素。三要素中的任何一个发生了改变，力偶对物体的转动效应都将发生改变。
土木工程结构力学基本知识解析
土木工程结构力学基本知识解析土木工程结构力学是土木工程中一门重要的基础学科，主要研究各种结构的力学性能和力学行为。
本文将对土木工程结构力学的基本知识进行解析，包括力的基本概念、应力与变形的关系、结构受力分析、应力分析和变形分析等方面的内容。
一、力的基本概念力是物体相互作用的结果，是描述物体受力情况的物理量。
力的基本概念包括力的大小、方向和作用点等要素。
在土木工程中，我们通常关注结构所受到的外力和内力。
外力是作用于结构上的力，包括静力学的重力、支反力以及动力学的风荷载、地震力等。
设计土木工程结构时，需要对这些外力进行合理估计和计算，以保证结构的安全性。
内力是结构内部各点之间相互作用的结果，是力学分析的重要内容。
常见的内力有轴力、剪力和弯矩。
了解结构内部的内力分布情况，可以帮助工程师评估结构的抗力能力，从而优化结构设计。
二、应力与变形的关系应力和变形是结构力学分析中的两个重要概念，它们之间存在密切的关系。
应力是单位面积上的力，是描述结构内部力学行为的物理量。
常见的应力有压应力、拉应力和剪应力。
应力的分布情况会直接影响结构的承载能力和稳定性。
变形是结构在受力作用下发生的尺寸、形状或位置的改变。
结构的变形既包括弹性变形，也包括塑性变形。
弹性变形是结构在受力作用下能够恢复原状的变形，而塑性变形则是结构受力超过其塑性极限时发生的不可恢复的变形。
应力与变形之间的关系可以通过应变来描述。
应变是描述物体变形程度的物理量，可以用应变率表示。
根据材料力学性质的不同，应力与应变之间存在不同的本构关系，如胡克定律等。
三、结构受力分析结构受力分析是土木工程结构设计的基础，它主要研究结构所受到的外力和内力的计算和分析。
在结构受力分析中，首先需要确定结构所受的外力，包括静力学和动力学的作用力。
然后，根据结构的几何形状、材料特性和内力分布等信息，采用静力学、动力学和能力法等方法对结构进行受力分析。
通过受力分析，可以计算出结构各点的内力和应力分布情况。
土木工程力学基础试题
土木工程力学基础试题一、选择题1. 土木工程中，下列哪种材料的弹性模量最大？A. 混凝土B. 钢材C. 砖石D. 木材2. 受弯构件在荷载作用下，其截面上的正应力分布规律符合：A. 线性分布B. 抛物线分布C. 三角形分布D. 指数分布3. 土木工程中，剪力和弯矩的相互关系是：A. 独立作用B. 相互关联C. 互不影响D. 仅在特定条件下相关4. 土的压缩性是指：A. 土在侧限条件下的压缩能力B. 土在重力作用下的压缩能力C. 土的排水能力D. 土的抗剪能力5. 在土木工程中，确定结构的安全性通常采用哪种极限状态设计方法？A. 弹性设计法B. 屈服强度设计法C. 极限状态设计法D. 破坏后设计法二、填空题1. 在土木工程中，___________定律是描述材料在外力作用下变形与应力之间关系的基本原理。
2. 受压构件的稳定性问题主要是为了防止___________现象的发生。
3. 土的抗剪强度参数包括凝聚力和___________。
4. 在进行结构设计时，通常需要考虑___________和___________两种状态下的荷载组合。
5. 土木工程中的地基处理方法主要包括换填法、预压法和___________。
三、简答题1. 请简述土木工程中常用的三种基础类型及其适用条件。
2. 描述混凝土受弯构件在荷载作用下的裂缝发展过程。
3. 说明土木工程中抗震设计的重要性及其基本设计原则。
4. 阐述土的三相组成及其对土体力学性质的影响。
5. 讨论在土木工程中，如何通过合理的结构布局来提高结构的刚度和稳定性。
四、计算题1. 给定一根直径为20cm的圆截面混凝土柱，其弹性模量为30GPa，受集中荷载作用在柱顶，荷载大小为200kN。
计算柱顶截面的弯矩和最大正应力。
2. 一块尺寸为2m×3m的均质土层，其单位重量为18kN/m³，地下水位位于土层底部。
已知土的凝聚力为15kPa，内摩擦角为30°，求该土层的主动土压力和被动土压力。
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集中荷载 分布荷载
精品课件
二、新知学习
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2
4
5
1
请你计算均布荷载的力矩
6
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பைடு நூலகம்
二、新知学习 均布荷载力矩的计算
做题步骤： 1、计算均布荷载的大小 2、确定集中力的位置 3、判断转向，确定正负号
MO(q) =- ql
4、确定力臂 5、计算力矩
精品课件
(l/2)
二、新知学习
请你计算均布荷载q对A点的力矩
_
3.单位： N·m ,KN·m
精品课件
10
二、新知学习
请你画出力臂？ 3
2 4
1
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精品课件
二、新知学习
一点、二线、三垂直、四标记
d1
力矩的性质
F1
O
d2
F2
（1）当力F的大小等于零，或者 力的作用线通过矩心（即力臂d=0）
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。
O
A
B
精品课件
8
二、新知学习 实验3
O
A
B
力臂
力对物体的转动效果跟矩心到力的垂直距离有关
精品课件
9
二、新知学习
决定物体转动效果的两个因素： 1.力的大小； 2.力臂。
力和力臂的乘积越大，力对物体的转动作用就越大
力矩
力矩MO(F) ：
1.定义：力F和力臂d的乘积叫做力对转动轴的力矩。
2.公式： MO(F) =± F d +
精品课件
作业
24
三、整理收获
三个概念 矩心
力臂 力矩
两种荷载 集中荷载 分布荷载
一个公式 Mo(F) Fd
精品课件
四、前后呼应
精品课件
精品课件
二、新知学习 请你画出图中各力到轴心O点的力臂
F1
精品课件
二、新知学习
2 1
3 请你计算出力矩 7
4
5
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精品课件
二、新知学习
2、直角尺可绕过A点垂直纸面的轴转动，直
角尺AB边的长度为30cm , BC边的长度为40cm ，
F1=F2=F3=10N ,F1⊥BC ，F2⊥AC ，F3沿着BC的方向 (如
土木工程力学基础
精品课件
一、导入新课
如果给我一个支点， 我将撬起整个地球。
精品课件
一、导入新课
精品课件
一、导入新课
精品课件
一、导入新课
力矩
矩心
精品课件
二、新知学习
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3 4
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6
精品课件
二、新知学习
3 7
2
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1
6
请你说出：力对物体的转动效果跟什么因素有关？
精品课件
二、新知学习 实验2
图 )，则F1，F2，F3对轴A的力矩
MA(F1)=
，
MA(F2)=
，MA(F3)=
。
MO(F) =± F d A●
做题步骤：
F2
1、判断转向，确定正负号
30cm
●
2、确定力臂
B
40cm C
F3
3、计算力矩
F1精品课件
二、新知学习
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请你说出：荷载的分类？
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精品课件
二、新知学习
荷载的分类
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请你阅读信件 7
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精品课件
致 我 们 的 勇 士 们：
很高兴你们不畏艰险，一路走来这里， 我们的宝藏不是金银财宝，而是你们一路 走来的各种经历，他将永远追随在你的身 边，给你无穷的能量，想不想知道它有多 大的能量呢？那么就完成下面的测验吧！
P51
2-4（c）（d）（e） 2-5 （b）（d）
精品课件
二、新知学习
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4
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请你运用相关知识完成如下测试
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二、新知学习
1、扳手分别受到F1、 F2、 F3 作用， F2⊥ F3如图所 示。求各力分别对螺帽中心点O 的力矩。已知F1= F2 = F3 =100
N。
2、请你说出均布荷载q对某一点的力矩的做题 步骤
精品课件
二、新知学习