结构力学(建筑力学第三分册)复习
建筑力学第三分册结构力学教学设计
建筑力学第三分册结构力学教学设计介绍结构力学是建筑力学中最基础的一门学科。
本文档将介绍建筑力学第三分册结构力学的教学设计。
教学目标1.了解结构力学的基本概念和基础知识；2.掌握结构分析的方法和计算技能；3.能够分析简单结构的静力和动力响应特性；4.能够设计出简单结构的框架和梁柱体系。
教学内容1.结构基础：结构力学概论、应力分析基本原理、应变分析基本原理、应力应变关系；2.杆件力学：杆件内力及其计算、杆件受力分析；3.梁的力学：梁内力分析、弯矩及剪力图、梁的挠曲和扭转；4.框架结构力学：框架结构的内力计算、简支梁结构的计算；5.变形原理：弹性变形、受弯构件纵向变形和截面变形、杆件和梁的变形计算。
教学方法1.理论教学：采用课堂讲授的方式，讲解相关的基础概念和知识点；2.实践教学：采用案例教学，引导学生理解和掌握结构分析的方法和技能；3.计算机模拟：采用计算机模拟软件进行结构分析和设计，提高学生的计算机应用水平。
教材和参考书目1.胡寿根、杨华、马文波，《建筑力学》（第3版），北京：清华大学出版社，2018年；2.赖健民、吴珊珊，《结构力学》（第2版），北京：中国建筑工业出版社，2016年；3.刘永坦、刘武，《框架结构分析与设计》，北京：清华大学出版社，2015年。
考核方式1.平时表现：包括课堂表现、作业完成情况等；2.个人作业：包括理论分析和计算设计；3.小组项目：要求小组合作完成一个简单结构的分析和设计，并进行报告。
教学进度本课程为1学期，共15周；计划教学进度如下：教学内容学时结构基础 2杆件力学 3梁的力学 4框架结构力学 3变形原理 3项目报告 2总结结构力学是建筑力学中最基础的一门学科，也是建筑设计和工程实施中必不可少的一项技能。
通过本课程的学习，学生将能够掌握结构分析的方法和技能，从而为后续的建筑设计和实施打下坚实的基础。
结构力学总复习
结构力学总复习结构力学是研究物体受力和变形的力学分支领域。
它是工程学的基础学科，对于建筑、桥梁、机械等工程项目具有重要的意义。
下面将对结构力学的重要内容进行总复习。
一、力的基本概念力是物体间相互作用的结果，它可以通过力的矢量表示，具有大小、方向和作用点。
常见的力包括重力、弹性力、摩擦力等。
二、力的作用效果力的作用效果包括平衡和运动两种情况。
当物体所受的合力为零时，物体处于平衡状态；当物体所受的合力不为零时，物体将发生运动。
三、平衡条件物体处于平衡状态需要满足力的平衡条件。
根据力的平衡条件，可以得到平衡条件的两个基本方程式：ΣFx=0和ΣFy=0。
四、力的分解力的分解是将一个力分解成多个力的组合的过程。
常用的力的分解方法包括正交分解和极坐标分解。
利用力的分解，可以将一个复杂的受力状况简化为若干个简单的受力状况，方便进行计算。
五、刚体力学刚体力学是研究刚体在受力作用下的平衡和运动规律的力学分支。
刚体是具有不变形性质的物体，它可以根据力的大小和方向发生平衡或者运动。
六、牛顿定律牛顿定律是解决刚体在运动中的方法之一，它包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿定律可以描述物体受力和运动的关系，是力学研究的基础。
七、应力和应变应力是物体单位面积上的力，可以分为正应力、剪应力和法向应力。
应变是物体在受力时发生的变形程度，可以分为正应变和剪应变。
应力和应变的关系可以通过弹性模量表示。
八、梁的变形和应力分析梁是一种常见的结构部件，可以在受力作用下发生弯曲。
梁的变形和应力分析可以通过梁的截面受力平衡方程求解。
常用的方法有梁的弯曲方程和截面受力分析方法。
九、桁架结构桁架结构是由直杆和铰接节点组成的结构，具有良好的刚度和强度。
桁架结构的受力分析可以通过节点于杆件的力平衡方程求解，可以分为平面桁架和空间桁架两种情况。
9建筑力学三3-4
(a ) (b)
(d )
(c )
FN 1 FN 2 0
FN 1 FN 2 FN 3 0
FN 1 FN 2 FN 3 FN 4
FN 1 FN 2
17
结点9符合情况(a), 所以：
FN 97 0, FN 98 0
结点5符合情况(b), 所以：
FN 54 0
FN 23 80kN FN 67 80kN
2
二、刚架内力计算过程
1、求支座反力
二、刚架内力计算过程
2、画内力图
3、内力校核
§3-4 三铰拱
三铰拱
带拉杆拱
两铰拱
无铰拱
拱式结构的基本静力特征是：在竖向荷载作用下，拱的支座将产生 水平推力。所以，拱式结构也常称为推力结构。
5
三铰拱的内力计算
Fx 0, FxA FxB FH
Fy 0 80kN 40kN 2 Fyc 0
Fyc 0
得：
FNc 0
22
各类梁式桁架的比较
简支梁
M0图
抛物线形桁架
23
各类梁式桁架的比较
简支梁
M0图
三角形桁架
24
小结
§3-1
杆件内力计算 §3-2 静定梁 §3-3 静定平面刚架 §3-4 三铰拱 §3-5 静定平面桁架 §3-6 静定结构的内力分析和受力特点
16
结点的几种特殊情况： ⑴ 两杆结点上无外力作用时，则两杆均为零杆。 ⑵ 两杆在一直线上的三杆结点上无外力作用时，则侧杆为 零杆，而在同一直线上的两杆的轴力必相等，并且其轴 力的性质（指受拉或受压）相同。 ⑶ 直线交叉形四杆结点上无外力作用时，则在同一直线上 的两杆的轴力相等，且性质相同。 ⑷ 侧杆倾角相等的K形结点上无外力作用时，则SD两侧杆的 轴力相等，但性质相反。
结构力学复习大纲
结构力学复习大纲结构力学是工程力学的一个分支，主要研究物体受力的变形和破坏规律。
在工程设计和建筑施工中，结构力学是一个非常重要的学科，因此需要对其进行全面的复习。
下面是一个结构力学复习大纲，供参考：一、力学基础知识复习1.矢量代数：矢量的基本运算，点积和叉积的性质与运算。
2.牛顿定律：质点的平衡和运动规律。
3.刚体静力学：刚体的平衡条件，杆件和框架的平衡条件。
4.动力学：质点的运动学和动力学方程。
二、材料力学复习1.应力和应变的概念：正应力、剪应力、正应变、剪应变等。
2.弹性力学：胡克定律和弹性模量，杨氏模量、切变模量和泊松比的计算。
3.索拉力学：索拉应变和索拉模量，单轴应力状态和双轴应力状态下的应变计算。
三、静力学复习1.平面力系统：力的合成与分解，质点组的平面并力，力矩与力偶。
2.刚性平衡：平面力系和空间力系的等效条件，刚体的平衡条件。
3.杆件平衡：由受力杆件的平衡条件，如杆件内力的计算，反力和剪力图的绘制。
四、结构力学基本原理复习1. Hooke定律：应力和应变的关系，弹性体和弹塑性体的应力应变曲线。
2.支座反力和内力的平衡：梁和桁架的静力学平衡条件，计算支座反力和截面内力的方法。
五、梁的静力学复习1.梁的基本概念：梁的简介，静力学基本方程。
2.梁的弯曲：弯矩和弯曲曲率的关系，截面形状对梁的弯曲影响。
3.梁的剪力和轴力：剪力和剪力图的计算，轴力和轴力图的计算。
六、桁架的静力学复习1.三力平衡法：三力平衡条件下的桁架分析，用应力法分析桁架。
2.节点分析法：节点分析条件，节点力的计算。
3.桁架的应变能和位移计算：桁架的应变能和位移方程，桁架的位移计算方法。
七、悬链线和弧形结构的静力学复习1.悬链线静力学：悬链线的方程和性质，悬链线的支座反力计算。
2.圆弧和平曲线的静力学：圆弧和平曲线的性质和力学分析。
八、结构的稳定性复习1.固定端的稳定性：差动转角法和角加速度法分析结构的稳定性。
2.欧拉稳定性理论：欧拉稳定性方程和临界载荷计算公式。
建筑力学第三分册结构力学第五版课后答案
建筑力学第三分册结构力学第五版课后答案第一章：概述1.1 建筑力学的定义建筑力学是研究建筑结构受力及其反应的力学学科。
它研究建筑结构的受力机理、稳定性、及其设计、计算、分析和检查等问题。
1.2 结构力学的定义结构力学是研究结构的受力规律、变形规律和运动规律的力学学科。
它主要包括静力学、动力学和稳定性等内容。
第二章：力学基础知识2.1 力的基本概念和单位力是物体间相互作用的结果，是使物体发生形变或运动的原因。
国际单位制中，力的单位是牛顿（N）。
2.2 受力分析法受力分析法是研究物体受到的力及其相互作用关系的方法。
通过将力的作用分解为平行于坐标轴的分力，可以更好地理解和计算物体的受力情况。
2.3 静力学平衡原理静力学平衡原理是指物体处于静力学平衡状态时，受力矩和受力合力均为零。
静力学平衡原理是结构力学分析的基本原理之一。
第三章：结构受力分析3.1 构件受力特点分析在结构受力分析中，首先需要进行构件受力特点的分析。
通过分析构件的几何形状、受力方式等因素，可以确定构件的受力特点，为进一步的受力计算提供基础。
3.2 力的平衡方程力的平衡方程是应用静力学平衡原理进行受力计算的基本工具。
通过编写力的平衡方程，可以解得构件受力的未知量。
3.3 弹性力学基本原理弹性力学基本原理是研究物体受力引起的变形规律的基础理论。
根据弹性力学基本原理，可以确定受力物体在各个截面上的应力和应变分布，并进行受力计算。
第四章：结构稳定性4.1 构件轴向受压稳定性构件轴向受压稳定性是指构件在受到轴向压力作用时，其稳定性的能力。
具体的稳定性计算方法包括欧拉公式和截面弯曲稳定性。
4.2 构件受弯稳定性构件受弯稳定性是指构件在受到弯矩作用时，其稳定性的能力。
欧拉公式和弯矩拟心法是常用的稳定性计算方法。
4.3 构件抗侧稳定性构件抗侧稳定性是指构件在受到侧向力作用时，其稳定性的能力。
弯扭组合稳定性和刚度稳定性是常用的稳定性计算方法。
第五章：结构应力分析5.1 简单应力分析简单应力分析是指对于一维应力状态下的结构构件，通过应力分析计算其受力情况。
建筑力学三3-3
∑ Fx = 0, FxA = 0 ∑ M D = 0,
∑ M A = 0,
FyA = 9kN (↑)
0
9kN
3kN
2 kN m × 4m × 2m − 2 kN m × 2m ×1m − FyD × 4m = 0
FyD = 3kN (↑)
⑵求各杆端内力； 求各杆端内力； M BE ①BE杆端： 杆端： 杆端 FQBE M BE = 2 kN m × 2m × 1m = 4kN ⋅ m(上侧受拉) F NBE FQBE = −2 kN m × 2 = −4kN FNBE = 0 杆端： ②BA杆端： 杆端
FyA = 0.25kN (↑ ) FyB = 4.75kN (↑ ) FyD = 29.0kN ( ↑ )
将以上两个方程联立求解， 将以上两个方程联立求解，得：
M图( kN ⋅ m )
FxC = 29kN FyC = 4.75kN
∑ M A = 0, 6kN × 8m + 10kN × 3m + 20 kN m × 6m × 3m − FyB × 6m = 0
FyA = 47 kN (↑)
FyB = 73kN (↑)
3-2-3 静定刚架
FNCA = −47kN
FQCA = −10kN
M CA = 10kN × 3m = 30kN ⋅ m(左侧受拉)
静定刚架
FQCE = 6kN
FNCE = 0 M CE = 6kN × 2m = 12kN ⋅ m(左侧受拉)
16kN
47kN
73kN
M CE x = 0, 6m(左拉)kN − FxB = 0 ∑ F= 12kN ⋅ kN + 10 6 FQCE = FkN= 16kN (←) xB FM 0 ∑NCE B== 0, FyA × 6m + 6kN × 8m + 10kN × 3m − 20 kN m × 6m × 3m = 0
模块3 建筑力学基本知识(建筑力学与结构)
力是物体之间相互的机械作用，这种作用的效果是使物体的运动状 态发生改变（外效应），或者使物体发生变形（内效应）。
既然力是物体与物体之间的相互作用，那么，力不能脱离物体而单 独存在，某一物体受到力的作用，一定有另一物体对它施加作用。在 研究物体的受力问题时，必须分清哪个是施力物体，哪个是受力物体。
建筑力学在建筑工程中的作用；力的概念、力的效应、力 的平衡、静力学公理、力系、力矩、力偶、力的分解与合 成
权重 30%
能够在实际工程中运用 常见的约束与约束类型；受力分析的方法，受力图的画法
力学概念进行简单受力
35%
分析的能力
能正确的确定结构构件 梁、板、柱的简化要求，支座形式及荷载的简化
计算简图的能力
力F 的具体指向可由 F X 和 Fy 的正
负号确定。
特别提示
但力F的的投分影力与Fx与力F的y的分大力小却与是F两在个对不应同的的坐概标念轴。上力的的投投影影Fx是和代Fy的数绝量对，值由相力等F可， 确其定作其用投位影置；Fx和而F力y，的但分是力由是投力影沿F该x和方F向y只的能分确作定用力，F是的矢大量小，和由方分向力，能不完能全确确定
一般力系——力系中各力的作用线既不完全交于 一点，也不完全相互 平行。
按照各力作用线是否位于同一平面内，上述力系又可分为平面力系和空 间力系两类。
特别提示
实例一中办公楼的楼面梁本身有重
力，还承受其上预制板传来的竖向力； 梁两端支承在墙上，墙对梁还有支承力， 所以对于梁来讲，梁所受的力不只一个， 而是多个，这些力就构成了力系。其他 的房屋结构构件也都在力系的作用之下 处于平衡状态。
（a）
（b）
图3.10 力在变形体上沿作用线移动 （a）变形体受拉伸长（b）变形体受压缩短
学位课程知识点(结构力学)
华侨大学继续教育学院本科学位课程《结构力学》知识点教材重庆大学邹昭文、程光均、张祥东编，理论力学(建筑力学第一分册)(第四版)，高等教育出版社李家宝、洪范文主编，结构力学(建筑力学第三分册)(第四版)，高等教育出版社第一部分理论力学静力学（一）静力学基本公理与物体的受力分析。
静力学的基本概念。
力、刚体、平衡的概念、等效力系和平衡力系。
静力学公理及其推论。
约束和约束反力，约束的基本类型，物体的受力分析和受力图，二力构件。
重点：物体的受力图。
例题1-1、1-2、1-3、1-4、1-5 （二）平面汇交力系力在平面直角坐标轴上的投影，力沿坐标轴的分解。
汇交力系合成的解析法。
汇交力系平衡的解析条件和平衡方程。
重点：列出平面汇交力系的平衡方程并求解。
公式（2-13），例题2-4、2-5、2-6（三）平面一般力系平面力对点的矩的概念与计算。
力偶与力偶矩矢，力偶的等效条件。
力偶系的平衡条件和平衡方程。
力线平移定理。
平面任意力系向作用面内任一点简化，力系的主矢和主矩。
平面任意力系的平衡条件，平衡方程的各种形式。
物体系统的平衡，静定与超静定的概念。
重点：列出平面一般力系的平衡方程并求解。
公式（3-1）、（3-2）、（3-4）、（3-10）、（3-11）、（3-12），例题3-1、3-2、3-4、3-5、3-6、3-7、3-8、3-9、3-10第二部分结构力学（一）静定平面桁架平面桁架的概念，平面桁架计算的基本假设。
重点：平面桁架内力的计算：节点法、截面法。
例题3-5、3-61。
1建筑力学与结构(第3版)第一章建筑力学的基本概念
在一般工程问题中,平衡是指物体相对于地球保持 静止或做匀速直线运动的状态。显然,平衡是机械 运动的特殊形态,因为静止是暂时的、相对的,而运 动
才是永恒的、绝对的。
我们将作用在物体上的一群力称为力系。按照力系 中各力作用线分布形式的不同形式,将力系分为以 下内容:
(1)汇交力系:力系中各力作用线汇交于一点;
第四节 物体受力分析和受力图
一、物体受力分析
1.物体受力分析的定义 在工程中,人们常常将若干构件通过某种连接方式 组成机构或结构,用以传递运动或承受荷载,这些机 构或结构统称物体系统。
2.脱离体 在工程实际中,经常有几个物体或几个构件相互联 系,构成一个系统的情况。例如,楼板放在梁上,梁支 承在墙上,墙又支承在基础上。 3.受力图 在脱离体上画出周围物体对它的全部作用力(包括 主动力和约束反力),这种表示物体所受全部作用力 情况的图形称为脱离体的受力图,简称受力图。
(2)在梁的中点C画主动力F。
(3)在受约束的A处和B处,根据约束类型画出约束反 力。B处为可动铰支座约束,其反力通过铰链中心且 垂直于支承面,其指向假定如图 (b)所示;A处为固定 铰支座约束,其反力可用通过铰链中心A并相互垂直 的分力XA、YA表示。受力图如图 (b)所示。
此外,注意到梁只在A、B、C三点受到互不平行的三 个力作用而处于平衡,因此,也可以根据三力平衡汇 交公理进行受力分析。已知F、RB相交于D点,则A处 的约束反力RA也应通过D点,从而确定RA必通过沿A、 D两点的连线,可画出图 (c)所示的受力图。
2.拱
拱的轴线通常为曲线,它的特点是:在竖向荷载作用 下产生水平反力。水平反力的存在将使拱内弯矩远 小于跨度、荷载及支承情况相同的梁的弯矩(下图)。
建筑力学第三分册 结构力学(第6版) 课件 第5章 力法
MP图
X1 基本体系1
11X1 1P 0
5 ql M图 8
11
1 EI
(l l 2
) ( 2l 3
)
l3 3EI
FQ图 3 ql
1P
1 EI
(1 l 3
ql 2 2
)(3 4
l)
ql 4 8EI
8
X1
1p
11
3 ql 8
M M1X1 MP
结构力学分册
10
第5章 5-1 力法的基本概念
24
第5章 5-3 荷载作用下超静定刚架计算 校核弯矩图，验算A端转角：
A
1 EI
[a 2
(3FPa 40
1 3
3FP a 80
2 )] 3
0
结构力学分册
25
第5章 5-3 荷载作用下超静定刚架计算
2.用力法计算超静定结构的步骤： (1) 确定基本未知力和基本结构。 (2) 根据基本结构与原结构位移相同的条件， 建立力法基本方程。 (3) 作出基本结构的单位内力图和荷载内力图(或写出 内力表达式)，按照求位移的方法计算系数和自由项。 (4) 解基本方程，求出各多余未知力。 (5) 绘制原结构的内力图(最后内力图)。
具有相同的位移。
q
11
q
1 l 原体系
q 1 =0
M1
X1
MP
1P
11
1 11 1P 0
11.X 1 1P 0
基本体系 X1
M1 X1=1 一次力法基本方程
结构力学分册
9
第5章 5-1 力法的基本概念
具体计算过程1：
q
q
ql 2
ql 2
8
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结构力学（建筑力学第三分册）复习
李家宝：《结构力学》（第三版）第一章绪论
4．支座与结点——约束（位移）——约束力
第二章平面体系地几何组成分析
11．几何不变体系与几何可变体系
12．联系（约束）：链杆.铰（单铰）；
13．基本组成规则：对象—联系—条件—结论（二元体）
13．虚铰
14．瞬变体系
15．多余约束-必要约束
21．静定——超静定：几何特征.静力特征
习题：2－2.4.7.例2-3.5
第三章静定静定结构内力分析
21．单跨梁：截面法（直接计算方法）.符号规定
22．微分关系
22．区段叠加法作弯矩图.滚小球作剪力图
25．静定多跨梁（基本部分与附属部分——几何组成.受力特点——求解顺序）27．静定平面刚架（基本类型：图3-9.13-14.17；支座反力——截面法：内力）35．拱：特点
37．三铰拱反力.水平反力——拱高；弯矩
42．三铰拱地合理轴线（给定荷载.弯矩（剪力）为零；例3-4结论）
43．桁架：计算简图——几何组成方式
44．结点法（求解顺序与步骤.三角分解.零杆判断）
47．截面法（力矩.投影方程；力沿作用线移动到适当位置分解.
*平面汇交力系对任一点之矩=0.对称性利用）
48．特点：基本特征（几何.静力.非荷载因素影响等）；截面法；受力特点
习题：3－1.4.7.9.18c.20b
第四章结构位移计算
57．位移（线位移：水平.竖向；转角-角位移）
62．一般公式（4-3）：单位荷载法.广义位移—广义力
65．荷载作用下地位移计算（线弹性结构）：公式——梁和刚架.桁架
70．图乘法（应用条件.公式.常用简单图形面积与形心位置.应用）
76．支座移动：性质—不引起内力；刚性位移
76．温度作用：性质—不引起内力；变形——弯曲方向
78．互等定理（线弹性结构）：位移互等定理
习题：4－3b.4a
第五章力法
86．超静定结构地基本特征——静力.几何
88．力法地三个基本概念
89．超静定次数
92．力法地典型方程——物理意义：主系数.副系数——性质
95．荷载作用下超静定结构内力分布与各杆刚度地相对值有关
96．计算步骤
100．对称性地利用：对称基本结构；
100．对称结构：对称.反称荷载作用——内力.变形.位移特点
100．对称结构：对称.反称荷载作用——取半跨
111．表5-1.式（5-3.5）
习题：5－1a.c.f.2a.d（列方程.求系数）
第六章位移法
120．三个基本概念（120.124）
120．符号规定：114-转角.弦转角（线位移）,106-杆端弯矩.结点力矩——顺时针为正124．基本未知量确定（角位移.独立地结点线位移）
134．位移法典型方程——物理意义：主系数.副系数——性质
135．计算步骤（直接建立平衡方程方法——126）
136．力法与位移法比较
100．对称结构：对称.反称荷载作用——取半跨
题6－2b.5（求结点位移.列方程.求系数）
第七章力矩分配法
140．应用条件.渐进法.符号规定*
140．分配法地三个基本概念（S.μ.C）及固端弯矩M F（表5-1）
143．力矩分配法：结点力矩-分配-传递
143．一般荷载作用：约束（-结点不平衡力矩）——放松（反号约束力矩）（分配-传递）145．计算格式（图7-4a）i.S.μ..……（精确解）
148．多结点力矩分配——依次应用单结点力矩分配
149．计算格式（图7-6）i.S.μ.M F.……（渐进法）
150．悬臂端处理（例7-3）
151．对称结构：对称荷载作用——取半跨（例7-4）
153．超静定结构特性
1.基本特征
4.荷载作用-内力与刚度相对值有关,
5.非荷载作用-产生内力-与刚度绝对值有关。