建筑力学-1
建筑力学1知识点总结
建筑力学1知识点总结建筑力学是土木工程中的一门基础课程，它研究的是建筑结构在受力作用下的力学性能。
通过建筑力学的学习，可以掌握建筑结构的受力分析、设计和计算方法，为工程实践提供科学依据。
建筑力学的知识点涉及很广，包括静力学、结构分析、材料力学等方面。
本文将从静力学、结构分析和材料力学三个方面进行知识点总结。
一、静力学1.1 受力分析受力分析是建筑力学的基础，它主要研究物体在受力作用下的平衡状态。
受力分析包括平衡条件、力的合成与分解、力的作用点、力的传递等内容。
学习受力分析可以帮助我们理解建筑结构受力的特点和规律，为后续的结构分析和设计提供基础。
1.2 杆件受力杆件受力是指杆件在受外力作用下的变形和内力状态。
在建筑力学中，我们将杆件分为拉杆和压杆两种，分别对应拉力和压力状态。
学习杆件受力可以帮助我们理解结构中的受力情况，为后续结构设计提供依据。
1.3 荷载分析荷载分析是指对建筑结构所受外部荷载的评估和分析。
建筑结构在使用过程中会受到自重、活载、风载等多种荷载的作用，因此需要进行荷载分析以确定结构的承载能力。
学习荷载分析可以帮助我们理解结构承载能力的来源和计算方法，为结构设计提供依据。
1.4 统计分析统计分析是指对结构受力的概率分布和可靠度进行分析。
在建筑工程中，由于结构受力的不确定性，需要进行统计分析来评估结构的安全性。
学习统计分析可以帮助我们理解结构受力的概率分布和可靠度计算方法，为工程实践提供科学依据。
二、结构分析2.1 结构体系结构体系是指建筑结构中的组成部分和相互作用关系。
在建筑力学中，我们将结构体系分为框架结构、桁架结构、悬索结构、索塔结构等多种类型。
学习结构体系可以帮助我们理解结构的受力路径和受力传递规律，为结构设计提供依据。
2.2 静定系统静定系统是指结构中的部件数目与未知反力数目相等的系统。
在建筑力学中，我们将静定系统分为平面桁架、空间桁架、梁系、拱系等多种类型。
学习静定系统可以帮助我们理解结构的受力分析和计算方法，为结构设计提供依据。
《建筑力学课件-第一章课件》
静力学基础
1
平衡条件
建筑物在静力平衡状态下，合力和合力矩均为零。
2
受力分析
通过受力分析，确定建筑物各个构件的内力和外力。
3
应力与变形
建筑物在受力作用下，会产生应力和变形。
弹性力学基础
胡克定律
弹性材料的应力与应变成正比。
梁的挠度
通过弹性力学理论计算梁的挠度以评估结构的 性能。
弹性模量
衡量材料抵抗应力的能力。
建筑结构的施工安全与质量控 制
施工过程中需要重视结构的施工安全和质量控制，确保建筑物的结构稳定和 耐久性。
美观性
建筑物外观应具备美观性和艺术 性。
可持续性
建筑物设计应考虑本流程
1
建立模型
2
根据建筑物的实际情况，建立结构分析
的数学模型。
3
收集数据
收集建筑物的相关数据，包括荷载、材 料性质等。
求解
使用数学方法对模型进行求解，得到结 构的力学性能。
建筑物荷载分析
自重荷载
使用荷载
• 建筑物本身的重量 • 包括结构构件、装修材料等
• 建筑物使用过程中产生 的荷载
• 包括人员、设备、家具等
环境荷载
• 建筑物所处的环境条件 • 包括风荷载、地震荷载等
建筑物结构的设计与优化
设计
根据使用需求和结构要求，进行结构设计，满足建筑物的功能和安全性。
优化
通过调整结构参数和使用优化方法，提高结构的性能和效率。
应力分布
弹性力学理论可以计算建筑物中各点的应力分 布情况。
塑性力学基础
塑性力学基础研究了材料在超过弹性限度后的变形和破坏行为，对于设计可 靠的建筑结构至关重要。
稳定性理论
建筑力学第1章绪论.
第二节 建筑力学的任务
建筑力学的任务是研究能使建筑结构安全、正常 工作且符合经济要求的理论和计算方法，具体是： ⑴ 研究物体的受力分析、力系简化与平衡的理 论。这是建筑力学的静力学基础。 ⑵ 研究结构和构件在荷载作用下内力的计算方 法，以保证结构有足够的强度。 强度：材料抵抗破坏的能力。 ⑶ 研究结构和构件在荷载作用下变形的计算方 法，以保证结构有足够的刚度。 刚度：结构抵抗单位变形的能力。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (2) 分布荷载。分布荷载指分布在结构某一表面 上的荷载。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (3) 集中荷载。作用于结构上的荷载，当分布面 积远远小于结构尺寸时, 可以认为此荷载是作用于结 构某一点上的荷载，即集中荷载。
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (1) 体荷载。体荷载指分布在结构整个体积内连 续作用的荷载。如图所示的物体G的重力就是典型的 体荷载。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (2) 分布荷载。分布荷载指分布在结构某一表面 上的荷载。 ① 均布面荷载。 ② 均布线荷载。若均布面荷载换算到计算构件 的纵轴线上，即均布面荷载乘以其负载宽度，则可得 沿纵向的均布线荷载。 ③ 三角形分布荷载。三角形分布荷载如水对水 池壁的侧向压力。
第三节 刚体、变形体及其基本假设
建筑力学1-1
五、静力学研究的两个基本问题
1、作用在刚体上的力系的等效简化； 2、力系的平衡条件。
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§1-2 静力学公理
公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的 实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。
公理1 二力平衡公理
作用于同一刚体上的两个力，使刚体平衡的充分必要条件是：
2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素： 大小，方向，作用点
力的单位： 国际单位制：
牛顿(N),千牛顿(kN)
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§1-1 基本概念
二、刚体
就是在力的作用下，大小和形状都不改变，且内部各点 距离不变的物体。相关的其它概念：质点、质点系
三、平衡
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C
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Q
A
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复习
1．力的定义、力的效应及力的三要素; 2. 刚体 3. 平衡 4. 力系 5. 静力学研究的两个基本问题
(1)物体的受力分析和力系的等效简化；
(2)力系的平衡条件及其应用。
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六、可动铰支座
在固定铰支座的底座与固定物体间安装几个辊轴，就构成 可动铰支座。
可动铰支座的反力垂直于支承面，且过铰链中心。
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《建筑力学》第1章ppt课件
❖ 9.力系的平衡
❖ 平衡是指物体相对地面(惯性坐标系)坚持静止 或作匀速直线运动的形状，它是机械运动的特 例。物体坚持平衡形状所应满足的条件称为平 衡条件，它是求解物体平衡问题的关键，是静 力学的中心，也是本书学习的重点。
❖
(1-1)
❖也可采用三角形法那么确定合力，即二力依次 首尾相接，其三角形的封锁边即为该二力的合 力，如图1.2(b)所示。力的平行四边形法那么 或三角形法那么是最简单的力系简化法那么， 同时此法那么也是力的分解法那么。
公理2：二力平衡原理
❖ 该当指出，三力平衡汇交定理的条件是必要条 件，不是充分条件。同时它也是确定力的作用 线的方法之一，即假设刚体在三个力的作用下 处于平衡，假设知其中两个力的作用线汇交于 一点，那么第三力的作用点与该汇交点的连线 为第三个力的作用线，其指向再由二力平衡定 理来确定。
1.3.3. 物体的受力分析及受力图
❖ 在力学计算中，首先要分析物体遭到哪些力的 作用，每个力的作用位置如何，力的方向如何， 这个过程称为对物体进展受力分析，将所分析 的全部外力和约束反力用图形表示出来称为受 力图。
❖ 正确地对物体进展受力分析和画受力图是力学 计算的前提和关键，其步骤如下。
构造。厂房的横向是由柱子和屋架所组成的假 设干横向单元。沿厂房的纵向，由屋面板、吊 车梁等构件将各横向单元联络起来。由于各横 向单元沿厂房纵向有规律地陈列，且风、雪等 荷载沿纵向均匀分布，因此，可以经过纵向柱 距的中线，取出图1.16〔a〕中阴影线部分作 为一个计算单元〔图1.16〔b〕〕。将空间构 造简化为平面构造来计算。
建筑力学-单元1 刚体静力学
体约束的中心线且背离物体(为拉力)。这种约束反 力通常用T表示。
（2） 两个相互接触的物体，如果接触面上的摩擦力很小
而略去不计，那么由这种接触面所构成的约束，称为 光滑接触面约束。
光滑接触面的约束反力通过接触点，其方向沿着接 触面的公法线且指向物体。通常用N表示(图1.15)。
和活荷载； 3、按作用的大小和方向是否随时间而发生变化可分
为静荷载和动荷载。 主要讨论集中荷载、均布荷载问题。
集 中 荷 载
汽车通过轮胎作用在桥面上的力
分 布 荷 载
桥面板作用在钢梁的力
均布荷载
1.3 约束与约束反力
1.3.1 约束与约束反力的概念
在工程结构中，每一构件都根据工作要求 以一定的方式和周围的其他构件相互联系着， 它的运动因而受到一定的限制。一个物体的运 动受到周围物体的限制时，这些周围物体称为 该物体的约束。
推论 作用在刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任一 点，而不改变该力对刚体的作用效应。 证明：设力F作用在刚体的A点，如图1.6所示。 在实践中，经验也告诉我们，在水平道路上用水平 力F推车(图1.7(a))或沿同一直线拉车(图1.7(b))，两者对 车(视为刚体)的作用效应相同。
2.加减平衡力系公理
•
力使物体运动状态发生改变，称为力的外
效应。而力使物体形状发生改变，称为力的内
效应。
•
在分析物体受力情况时，必须分清哪个是
受力物体，哪个是施力物体。
1 .力的三要素
•
实践证明，力对物体的作用效应决定于三
个要素：(1) 力的大小；(2) 力的方向；(3) 力的
作用点。这三个要素称为力的三要素。
建筑力学1
在进行力系的简化和平衡分析时，就可以先把结构或构件 看成是刚体。
当物体的微小变形在所研究的问题中转化为主要因素时， 就不能再把此物体看做刚体，而必须视为变形体。
在建筑施工中，脚手架的强度、刚度和稳定性问题是保 障工人安全和施工正常进行的关键。
如果材料在不同方向上具有不同的力学性能，则称为各向异性 材料。
常用的工程材料中从微观上看都是各向异性的，但是像钢 材、玻璃等材料从宏观上表现出各向同性性质，木材和一些种 类的复合材料都是各向异性的材料。严格来说，混凝土也是各 向异性的材料，但是，在结构分析中，对于浇筑很好的混凝土， 为了计算简化而看成是各向同性材料。
建筑力学实验课程： 建筑力学课程实验是实践训练环节，通过实验
课程，深化理论基础知识，培养独立分析问题和解 决问题的能力。
建筑力学在工程中应用： 建筑力学知识在工程中应用广泛，从建筑物的设计到施
工，以及在使用期间的维修加固等都需要用到建筑力学知识。 从建筑物的设计开始，就需要应用建筑力学知识分析建筑物 的受力、构件的强度、刚度和稳定性等等问题。
均匀连续性假设： 假设变形固体由同种性质的材料构成，在其整个体积
内部毫无空隙地、连续地充满了同种性质的材料。 采用了均匀连续性假设后，就可以在构件中截取任何
微小部分进行分析，继而将结果应用于整体。 同时，在分析中可以采用连续函数的数学演绎方法。
各向同性假设： 认为变形固体沿各个方向的力学性能均相同。 在各个方向具有相同力学性能的材料称为各向同性材料，
小变形假设： 指实际工程中的构件在荷载作用下，其变形与构件的原
建筑力学第一章完整版
建筑力学第一章完整版关于力的概念是人们在生活和生产实践中，通过长期的观察和分析而逐步形成的。
当人们推动小车时，由于手臂肌肉的紧张和收缩而感受到了力的作用。
这种作用不仅存在于人与物体之间，而且广泛地存在于物体与物体之间，例如机车牵引车辆加速前进时或者制动时，机车与车辆之间、车辆与车辆之间都有力的作用。
大量事实说明，力是物体（指广义上的物体，其中包括人）之间的相互机械作用，离开了物体，力就不可能存在。
力虽然看不见，但它的作用效应完全可以直接观察，或用仪器测量出来。
实际上，人们正是从力的作用效应来认识力本身的。
一、力的定义力是两物体之间的相互机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化，同时使物体的形状或尺寸发生改变。
前者称为力的运动效应或外效应，后者称为力的变形效应或内效应。
二、力的三要素力对物体作用的效应，决定于力的大小，方向（包括方位和指向）和作用点，这三个因素称为力的三要素。
在这三个要素中，如果改变其中任何一个，也就改变了力对物体的作用效应。
例如沿水平地面推一个木箱（图1-1），当推力F →较小时，木箱不动，当推力F →增大到某一数值时，木箱开始滑动。
如果推力F →的指向改变了，变为拉力，则木箱将沿相反方向滑动。
如果推力F →不作用在A点而移到B点，则木箱的运动趋势就不仅是滑动，而且可能绕C点转动（倾覆）。
所以要确定一个力，必须说明它的大小、方向和作用点，缺一不可。
图1-1 图1-2(1) 力是矢量。
力是一个既有大小又有方向的量，力的合成与分解需要运用矢量的运算法则，因此它是矢量（或称向量）（vector）。
(2) 力的矢量表示。
力矢量可用一具有方向的线段来表示，如图1-2所示。
用线段的长度（按一定的比例尺）表示力的大小，用线段的方位和箭头指向表示力的方向，用线段的起点或终点表示力的作用点。
通过力的作用点沿力的方向的直线称为力的作用线。
本教材中以白体字母上加一箭头，如F →、AB →等来表示矢量，用同文的白体字母（如F，AB）代表该矢量的模（大小）。
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建筑力学-1
总共50题共100分
一. 单选题（共10题,每题2分,共20分）
1. 在力法典型方程的系数和自由项中，数值范围恒大于零的有( A ) （2分）A.主系数
B.主系数和副系数
C.主系数和自由项
D.副系数和自由项
2. 力法中，主系数是由( B )图乘得出的。
（2分）A.M1和MP B.M1和M1 C.MP和MP D.以上都不是
3. 低碳钢的拉伸过程中，胡克定律在( A )范围内成立。
（2分）A.弹性阶段 B.屈服阶段
C.强化阶段
D.劲缩阶段
4. 图所示单跨梁的传递系数C AB是( C )。
A. 0.5
B.-1
C.0
D.2
5. 一根杆件在平面内的自由度有( B )个。
（2分）A.2 B.3 C.4 D.5
6. 平面一般力系可以分解为( C )。
（2分）A.一个平面汇交力系B.一个平面力偶系 C.一个平面汇交力系和一个平面力偶系D.无法分解
7. 只限制物体垂直于支承面方向的移动，不限制物体其它方向运动的支座是( A )。
（2分）A.固定铰支座 B.可动铰支座 C.固定端支座 D.都不是
8. 位移法的基本未知量是( C )。
（2分）A.杆件的变形 B.多余约束力 C.结点位移 D.支座位移
二. 判断题（共30题,每题2分,共60分）
1. 当F > Fcr时，压杆处于稳定平衡状态。
（2分）错误
正确
☆考生答案：错误
2. 杆端转动刚度与结点总转动刚度之比称为该杆端的分配系数。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
3. 一个点在平面上具有两个自由度。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
4. 一次截取两个结点为研究对象，来计算析架杆件轴力的方法称为结点法。
（2分）错误正确
☆考生答案：错误
5. 在集中力作用点处，梁的剪力图有突变，弯矩图有尖点。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
6. 在力法方程中，自由项△iP恒大于零。
（2分）错误
正确
☆考生答案：错误
7. “左上右下剪力为正”是剪力的正负号规定。
（2分）错误
正确
☆考生答案：错误
8. 只要平面有图形存在，该图形对某轴的惯性矩肯定大于零。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
9. 安全因素取值大于1的目的是为了使构件具有足够的安全储备。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
10. 应力是构件截面某点上内力的集度，垂直于截面的应力称为切应力。
（2分）错误正确
☆考生答案：错误
11. 抗拉刚度只与材料有关。
（2分）错误
正确
☆考生答案：错误
12. 一个点和一个刚片用两根不共线的链杆相连，可组成几何不变体系，且无多余约束。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
13. 在平面力系中，所有力作用线互相平行的力系，称为平面平行力系，有二个平衡方程。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
14. 力的三要素是大小、方向、作用线。
（2分）错误
正确
☆考生答案：错误
15. 在任何外力作用下，大小和形状均保持不变的物体称为刚体。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
16. 压杆上的压力小于临界荷载，是压杆稳定平衡的前提。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
17. 桁架的内力只有轴力而无弯矩和剪力。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
18. 多余约束是指维持体系几何不变性所多余的约束。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
19. 力偶对物体的转动效应，用力偶矩度量而与矩心的位置无关。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
20. 梁的变形有两种，它们是挠度和转角。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
21. 力法的基本未知量为结点位移。
（2分）错误
正确
☆考生答案：错误
22. 抗弯刚度只与材料性质有关。
（2分）错误
正确
☆考生答案：错误
23. 弯矩图应画在梁的受拉一侧。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
24. 平面图形对其形心轴的静矩恒为零。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
25. 轴向拉伸(压缩)的正应力大小和轴力的大小成正比。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
26. 合力一定比分力大。
（2分）错误
正确
☆考生答案：错误
27. 未知量均可用平衡方程解出的平衡问题，称为静定问题。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
28. 如果有3个物体组成的系统，每个物体都受平面一般力系的作用，则共可以建立9个独立的平衡方程。
（2分）错误
正确
☆考生答案：正确
29. 物体平衡是指物体处于静止状态。
（2分）错误
正确
☆考生答案：错误
30. 对于作用在物体上的力，力的三要素是大小、方向和作用线。
（2分）错误
正确
☆考生答案：错误
三. 多选题（共10题,每题2分,共20分）
1. 当杆件轴向应力不超过某一限度时，其( )和( )之比是常数，此比值称为泊松比。
（2分）
A.线应变
B.纵向应变
C.横向应变
D.以上都不对
☆考生答案：B,C
2. 用图乘法求结构位移的应用条件是（）。
（2分）A.EI=常数
B.Mp图和M图中至少有一个是直线图形
C.静定结构
D.杆轴为直线
☆考生答案：A,B,D
3. 强度条件可以对杆件进行（）三个方面的计算。
（2分）A.确定安全系数
B.选择截面尺寸
C.计算允许荷载
D.强度校核
☆考生答案：B,C,D
4. 在力法典型方程中，数值可能为零的有（）。
（2分）A.主系数
B.副系数
C.自由项
D.以上都不对
☆考生答案：B,C
5. 静力学基本原理包括（）。
（2分）A.二力平衡条件
B.加减平衡力系定理
C.作用力与反作用力原理
D.力的平行四边形法则
☆考生答案：A,B,C,D。