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建筑力学概要1

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建筑力学

第一章绪论

现代结构技术的理论基础是力学中的一个分支——建筑力学,其中包含静力学、材料力学、结构力学的主要内容;是建筑结构、建筑选型的基础。

§1-1结构与构件

建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。组成结构的各单独部分称为构件。结构分为:(1)杆系结构(l >>b,h)(2)薄壁结构(t<

1.连续性假设:密实的,物体所占空间内材料毫无空隙地连续分布。

2.均匀性假设:认为物体内的任何部分,其力学性质相同。

3.各向同性假设:认为物体内在各个不同方向上的力学性质相同。

4.小变形条件:用物体变形前的尺寸建立平衡方程(建立平衡方程时物体视为刚体) 5.完全弹性假设:本教材只研究弹性变形,且服从胡克定律——线性弹性。

撤去荷载可消失的变形称为弹性变形;

撤去荷载仍残留的变形称为塑性变形。

§1-5荷载的分类

1、按作用范围分:集中荷载(KN)和分布荷载(KN/m)

2、按作用时间久暂分:恒荷载(永久作用)和活荷载(暂时作用)

3、按作用性质分:静荷载(不随时间变化或变化很小)和动荷载(随时间变化)

第二章结构计算简图,静力学公理,物体受力分析

§2-1,2-2结构计算简图,支座和结点的简化;约束与约束反力,自由度S和约束数n 1、杆件结构体系的简化:杆件用轴线表示;

实际结构都是空间结构,

但大多可简化成平面结构

2、支座和结点的简化,自由

度S和约束数n

自由度:确定物体位置所需的独

立坐标数目S

约束(联系):使物体自由度减少的各种装置

多余约束:体系增加一个约束,自由度并不

因此减少,该约束称为多余约束

简化原则:(1)支座端横截面的约束情况

(2)杆件变形时它的抗力

一、结点(杆件的交点)简化分三种:

铰结点:各杆绕铰链自由转动,各杆夹角任意变化,杆端两个方向位移被约束。n=2

刚结点:各杆(端)夹角保持不变,杆端角位移和两个方向线位移被约束。n=3

组合结点:结点上一些杆件用铰连接,另一些刚性连接。n=刚结点,铰结点约束之和 二、支座简化;约束类型, 约束数n 和约束反力方向 1)柔索约束:约束反力通过 接触点,沿柔索且背离物体。 n=1 (图2-1)

2)光滑面约束:约束反力通过接触点,沿接触面法线且指向物体。n=1(图2-2) 3)光滑面圆柱铰链约束 (中间铰):约束反力可 用相互垂直两分力表示, 大小未知。(图2-3)

4)固定铰支座:约束反力通过铰心,可用相互垂直两分力表示, n=2

5)活动铰支座:约束反力通过铰心,沿光滑面法线 n=1 链杆约束: 链杆是二端用光滑铰链与其它物体连接,

不计自重且中间不受力的杆件(二力杆)。 6)固定支座 n=3

7)滑动支座(定向支座) n=2

8)刚结点:刚结点上切开一根杆件即解除三个约束。 9)组合结点:

该组合结点n=2+3=5

二杆刚结点n=3 m 杆刚结点n=3(m-1) 单铰结点

n=2

复铰:联接m 根杆件的铰

n=3m-(m+2)=2(m-1),相当于m-1个单铰

§2-3 物体受力分析,画受力图

1、名词解释

1)力:是物体间相互的机械作用,它使物体的运动状态发生变化或产生变形。

力用定点矢量表示(作用于刚体的力,可用一滑动矢量表示)。

力的三要素:大小,方向,作用点(作用线)。

2)力系:作用于物体的一系列力和力偶。

3)平衡:指物体相对于惯性参考系(如地面)保持静止或作匀速直线运动。4)平衡力系:满足平衡条件的力系称为平衡力系。

2、静力学公理

1)力的平行四边形法则(力三角形法则):作用于同一点的

两个力,可合成为一个合力,合力的作用点也在该点,大

小和方向由两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。

2)作用于一个刚体的两力保持平衡的必要和充分条件是:

两力大小相等,方向相反,且作用于同一直线上。

3)加减平衡力系原理:在已知力系上加上

或减去任意平衡力系,不改变原力系

刚体的作用。

推论:①力的可传性原理

②三力平衡汇交定理

4)作用和反作用定律:作用和反作用力总

是同时存在,两力大小相等,方向相反,沿

同一直线分别作用于两个相互作用的物体上。

5)刚化原理:变形体在某力系作用下处于平衡,

将变形体刚化为刚体,其平衡状态保持不变。

3、画受力图的步骤:

1)选定研究对象,画出所选研究对象的隔离体图;

2)画研究对象上受的所有主动力;

3)根据所受约束类型画所有的约束反力。

4、画受力图注意事项

1)隔离体可取结构或构件的任一部分,研究对象(边界)必须十分明确。

2)受力图只画外力(荷载、重力、支座和连接点的反作用力等。心中明确施力物体,不要漏画力,也不要多画力;按约束类型画约束反力,确定为零的可标上零或不画),不画内力(等值反向共线,成对出现不影响该对象的平衡)。所取对象不同,外力和内力常互相转化。

3)必须运用作用、反作用定理,视问题方便运用二力杆和三力平衡汇交定理。

4)为便于建立平衡方程和问题所求,不论未知力方位已知否,都可用正交分量表示。未知力指向可任意假定(但柔索只能受拉,光滑面接触只能受压,不能任意假定),以符合实际指向为好。同一问题的不同受力图中,同一力用相同的字母表示。

第三章力系简化基础知识

§3-1 平面汇交力系的合成与平衡条件

2、力在轴上的投影X=FcosαY=Fcosβ

合力投影定理:

合力投影等于各分力在同一轴上投影代数和

R x=X1+X2+…+X n=∑X i

3、平面汇交力系的合成的解析法:

二、平面汇交力系的平衡条件

§3-2 力对点的矩

(力对o点之矩简称力矩mo(F),可记为mo):

力对点之矩是度量一个力使物体绕某点转动的作用。

在平面力系的情况下,力对点之矩用代数量表示mo(F)=±F h

其中:o —矩心;h —力臂;―+‖表示逆时针;―-‖表示顺时针;

另外:力对点之矩的大小,也可用三角形面积的两倍来表示,

mo(F)=±F h=2(△OAB的面积)

力矩的单位:牛顿米(N·m)。

i=1

i=1

cos cos

R R

αβ

==

n

x i

n

y

x

y i

由合力投影定理R=X得合力大小

R

R

R=Y合力方向

i=1

i=1

=0

Y=0

n

i

n

i

R=0即X

§3-3 力偶,力偶矩 1、定义:

大小相等、方向相反而不共线的两个平行力称为力偶。 力偶两个力之间的垂直距离d 称为力偶臂。

力偶矩是力偶两力对作用面内任意点力矩的代数和m=±Fd (逆时针+,顺时针-);是力偶对物体转动效应的度量。 2、力偶作用三要素:

力偶作用面(由力偶两力作用线所决定的平面);力偶矩的大小;力偶的转向。 §3-4 平面力偶系的合成与平衡条件 一、平面力偶系可以合成为一个合力偶, 合力偶矩等于各力偶矩的代数和 二、平面力偶系的平衡条件:

平面力偶系平衡的必要与充分条件

是所有各力偶矩的代数和等于零 §3-5 力的等效平移

力的平移定理:作用在刚体上A 点的力F ,可以等效平移到此刚体任一点B ,但必须 附加一个力偶,其力偶矩等于原来的力F 对新作用点B 的矩。 M=±Fd

第四章 平面力系简化与平衡方程

力系中各力作用线都 在同一平面内,且任意 地分布,这样的力系称 为平面任意力系。

§4-1 平面任意力系向一点简化,主矢和主矩, 通过力的等效平移,任一平面 力系(F 1,F 2,......F n ),向平面内一

点o (称为简化中心)简化,得到

(1)一平面汇交力系:F 1',F 2',.......F n ',

合成为作用于简化中心o 的一个力R ’= F 1'+F 2'+.......+F n '= F 1+F 2+.......+F n

1

0n i i M ==∑1

n

i

i M M ==∑

'

'

y '''

y

11

R

R

R R cos cos

n n

x

x i i

i i

X Y R

R R

αβ

==

=====

∑∑

解析法求主矢

称为主矢,它等于各力的矢量和(过o点的合矢量,不是F的合力, 是F’的合力),与简化中心o选取无关。

(2)一平面力偶系:M1,M2,.....M n合成为一个力偶

称为主矩,它等于各附加力偶的代数和,也等于

原来各力对o点之矩的代数和,与简化中心o选取有关。§4-3 平面任意力系平衡条件,平衡方程

由上讨论知:平面力系平衡的必要且充分条件是:

力系的主矢以及力系对任一点的主矩都等于零:R’=0,M O=0。

必要性显见,充分性说明:

由(1)知力系不可能简化为一合力偶,只可能

简化为一力或平衡;若简化为一力由(2)知必

通过AB,由不垂直x和(3)知该力必为零,力

系平衡。

§4-4 平面平行力系平衡条件

选x轴与各力垂直,式(1)自然满足,则平衡方程:

00

11

()

n n

i i

i i

M m m F

==

==

∑∑

i=1

i=1

00

1

R=(1)

R=(2)

0()0(3)

n

i

i

M m F

=

==

R

n

x i

n

y i

'=0等价于=X0

=Y0

等价于

A

1

B

1

i=1

()0(1)

()0(2)

0(

A B

x3)

n

i

i

n

i

i

m F

m F

=

=

=

=

=

∑n i

矩心、连线

不能

平衡方程二力矩式:

与轴垂X

A

1

B

1

1

()0

A B()0

C

()0

n

i

i

n

i

i

n

C i

i

m F

m F

m F

=

=

=

=

=

=

平衡方

矩心、、不

程三力矩式:

(说明同上)

共线

i=1

1

()0

n

i

i

m F

=

=

=

n

i

Y

A

1

B

1

()0

(

AB

)0

n

i

i

n

i

i

m F

m F

=

=

=

=

二(不能与力平):

力矩式

i=1

i=1

1

0(1)

0(2)

()0(3)

n

i

i

m F

=

=

=

=

n

i

n

i

即X

Y

§4-5 物体系的平衡问题

例4-7求:铰B约束反力

解:画受力图(a)

整体:ΣM A=0 Y B=(qa2 /2+3Pa/2)/2a=(qa+3P)/4

BC:ΣM C=0 X B=[-a. (qa+3P)/4+Pa/2]/a= -(qa+P)/4(-号表示与所设方向相反)

例4-8已知:半径r=l/2,E重W

求:固定端A约束反力

解:画受力图(a)(b)

图(b):ΣY=0 Y A=0

图(a):ΣM D=0 M A-W.l /2=0 M A=W.l /2=0.5W l

图(b):ΣM B=0 X A。2l +0.5W l +T. l /2=0

X A=[-0.5W l –T. l /2] /2l= - 0.5W

第五章平面体系的几何组成分析

§5-1几何组成分析的目的:

1、几何不变体系:不考虑材料应变,

几何形状和位置不变的体系。可用作结构

2、几何可变体系:不考虑材料应变,几何形

状和位置可变的体系。不可用作结构

3

一般不可用作结构,因为外力作用下

1)内力趋无穷F N=F/2sinα

2)变形很大:伸长λ=(l2+δ2)1/2=δ2/2 l 是2阶微量,

引起位移δ是1阶微量。

§5-2平面体系的自由度,约束(联系),虚铰,无穷远虚铰

1。

2、自由度:确定物体位置所需的独立坐标数目S

3、约束(联系):使物体自由度减少的各种装置

多余约束:体系增加一个约束,自由度并不因此减少,该约束称为多余约束

4、瞬铰(虚铰):两刚片用两链杆直接相联,其约束

等效于两链杆交点处的一个铰,称为虚铰(瞬铰)

5、关于无穷远虚铰平行线几何定理:

1)二平行线在无穷远相交,每个方向一个∞点。

2)平面上所有无穷远交点均在同一∞直线上。

B

B'

B"

A'

A"

A

B'

B"

B

A

=

= 6、平面体系的计算自由度W

体系自由度S=各部件自由度总和—非多余约束数

计算自由度W=各部件自由度总和—全部约束数

m个刚片,h个单铰,b个链杆(支杆)W=3m-2h-b

§2-2平面几何不变体系的组成规则

(几何学Δ规则,其唯一性即几何不变性)

1、三刚片规则:三刚片用不共线三铰两两

铰联,组成几何不变体系,且无多余联系

[若共线则体系瞬变]

2

梁W=3-5=-2

拱W=3-4= -1

桁架W=20-20=0

刚架W=3-9= -6 组合结构W=339-(1332+3)=-2

3、二刚片规则:

两刚片用一铰和不通过此铰的链杆联结成几何不变体系,且无多余联系。[共线则瞬变] 或:二刚片用不全平行也不交于一点的三链杆联成几何不变体系,且无多余联系。[平行等长同侧常变;平行等长异侧瞬变;平行不等长瞬变,交于一点瞬变]

若少于三个链杆则为几何可变体系;若三个链杆平行或交于一点也为可变体系:

发生微小位移后,三链杆仍然平行或交于一点,则为常变体系,

§5-5几何构造与静定性的关系,常见的结构形式

结论:

1)若W >0,则体系缺少必要的联系,几何可变

2)若W =0,则体系具备几何不变必需的最少联系数目,若无多余联系,则几何不变;若有多余联系,则几何可变

3)若W<0,则体系有多余联系。若几何不变,必是超静定结构。

第六章 静定结构内力计算

内力:物体因外力作用,物体各部分之间(附加)产生的相互作用力称为物体的内力。 内力性质:随外力的产生而产生,随外力的增大而增大,有一定限度。

§6-1 2 3 4梁和刚架内力;内力方程、内力图;MQq 间微分关系;叠加法画M 图 一般方法:1.求支反力2.求特征点内力(各杆端内力)3.按内力图特征画内力图 1、求支反力

1)单跨梁和单跨刚架(往往可建立只含一个未知量的平衡方程)

3)多跨梁和多跨刚架(或多层刚架)先求附属结构支反力,后求基本结构支反力 *能独立保持几何不变的部分称为基本(主)结构;依附于其他部分 才几何不变的部分称为附属(副)结构。(又根据平衡的依附关系分为: 基本(主)结构,次基本(主)结构…附属(副)结构) 2、求分段点内力(杆段端内力)

1)内力的符号规定:根据变形确定正负如图。 轴力N 以拉为正;

剪力Q 绕物体顺时针为正; 弯矩M 下拉为正。 2)简便截面法:

轴力N=ΣP 一侧n (截面一侧所有外力沿截面法向投影代数和,离开截面取正号, 指向截面取负号)

剪力Q=ΣP 一侧t (截面一侧所有外力沿截面切向投影代数和,左上右下取正号) 弯矩M=ΣM 一侧c (截面一侧所有外力对截面形心取矩代数和,左顺右逆取正号) 3)剪力方程 Q=Q(x)与弯矩方程M=M(x)

(1) 梁轴线x 为横坐标,剪力Q 为纵坐标的方程称为剪力方程 Q=Q(x) 梁轴线x 为横坐标,弯矩M 为纵坐标的方程称为弯矩方程M=M(x)

(2) Q=Q(x)和M=M(x) 函数图形称为剪力图和弯矩图(QM 沿梁轴线变化的图形)

集中力(支座)、集中力偶和分布载荷的起止点,为剪力方程和弯矩方程的分段点。 分段点截面也称控制截面。这些点也是剪力图和弯矩图的分段点。

分段点和极值点标明QM 的值,Q 图和轴力图一样标明±号;M 图画在受拉(凸)侧。 剪力图和弯矩图最后注明max Q 和max M 的数值。 4)利用微分关系作为内力图

()

0()dQ x Y q x dx

==∑(q 向上为正,向下为负) A , M =0 B B B AB F A F F L ∑=

除外其他各力对之矩代数和与反向取正号B A A

M =0 F Y 0 F ∑∑=可得如同上式;或由

也可可得

()

()C dM x M Q x dx ==∑ ()

0()dN x X p x dx ==-∑ 5)利用积分关系作内力图 6)Q M 图的形状特征:

§6-4叠加法作弯矩图

(1)若熟知单个荷载M 图,则多个 荷载M 分别画出后叠加(而不合并)

(2)分段叠加法(简支梁叠加法): ①求相邻两控制截面弯矩,联虚线 ②从虚线为基线画“简支梁”弯矩图, 其竖标垂直梁轴量取

*上述方法对斜杆荷载不垂直于梁轴仍有效 §6-5静定多跨梁

2)如前述基本部分上的荷载仅在其自身上产生内力和变形,而附属部分上的荷载可使其自身和基本部分均产生内力和变形。所以多跨静定梁的受力分析顺序也可根据荷载的传力顺序,先求附属部分支反力,……后求基本部分支反力。 例3-1 画图示静定多跨梁的弯矩图。

22

112121()()()()()()[]x x q q q x x dQ x q x dx Q x Q x A Q x Q x A A q =-==+??正

负与同22

11

21Q 21Q Q M()Q()M()M()M()M()[Q ]x x x x d x x dx x x A x x A A =-==+??正

负与同

§6-4静定平面刚架

例画图示刚架的内力图。 解:先求支座反力。ΣX=0

第七章 轴向拉伸与压缩

§7-1轴向拉伸与压缩的概念,

横截面上的内力、轴力图

例2-1 求如图示杆件的内力,并作轴

例2-1简化解:N1=4kN (拉)N2=4-3=1Kn (拉) N3=-2kN (压)

§7-2轴向拉压杆的应力

1.横截面上的正应力

只凭轴力不能判断杆件是否有足够的强度, 必须研究横截面上内力的分布集度——应力

为了求得应力分布规律,先观测杆件变形: 所有的纵向线均产生同样的伸长,横向线均保 持为直线,且仍与轴线正交。由此提出

平面假设:变形前的横截面,变形后仍保 持为平面,而且仍垂直于杆轴线。

故任意二横截面间,所有纵向纤维的伸长均相 同→横截面各点线应变相同→各点正应力相同。

2024

A B l

ql ql m R l ?

∑==

=0

4

A ql

Y Y ∑==

记横截面面积A A

N

=

σ (7-1) 正应力σ的正负号规定为:拉应力为正,压应力为负。

圣维南原理指出:杆端外力用一静力等效力系代替,对构件应力与应变的影响只限于离杆端很近的范围内。此范围相当于横向尺寸的1~1.5倍。

§7-3许用应力,强度条件

1.安全系数与许用应力

两种失效形式:(1)塑性屈服,如低碳钢,铝合金等塑性材料.极限应力ζ0=ζs 或ζ0.2

(2)脆性断裂,如铸铁、混凝土等脆断材料。极限应力ζ0=ζb 许用应力:保证构件安全可靠工作所容许的最大应力值。[]n 0

σσ=,n 为安全系数

塑性材料: 脆性材料:

2.拉压强度条件 (7-3)

应用强度条件可以解决以下三方面问题:

1)校核强度:已知 A [ζ]N max 校核(7-3)是否满足。 2)设计截面: 已知 N max ,[ζ] 求A

3)确定许可载荷:已知 A [ζ],求N max →F

例 杆系结构如图2-22所示,已知杆 AB,AC 材料相同,[ζ] =160MPa ,横截面积 分别为A 1=706.9mm 2,A 2=314mm 2,试确定 此结构许可载荷[P ]。 解:(1)计算内力:对象节点A ,

由ΣX=0 N 2sin450= N 1sin300 联解N 1 =0.732p ΣY=0 N 1cos300+N 2cos450=p N 2 =0.518p (2)由各杆的强度条件计算对应的载荷P

ζ1= N 1 /A 1=0.732P/A 1≤[ζ] P ≤[ζ]A 1/0.732=154.4kn ζ2= N 2/A 2=0.518P/A 2≤[ζ] P ≤[ζ]A 2/0.518=97.1kn 取 [P] =97.1kN

§7-5 材料在拉伸或压缩时的力学性能

材料试验:主要确定外力和变形的对应关系,常温静载试验是最基本的试验。 试件和设备

标准试件:圆截面试件: 长试件 d l 10=,短试件 ;d 5l = 试验设备:万能试验机或拉力机及

[]b n b

σσ=[]s n s σσ=[]max

max N A

σσ=≤

11A A 100%100%A l l l δψ--=?=?延伸率截面收缩率 相关的测量、记录仪器。 国家标准《金属拉伸试验方法》(如GB228-87)详细规定了实验方法和各项要求。 一、 低碳钢拉伸时的力学性能 1)低碳钢拉伸试验的四个阶段 拉伸图(P-ΔL 曲线

↓为了消除试件尺寸的影响,反映材料本身性质

应力应变图(εσ-曲线)

(1)弹性阶段oA :线性弹性,

服从胡克定律ζ=Eε

比例常数称为弹性模量E=ζ/ε=tgα,单位GPa

A 点:比例极限ζp A ’点:弹性极限ζe A A ’

段非线性弹性, A 、A ’

二点靠近,可视为一点

(2)屈服(流动)阶段BC :应力波动不大,应变显著 屈服时的应力称为屈服极限σs

(3)强化阶段CD :晶粒錯动面产生新的阻力

冷作硬化:强化阶段卸载后再加载(如经冷拉处理的钢筋),使比 例极限提高,塑性变形能力和延伸率降低的现象,称为冷作硬化。 (4)局部变形阶段DE :颈缩,试件内部出现裂纹,名义应力下跌 E 点:试件断裂,弹性应变恢复,塑性变形(残余变形)保留. 试件横截面面积A ,标记间长度l , 断裂后颈缩处面积A 1, 标记间长度l 1 2)两个重要的塑性指标:

工程上通常按延伸率的大小把材料分为两类:δ≥5%为塑性材料;δ<5%为脆性材料。 低碳钢:δ=20~30%,ψ=60%

3)两个重要的强度指标: 屈服极限σs 强度极限σb *没有明显的屈服阶段的塑性材料拉伸时的力学性能

对于ζ-ε曲线没有―屈服平台‖的塑性材料,工程

上规定取完全卸载后具有残余应变量εp =0.2%时的应力叫 名义屈服极限,用σ0.2表示。

3)ζ-ε关系近似服从胡克定律,并以 割线的斜率作为弹性模量。

二、材料在静荷压缩时的力学性能

金属材料的压缩试件一般为短圆柱, 其高度与直径之比为h/d=1.5~3。

2、铸铁压缩时的σ-ε曲线

(1)抗压强度大大高于抗拉强度极限,ζc =(3~5) ζt ;

铸铁作机械底座等承压部件。

(2)铸铁短柱试样断裂前呈现园鼓形,一定程度的塑性变形特征。 (3)破坏时试件的断口沿与轴线大约成45°的斜面断开,剪切破坏。

混凝土,石料等典型的脆性材料是建筑工程中

重要的承压材料

第八章 剪切、挤压与扭转

§8-1剪切的概念及实例

1)受力特点:大小相等、方向相反,作用线相距很近的一对外力作用。 2)变形特点:沿剪切面(两外力作用线间且平行于外力)相对错动 点1两正交线段12、13间直角改变量γ称为剪应变

剪切胡克定律: τ=Gγ G 称为切变模量(剪切弹性模量)

当剪应力不超过材料的剪切比例极限τp 时,剪应力τ与剪应变γ成正比。 §8-2连接接头的强度计算

连接件应核算1)铆钉剪切强度2)铆钉和钢板挤压面挤压强度3)钢板拉伸强度。 1、剪切及其实用计算

剪切实用计算中,假定受剪面上名义剪应力均布且并行于Q

1)剪切强度条件(保证安全):[]ττ≤=A

Q

(8-3)

式中:[η] — 许用剪应力,取[η]=(0.6~0.8)[ζ]

2)剪切极限强度条件(保证剪断):b A

Q

ττ≥=

(3-1) 式中:ηb —剪切强度极限

例8-1钢板b=100mm,t=10mm, [ζ]=160Mpa , 铆钉d=20mm , [η]=100Mpa ,[ζbs ]=300 Mpa , 求:许可荷载

解:1)由ΣX=0,每只铆钉剪应力Q=F/3 η =Q/A= F/3A ≤[η] F≤3 [η] A =3×100×106×π×202×10-6/4=94.2KN 2) 每只铆钉挤压力F bs =F/3

ζbs =F bs /A bs = F/3 A bs ≤[ζbs ] F≤3 [ζbs ] A bs =3×300×106×20×10×10-6/4=180KN

3)1-1截面轴力最大,是危险截面, 由ΣX=0 轴力N=F ζ=N/A 1-1= F/A 1-1≤[ζ] F≤ [ζ](b-d)t=160×106×(100-20)×10×10-6=128KN 小者为许可荷载 [F]= 94.2KN

§8-3 扭转的概念及实例

1)受力特点:大小相等,方向相反作用面垂直于杆轴的一对力偶作用

2)变形特点:任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。如机器中的传动轴受力后的变形。

§8-4外力偶矩与扭矩、扭矩图

1、外力偶矩M T

通常给出轴所传递的功率N (千瓦,kW ) 和转速n (转/分,即r/min ),由下列 关系计算得到外力偶矩M T

9550T N

M n

= (N 2m ) (8-7)

证:每秒作功:1000×N×1=(2πn/60)×M T §8-4扭矩T 、扭矩图

扭矩的正负号规定为:按右手螺旋法则, T 矢量离开截面为正,指向截面为负。 求出外力偶矩M T 后,进而用截面法求

扭转内力:扭矩T 。

1)简化截面法:扭矩T =ΣM 一侧

(截面一侧所有外力偶矩代数和,左上右下取正号)

例 传动轴如图4-5a 所示,主动轮A 输入功率N A =36.7千瓦,从动轮B 、C 、D 输出功率分别为N B =N C =11千瓦,N D =14.7千瓦,轴的转速为min r/300=n 。画轴扭矩图。

解:(1)计算各轮外力偶矩M A =9550N A /n=1170Nm M B = M C =9550N B /n=351Nm ,M D =9550N D /n=468Nm (2)截面法计算各段扭矩。

BC 段:T 1= - M B = -351Nm (负号,实际扭矩与所设相反)

CA 段: T II = - M B - M C = -702Nm AD 段: T III = M D =468Nm

与轴力图相类似,最后画出扭矩图,m N 702max ?=T 。 对上述传动轴,若把主动轮A 安置于轴的一端(现为右端),则轴的扭矩图如图4-6所示。这时,轴的最大扭矩m N 1170max ?=T 。 合理布局:主动轮在中间,二侧从动轮功率尽可能均衡。

§8-5 圆轴扭转时的应力和变形

1、实验现象观测和分析

如图所示受扭圆轴,如用一系列平行的纵线与圆周线将圆轴表面分成一个个小方格,可以观察到受扭后表面变形有以下规律:

(1)圆周线形状、大小不变,圆周线间距离不变,各圆周线绕轴线相对转过一微

小转角。这表明,其横截面和包含轴线的纵向截面上只有剪应力没有正应力, (2)纵线倾斜同一微小角度γ,使矩形变成平行四边形,表明圆周上各点剪应变相等. 2、圆轴扭转时的应力 ;平面假设:

变形前横截面,变形后仍为圆形平面, 只是各截面绕轴线相对转了一个角度。

1)变形几何关系:

用相距dx 的两个横截面,和通过轴线的两个纵截 ()

d a dx

d ρ?ργρ?

=距轴线处剪应变

22()

p A A A p

d d d d T

T m dA G dA G dA G I e dx dx dx dx GI ρ????ρτρρ======???即

2

p A

I dA ρ=?

面截取楔形微元,变形后两横截面相对转角dθ, 2)物理关系

剪切胡克定理代入 剪应力ρτ与该点到圆心的距离ρ成正比。

3)静力关系:横截面内扭矩T 是ρτdA 的合力矩:

(e)式代回(c )得横截面上任意点的剪应力 式中极惯性矩

2、圆轴扭转时的变形 由式(e )单位长度扭转角

长l 圆轴扭转角 式中:GI p 称为圆轴的抗扭刚度 §8-5 圆轴扭转时的强度条件和刚度条件

圆截面边缘上最大剪应力为 则圆轴扭转强度条件 (8-10)

扭转许用剪应力??

?==

脆性材料

塑性材料

b b s s o

n n n //][ττττ(不同于剪切件计算中的剪切许用应力) 扭转的刚度条件: (8-11)

3计算I p 、W t 对实心圆轴dA=2πρdρ ()d G G c dx

ρρ

?

τγρ==4

222

03

232

D p A p t D I dA d I D W πρρπρρπ?==?=??

??==

??p

T I ρρτ=0l l p

p T Tl d dx GI GI ??===

??[]max t

T W ττ=≤[][]max max 180

(/)(/)P P T T rad m m GI GI θθθθπ

=≤=?≤?max p t p t

I TR T W I W R τ===

抗扭截面系数p

d T dx l GI ??θ=

==

对空心圆轴

例 如图4-13的传动轴,

n=500r/min,N1=367.5KW,N2=147KW , N3=220.5KW ,[η]=70MPa ,[θ]=1°/m , G=80GPa 。求:确定AB 和BC 段直径。

解:1)计算外力偶矩 T 1=-7024(N 2m ) T 2=-4214.4(N 2m ), 作扭矩T 图 2)计算直径d

AB 段:由强度条件[]τπτ≤==

31max 16d T W T t []8010

707024

161636

31≈???=≥πτπT d (mm ) 由刚度条件[]?ππ?≤?=

18032d G T 41 6.841

1080180702432][G 180T 32d 429421

=?????=?≥π?π(mm ) 取 6.841=d mm

BC 段:同理,由扭转强度条件得 672≥d mm ,由扭转刚度条件得 5.742≥d mm 取5.742=d mm

第九章 弯曲应力

§9-1平面弯曲的概念及实例

受力特点:作用面平行纵向对称面的一对力偶(或杆件纵向对称面内的横向力)作用。变形形式:杆件轴线由直线变为受力平面内的曲线 (平面弯曲如大梁和火车轮轴) §9-2 梁横截面上的正应力,截面惯性矩,梁的正应力强度条件

1.纯弯曲正应力

()()444

222

4244342(1)

3232(1)21616D p d A p t D d D I dA d D d I D d W D D D ππρρπρραππαα?-?==?==-?

?

-?

===-=??

??395504214.4()C

N m Nm n ==195507024()

A N

m Nm n

==2

95502809.6()B N m Nm n ==

纯弯曲:Q = 0,M = 常数的弯曲 横力弯曲:同时存在剪力和弯矩 图6-1所示梁的CD 段为纯弯曲; 其余部分则为横弯曲。 1)变形关系——平面假设

等截面直梁画上横向线和纵向线,加弯矩M 弯曲变形: (1)横线仍是直线,只是发生相 对转动,但仍与纵线正交。

(2)纵线弯曲成曲线,且梁的一侧伸长,另一侧缩短。二者交界处存在既不伸长也不缩短的一层,这一层称为中性层。中性层与横截面的交线为截面的中性轴。纵线间距离不变。

平面假设:梁变形后,其横截面仍保持平面,并垂直于变形后梁的轴线,只是绕着中性轴转过一个角度。梁的各纵向层互不挤压,即梁的纵截面上无正应力作用。

根据平面假设找出纵向线应变沿截面高度的变化规律。 取dx 微段,弯曲后中性层的曲率半径 ρ, 距中性轴为y 处的纵向层K 1’-K 2’的 纵向正应变为 ρ

θρθρθρεy

d d d y =-+=

)( (a )

纵向线应变沿截面高度线性分布。

2)物理关系

根据纵向纤维互不挤压假设,应用单向应力状态胡克定律ζ =Eε 3)静力关系:确定中性层的曲率半径ρ及中性轴的位置。由

0N = 0==

===??

?z A

A

A

S E

ydA E

ydA E

dA N ρ

ρ

ρσ 静矩0=z S 中性轴z 通过截面形心

M y =0 0==

=

=??

yz A

A

y I E

yzdA E

dA yz E

M ρ

ρ

ρ 0=yz I ,yz 为惯性主轴(y 对称必满足)

()E

y c σρ

=?有正应力沿截面高度线性分布

建筑力学与结构课程题库 题库 答案

第一章静力学基础 一、填空题 1、力是物体之间的相互机械作用。 2、力是矢量,力的三要素分别为:大小、方向、作用点 3、刚体是在力的作用下不变形的物体 4、所谓平衡,就是指物体相对于地球处于静止状态或匀速直线运动状态 5、力对物体的作用效果一般分为内(变形)效应和外(运动)效应. 6、二力平衡条件是刚体上仅受两力作用而平衡的必要与充分条件是:此两力必须等值、反向、共线。 7、加减平衡力系原理是指对于作用在刚体上的任何一个力系,可以增加或去掉任一个平衡力系,并不改变原力系对于刚体的作用效应。 8、力的可传性是刚体上的力可沿其作用线移动到该刚体上的任一点而不改变此力对刚体的影响。 9、作用于物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力,该合力的大小和 方向由力的平行四边形法则确定。 10、平面汇交力系的合力矢量等于力系各分力的矢量和,合力在某轴上的投 影等于力系中各分力在同轴上投影的代数和 11、力矩的大小等于__力_____和__力臂_______的乘积。通常规定力使物体 绕矩心逆时针转时力矩为正,反之为负。? 12、当平面力系可以合成为一个合力时,则其合力对于作用面内任一点之矩,等于力系中各分力对同一点之矩的代数和 13、力偶是指一对等值、反向、不共线的平行力组成的特殊力系。力偶对刚

体的作用效应只有转动。 14、力偶对物体的转动效应取决于力偶矩的大小、__力偶的转向__、 ___力 偶作用面的方位_三要素。 15、只要保持力偶的三要素不变,可将力偶移至刚体上的任意位置而不改变 其作用效应. 16、平面力偶系的合成结果为_一合力偶_,合力偶矩的值等于各分力偶矩的 代数和。 17、作用于刚体上的力,均可从原作用点等效地平行移动_到刚体上任一点, 但必须同时在该力与指定点所决定的平面内附加一个力偶。 二、判断题:(对的画“√”,错的画“×”) 1、两物体间相互作用的力总是同时存在,并且两力等值、反向共线,作 用在同一个物体上。(×??) 2、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时,力矩等于零(√) 3、力偶无合力,且力偶只能用力偶来等效。(√??) 4、力偶对其作用面内不同点之矩不同。(×) 5、分力一定小于合力(×)。 6、任意两个力都可以简化为一个合力。(×) 7、平面一般力系的合力对作用面内任一点的矩,等于力系各力对同一点的矩的代数和。(√) 8、力是滑移矢量,沿其作用线滑移不改变对物体的作用效果。(√) 三、计算题 1、计算图示结构中力F对O点的力矩

建筑力学与结构试题与答案

州大学建筑科学与工程学院 建筑力学与结构 课程试卷(B ) 2008 ╱ 2009 学年 第一学期 一、概念题(6×4分)。 1, 如果F 1=F 2+F 3且F 2>F 3,则 是正确的。 A ,F 1>F 2>F 3; B ,F 2>F 3>F 1; C ,F 2>F 1>F 3; D ,F 2>F 3,但F 1与F 2、F 3的关系不能确定。 2, 某段梁(一根杆)上受集中力偶作用,当该集中力偶在该段梁上移动时, 该段的____。 A ,弯矩图不变,剪力图改变; B ,弯矩图改变,剪力图不变; C ,弯矩图、剪力图全不变; D ,弯矩图、剪力图全改变。 3,梁弯曲时,横截面上 。 A ,m ax σ发生在离中性轴最远处,m ax τ发生在中性轴上; B ,m ax σ发生在中性轴上,m ax τ发生在离中性轴最远处; C ,m ax σ、m ax τ全发生在中性轴上; D ,m ax σ、m ax τ全发生在离中性轴最远处。 4,平面一般力系简化时,其主矢与简化中心位置 关;若主矢非零,则主矩 与简化中心位置 关。 5,力大小、方向、作用点如图所示,该力对坐标原点的矩为 ,

转向为时针。 6,在原来承受的荷载基础上加上新的荷载,则该杆件一定变得更危险了。 此说法是(对/错)的。 二、对图示体系作几何组成分析。(12分) 三、求图示结构支座的约束反力。(12分)

四、求图示平面图形的形心位置并求其形心主惯性矩。(12分) 五、画出图示梁的内力图。(12分)

六、图示结构CD为正方形截面木杆,其容许正应力为10Mpa,试选择 该杆的边长。(14分) 七、图示矩形截面梁,其容许正应力为170Mpa,容许剪应力为100Mpa,梁的 高宽比为2/1,试确定图示荷载下所需的横截面尺寸。(14分) 装订线

建筑力学知识点

建筑力学 第一章绪论 1.工程中习惯把主动作用于建筑物上的外力称为荷载。例如自重,风压力,水压力,土 压力等。(主要讨论集中荷载、均匀荷载) 2.在建筑物中,承受并传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。 3.结构按几何特征分:一,杆件结构。可分为:平面和空间结构。它的轴线长度远大于 横截面的宽度和高度。二,板壳结构。(薄壁结构)三,实体结构。 4.建筑力学要进行静力分析即由作用于物体上的已知力求出未知力。 5.强度指结构和构件抵抗破坏的能力,刚度指结构和构件抵抗变形的能力。稳定性指结 构和构件保持原有平衡状态的能力。 6.建筑力学的基本任务是研究结构的强度,刚度,稳定性问题。为此提供相关的计算方 法和实验技术。为构件选择合适的材料,合理的截面形式及尺寸,以及研究结构的组成规律和合理形式。 第二章刚体静力分析基础 1.静力学公理。一,二力平衡。(只适应于刚体,对刚体系统、变形体不适应。)二,加 减平衡力系。(只适应于刚体,对刚体系统、变形体不适应。)三,三力平衡汇交。 2.平面内力对点之矩。一,合力矩定理 3.力偶。性质:一,力偶对物体不产生移动效应,故力偶没有合力。它既不能与一个力 等效或平衡。二,任一力偶可在其作用面内任意移动。 4.约束:施加在非自由体上使其位移受到限制的条件。一般所说的支座或支承为约束。 一物体(如一刚性杆)在平面内确定其位置需要两个垂直方向的坐标和杆件的转角。 因此,对应的约束力是相对的。 约束类型:1、一个位移的约束及约束力。a)柔索约束。b)理想光滑面约束。C)活动(滚动)铰支座。D)链杆约束。2、两个位移的约束及约束力。A)光滑圆柱形铰链约束。B)固定铰支座约束。3、三个位移的约束及约束力。A)固定端。4、一个位移及一个转角的约束及约束力。A)定向支座(将杆件用两根相邻的等长、平行链杆与地面相连接的支座)。 第五章弹性变形体静力分析基础 1.变性固体的基本假设。连续性假设:固体材料的整个体积内毫无空隙的充满物体。均匀性假设:构件内各点处的力学性能是完全相等的。各向同性假设:构件内的一点在各个方向上的力学性能是相同的。线弹性假设:研究完全弹性体,且外力与变形之间符合线性关系。小变形假设。(几何尺寸的改变量与构件本身尺寸相比很微小。) 2.内力与应力 截面法求构件内力。截面法:1)在求内力的截面处,假想用一平面将构件截为两部分; 2)一般取受力较简单的部分为研究对象,将弃去部分对留下部分的作用用内力代替。按照连续性假设,内力应连续分布于整个切开的截面上。将该分布内力系向截面上一点(截面形心)简化后得到内力系的主矢和主矩,称它们为截面上的内力。3)考虑留下部分的平衡,列出平衡方程,求内力。 应力:内力的集度。 3.应变 变化的长度比上原长等于平均线应变。平均线应变的极限为线应变。 胡克定律:正应力与其相应的线应变成正比。(Б=Eз。E为弹性模量。) 1 / 2

建筑力学基础知识

建筑力学基础知识

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第1章建筑力学基础 1.1力的性质、力在坐标轴上的投影 1.1.1 力的定义 力,是人们生产和生活中很熟悉的概念,是力学的基本概念。人们对于力的认识,最初是与推、拉、举、掷时肌肉的紧张和疲劳的主观感觉相联系的。后来在长期的生产和生活中,通过反复的观察、实验和分析,逐步认识到,无论在自然界或工程实际中,物体机械运动状态的改变或变形,都是物体间相互机械作用的结果。例如,机床、汽车等在刹车后,速度很快减小,最后静止下来;吊车梁在跑车起吊重物时产生弯曲,等等。这样,人们通过科学的抽象,得出了力的定义:力是物体间相互的机械作用,这种作用的结果是使物体的机械运动状态发生改变,或使物体变形。 物体间机械作用的形式是多种多样的,大体上可以分为两类:一类是通过物质的一种形式而起作用的,如重力、万有引力、电磁力等;另一类是由两个物体直接接触而发生的,如两物体间的压力、摩擦力等。这些力的物理本质各不相同。在力学中,我们不研究力的物理本质,而只研究力对物体的效应。一个力对物体作用的效应,一般可以分为两个方面:一是使物体的机械运动状态发生改变,二是使物体的形状发生改变,前者叫做力的运动效应或外效应。后者叫做力的变形效应或内效应。 就力对物体的外效应来说,又可以分为两种情况。例如,人沿直线轨道推

小车使小车产生移动,这是力的移动效应;人作用于绞车手柄上的力使鼓轮转动,这是力的转动效应。而在一般情况下,一个力对物体作用时,既有移动效应,又有转动效应。如打乒乓球时,如果球拍作用于乒乓球的力恰好通过球心,只有移动效应;如果此力不通过球心,则不仅有移动效应,还有绕球心的转动效应。 1.1.2 力的三要素 实践证明,力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点。这三者称为力的三要素。即: 1.力的大小力的大小表示物体间机械作用的强弱 程度,它可通过力的运动效应或变形效应来度量,在静力 学中常用测力器和弹性变形来测量。为了度量力的大 小,必须确定力的单位。本教材采用国际单位制,力的 单位是牛顿(N)或千牛顿(kN),N kN3 1 。 10 2.力的方向力的方向表示物体间的机械作用具有方向性。它包含方位和指向两层涵义。如重力“铅直向下”’“铅直”是指力的作用线在空间的方位,“向下”是指力沿作用线的指向。 3.力的作用点力的作用点是力作用在物体上的位置。实际上,当两个物体直接接触时,力总是分布地作用在一定的面积上。如手推车时,力作用在手与车相接触的面积上。当力作用的面积很小以至可以忽略其大小时,就可以近似地将力看成作用在一个点上。作用于一点上的力称为集中力。 如果力作用的面积很大,这种力称为分布力。例如,作用在墙上的风压力或压

建筑力学与结构基础试题库

第一章:静力学基本概念 1、只限物体任何方向移动,不限制物体转动的支座称( )支座。 A :固定铰 B :可动铰 C :固定端 D :光滑面 【代码】50241017 【答案】A 2、只限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称( )支座。 A :固定铰 B :可动铰 C :固定端 D :光滑面 【代码】50241027 【答案】B 3、既限制物体任何方向运动,又限制物体转动的支座称( )支座。 A :固定铰B :可动铰C :固定端D :光滑面 【代码】50241037 【答案】C 4、平衡是指物体相对地球( )的状态。 A 、静止 B 、匀速运动 C 、匀速运动 D 、静止或匀速直线运动 【代码】50241047 【答案】D 5、如图所示杆ACB ,其正确的受力图为( )。 A 、图A B 、图B C 、图C D 、图D 【代码】50241057 【答案】A 6.加减平衡力系公理适用于( ) 。 (C ) (D ) (A ) D

A.刚体 B.变形体 C.任意物体 D.由刚体和变形体组成的系统 【代码】50141067 【答案】A 7.在下列原理、法则、定理中,只适用于刚体的是( )。 A.二力平衡原理 B.力的平行四边形法则 C.力的可传性原理 D.作用与反作用定理 【代码】50141077 【答案】C 8.柔索对物体的约束反力,作用在连接点,方向沿柔索( )。 A.指向该被约束体,恒为拉力 B.背离该被约束体,恒为拉力 C.指向该被约束体,恒为压力 D.背离该被约束体,恒为压力 【代码】50242088 【答案】B 9.图示中力多边形自行不封闭的是( )。 A.图(a) B.图(b) C.图(b) D.图(d) 【代码】50142026 【答案】B 10.物体在一个力系作用下,此时只能( )不会改变原力系对物体的外效应。 A.加上由二个力组成的力系 B.去掉由二个力组成的力系 C.加上或去掉由二个力组成的力系 D.加上或去掉另一平衡力系 【代码】50241107 【答案】D 11.物体系中的作用力和反作用力应是( )。 A.等值、反向、共线 B.等值、反向、共线、同体 C.等值、反向、共线、异体 D.等值、同向、共线、异体 【代码】50142117 【答案】C 12.由1、2、3、4构成的力多边形如图所示,其中代表合力的是( )。

建筑力学基本知识.

建筑力学基本知识 第十一章静力学基础知识 第一节力的概念及基本规律 一、力的概念 1、力的概念 物体与物体之间的相互机械作用。不能离开物体单独存在,是物体改变形状和运动状态的原因。 2、力的三要素 大小(单位N kN)、方向、作用点。力是矢量。 二、基本规律 1、作用力与反作用力原理 大小相等、方向相反、作用在同一直线上,分别作用在两个不同的物体上。 相同点:相等、共线;不同点:反向、作用对象不同。 2、二力平衡条件(必要与充分条件) 作用在同一刚体(形状及尺寸不变的物体)上两个力,如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上,必定平衡。注意和作用力与反作用力的区别。 非刚体不一定成立。 3、力的平行四边形法则 力可以依据平行四边形法则进行合成与分解,平行四边形法则是力系合成或简化的基础,也可以根据三角形法则进行合成与分解。 4、加减平衡力系公理 作用在物体上的一组力称为力系。如果某力与一力系等效,则此力称为力系的合力。 在同一刚体的力系中,加上或减去一个平衡力系,不改变原力系对该刚体的作用效果。 5、力的可传性原理 作用在同一刚体上的力沿其作用线移动,不会改变该力对刚体的作用。 力的可传性只适用于同一刚体。 第二节平面汇交力系 力系按作用线分布情况分平面力系和空间力系。 力系中各力的作用线都在同一平面内且汇交于一点,这样的力系称为平面汇交力系,是最简单的平面力系。 平面汇交力系的合力可以根据平行四边形法则或三角形法则在图上进行合成也可以进行解析求解。 一、力在坐标轴上的投影 F x和F y分别称为力F在坐标轴X和Y上的投影,当投影指向与坐标轴方向相反时,投影为负。注意:力在坐标轴上的投影F x和F y是代数量,力F的分力F x/和F y/是矢量,二者绝对值相同。 问题:如果F与某坐标轴平行,其在两坐标轴的分量分别是多少?如果两力在某轴的投影相等,能说这两个力相等吗? 显然

建筑力学(习题答案)

建筑力学复习题 一、判断题(每题1分,共150分,将相应的空格内,对的打“√”,错的打’“×”) 第一章静力学基本概念及结构受力分析 1、结构是建筑物中起支承和传递荷载而起骨架作用的部分。(√) 2、静止状态就是平衡状态。(√) 3、平衡是指物体处于静止状态。(×) 4、刚体就是在任何外力作用下,其大小和形状绝对不改变的物体。(√) 5、力是一个物体对另一个物体的作用。(×) 6、力对物体的作用效果是使物体移动。(×) 7、力对物体的作用效果是使物体的运动状态发生改变。(×) 8、力对物体的作用效果取决于力的人小。(×) 9、力的三要素中任何一个因素发生了改变,力的作用效果都会随之改变。(√) 10、既有大小,又有方向的物理量称为矢量。(√) 11、刚体平衡的必要与充分条件是作用于刚体上两个力大小相等,方向相反。(×) 12、平衡力系就是合力等于零的力系。(√) 13、力可以沿其作用线任意移动而不改变对物体的作用效果。(√) 14、力可以在物体上任意移动而作用效果不变。(×) 15、合力一定大于分力。(×) 16、合力是分力的等效力系。(√) 17、当两分力的夹角为钝角时,其合力一定小于分力。(√) 18、力的合成只有唯一的结果。(√) 19、力的分解有无穷多种结果。(√) 20、作用力与反作用力是一对平衡力。(×) 21、作用在同一物体上的三个汇交力必然使物体处于平衡。(×) 22、在刚体上作用的三个相互平衡力必然汇交于一点。(√) 23、力在坐标轴上的投影也是矢量。(×) 24、当力平行于坐标轴时其投影等于零。(×) 25、当力的作用线垂直于投影轴时,则力在该轴上的投影等于零。(√) 26、两个力在同一轴的投影相等,则这两个力相等。(×) 27、合力在任意轴上的投影,等于各分力在该轴上投影的代数和。(√) 28、力可使刚体绕某点转动,对其转动效果的度量称弯矩。(×) 29、力臂就是力到转动中心的距离。(×) 30、在力臂保持不变的情况下,力越大,力矩也就越大。(√) 31、在力的大小保持不变的情况下,力臂越大,力矩就越小。(×) 32、力矩的大小与矩心位置无关。(×) 33、大小相等,方向相反,不共线的两个力称为力偶。(×) 34、在力偶中的力越大,力偶臂越大,力偶矩就越小。(×) 35、力偶不能用力来代替,但可以用力来平衡。(×) 36、力偶对物体的作用效果是转动和移动。(×) 37、力偶可以在作用平面内任意移动或转动而不改变作用效果。(√) 38、在保持力偶矩的大小和转向不变的情况下,可任意改变力偶中力的大小和力偶臂的长短,而不改变对刚体的转动效果。(√) 39、力偶矩的大小与矩心位置有关。(×) 40、若两个力偶中力的大小和力臂的长短相同,则两力偶对刚体的作用效果一定相同。(×) 41、力可以在物体上任意的平行移动,而不改变它对物体的作用效果。(×) 42、荷载是主动作用在结构上的外力。(√)

建筑力学基本知识(单选-多选)

单选题-建筑力学基本知识 1.柔索对物体的约束反力,作用在连接点,方向沿柔索( B )。 A.指向该被约束体,恒为拉力B.背离该被约束体.恒为拉力 C.指向该被约束体,恒为压力D.背离该被约束体,恒为压力 2.一个物体上的作用力系,满足( A )条件,就称这种力系为平面汇交力系。 A.作用线都在同一平面内,且汇交于一点 B作用线都在同一平面内.但不交于一点 C.作用线在不同一平面内,且汇交于一点 D.作用线在不同一平面内,且不交于一点 3.平面汇交力系合成的结果是一个( B )。 A.合力偶B.合力C.主矩D.主矢和主矩 4.某力在直角坐标系的投影为:Fx=3 kN,Fy=4 kN,此力的大小是( A )。 A.5 kN B.6 kN C.7 kN D.8 kN 5.平面汇交力系平衡的必要和充分条件是各力在两个坐标轴上投影的代数和( B )。A.一个大于0,一个小于0 B.都等于0 C.都小于0 D.都大于0 6.利用平衡条件求未知力的步骤,首先应( D )。 A.取隔离体 B.求解C.列平衡方程D.作受力图 7.只限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称( B )支座。A.固定铰B.可动铰C.固定端D.光滑面 8.平衡是指物体相对地球( D )的状态。 A.静止B.匀速运动C.圆周运动D.静止或匀速直线运动 9.一对大小相等、方向相反的力偶在垂直于杆轴的平面内产生的内力偶矩称为( B )。A.弯矩B.扭矩C.轴力D.剪力 10.下列( C )结论是正确的。 A.内力是应力的代数和B.应力是内力的平均值 C.应力是内力的集度D.内力必大于应力 11.下列关于一个应力状态有几个主平面的说法,合理的是( D )。 A.两个B.一般情况下有三个,特殊情况下有无限多个 C.无限多个D.最多不超过三个 12.以下不属于截面法求解杆件内力的步骤是( B )。 A.取要计算的部分及其设想截面B.用截面的内力来代替两部分的作用力 C.建立静力平衡方程式并求解内力D.考虑外力并建立力平衡方程式 13.构件在外荷载作用下具有抵抗变形的能力为构件的( B )。 A.强度B.刚度C.稳定性D.耐久性 14.通过杆件横截面形心并垂直于横截面作用的内力称为( C )。 A.弯矩B.剪力C.轴力D.扭矩 15.杆件的刚度是指( D )。 A.杆件的软硬程度B.杆件的承载能力 C.杆件对弯曲变形抵抗能力D.杆件抵抗变形的能力 16.平面弯曲梁中作用面与横截面垂直的内力偶矩称为( C )。 A.轴力B.剪力C.弯矩D.扭矩 17.弯曲试样的截面有圆形和矩形,试验时的跨距一般为直径的( A )倍。

建筑力学基础知识

建筑力学基础知识-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第1章建筑力学基础 1.1力的性质、力在坐标轴上的投影 1.1.1力的定义 力,是人们生产和生活中很熟悉的概念,是力学的基本概念。人们对于力的认识,最初是与推、拉、举、掷时肌肉的紧张和疲劳的主观感觉相联系的。 后来在长期的生产和生活中,通过反复的观察、实验和分析,逐步认识到,无论在自然界或工程实际中,物体机械运动状态的改变或变形,都是物体间相互机械作用的结果。例如,机床、汽车等在刹车后,速度很快减小,最后静止下来;吊车梁在跑车起吊重物时产生弯曲,等等。这样,人们通过科学的抽象,得出了力的定义:力是物体间相互的机械作用,这种作用的结果是使物体的机械运动状态发生改变,或使物体变形。 物体间机械作用的形式是多种多样的,大体上可以分为两类:一类是通过物质的一种形式而起作用的,如重力、万有引力、电磁力等;另一类是由两个物体直接接触而发生的,如两物体间的压力、摩擦力等。这些力的物理本质各不相同。在力学中,我们不研究力的物理本质,而只研究力对物体的效应。一个力对物体作用的效应,一般可以分为两个方面:一是使物体的机械运动状态发生改变,二是使物体的形状发生改变,前者叫做力的运动效应或外效应。后者叫做力的变形效应或内效应。 就力对物体的外效应来说,又可以分为两种情况。例如,人沿直线轨道推

小车使小车产生移动,这是力的移动效应;人作用于绞车手柄上的力使鼓轮转动,这是力的转动效应。而在一般情况下,一个力对物体作用时,既有移动效应,又有转动效应。如打乒乓球时,如果球拍作用于乒乓球的力恰好通过球心,只有移动效应;如果此力不通过球心,则不仅有移动效应,还有绕球心的转动效应。 1.1.2力的三要素 实践证明,力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点。这三者称为力的三要素。即: 1.力的大小力的大小表示物体间机械作用的强 弱程度,它可通过力的运动效应或变形效应来度量,在 静力学中常用测力器和弹性变形来测量。为了度量力的 大小,必须确定力的单位。本教材采用国际单位制,力 的单位是牛顿(N)或千牛顿(kN),N 1 。 10 kN3 2.力的方向力的方向表示物体间的机械作用具有方向性。它包含方 位和指向两层涵义。如重力“铅直向下”’“铅直”是指力的作用线在空间的方位,“向下”是指力沿作用线的指向。 3.力的作用点力的作用点是力作用在物体上的位置。实际上,当两 个物体直接接触时,力总是分布地作用在一定的面积上。如手推车时,力作用在手与车相接触的面积上。当力作用的面积很小以至可以忽略其大小时,就可以近似地将力看成作用在一个点上。作用于一点上的力称为集中力。

建筑力学与结构教案设计(一)

教案

构上的集中力或分布力系,如结构自重、家具及人群荷载、风荷载等。间接作用是指引起结构外加变形或约束变形的原因,如地震、基础沉降、温度变化等。 4.按照承重结构所用的材料不同,建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构和混合结构五种类型。 1.1.2建筑结构的功能 (1)结构的安全等级 表1.1 建筑结构的安全等级 安全等级破坏后果建筑物类型 一级很严重重要的房屋(影剧院、体育馆和高层建筑等) 二级严重一般的房屋 三级不严重次要的房屋 (2)结构的设计使用年限 表1.2结构的设计使用年限分类 类别设计使用年限(年)示例 1 5 临时性结构 2 25 易于替换的结构构件 3 50 普通房屋和构筑物 4 100 纪念性建筑和特别重要的建筑结构 (3)结构的功能要求 建筑结构在规定的设计使用年限应满足安全性、适用性和耐久性三项功能要求。(4)结构功能的极限状态举例讲解举例讲解

教案 授课题目 1.2 结构抗震知识授课时间 3.1 授课时数 2 授课方法讲授 教学目标掌握地震的类型及破坏作用,抗震设防分类、设防标准及抗震设计的基本要求 教学重点地震的破坏作用及抗震设防目标 教学难点地震的破坏作用及抗震设防目标 教学容、方法及过程附记 新课导入:1976年7月28日,在省、丰南一带发生了7.8级强烈地震, 这是我国历史上一次罕见的城市地震灾害,和市受到严重波及,地震破坏围 超过3万平方公里,有感围广达14个省、市、自治区,相当于全国面积的三分之一,这次地震的震中位于市区。 1.2.1地震的基本概念 (1)地震基本概念 1.地震俗称地动,是一种具有突发性的自然现象,其作用结果是引起地面的颠簸和摇晃。 2.地震发生的地方称为震源。 3.震源正上方的地面称为震中。 4.震中附近地面运动最激烈,也是破坏最严重的地区,叫震中区或极震区。 5.震源至地面的距离称为震源深度。 6.地震按其发生的原因,主要有火山地震、塌陷地震、人工诱发地震以及构造地震。 7.根据震源深度不同,又可将构造地震分为三种:一般把震源深度小于60Km的地震称为浅源地震;60~300Km称为中源地震;大于300Km成为深源地震。中国发生的绝大部分地震均属于浅源地震。举例讲解

江苏开放大学形成性考核作业建筑力学1

江苏开放大学 形成性考核作业学号 姓名 课程代码110011 课程名称建筑力学评阅教师 第 1 次任务 共 4 次任务

1.判断题(每小题表述是正确的在括号中打√,错误的在括号中打×) (1)投影方程建立与坐标原点位置有关。(×) (2)力矩方程建立与坐标原点位置有关。(×)(3)投影方程建立与坐标轴方向有关。(×)(4)平面平行力系可建立两个独立的平衡方程。(√) (5)平面汇交力系可建立两个独立的平衡方程。(√) (6)圆柱铰链和固定铰支座的约束力一定是两个未知因素。(×) (7)n个物体组成的物体体系在平面力系作用下,最多可建立3n个独立的平衡方程。(√) (8)能用平衡方程求解出所有未知因素的问题,称为静定问题。(√) (9)超静定问题无法能用平衡方程求解出所有未知因素。(√) (10)与一个平面平行力系相平衡的力,该力的作用线一定与则平行。(√) 2.单项选择题(在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内) (1)一个平面力系最多可建立( B)个独立的投影方程。 A.1 B.2 C.3 D. 4 (2)一个平面力系最多可建立( C )个独立的力矩方程。 A.1 B.2 C.3 D. 4 (3)约束力求出来为负值,说明( C)。 A.该力的大小值小于零 B.该力的方向与投影轴方向相反

C.该力的方向与受力图中所标的方向相反 D.该力的方向与投影轴方向相同 (4)一杆件两端由圆柱铰链与其他物体相联,中间无外力作用,杆件的未知量( B )。 A.1 B.2 C.3 D. 4 (5)一力离开原作用线,平移到物体新的位置,则物体( B )。 A.运动效应不变 B.移动效应不变 C.转动效应不变 D.所有效应不变 (6)求出的支座约束力要注明( C )。 A.数值B.数值和单位 C.数值、单位和方向D.数值和方向 (7)求出内部圆柱铰链的力一般要注明( C )。 A.数值B.数值和单位 C.数值、单位和方向D.数值和方向 (8)求出二力直杆的力一般要注明( D )。 A.数值B.数值和单位 C.数值、单位和方向D.数值、单位和是拉杆还是压杆 (9)求三铰刚架支座约束力,最简捷的方法,第一个研究对象是( C )。 A.左半个刚架 B.右半个刚架 C.整体 D.以上都不合适 (10)n个物体组成的物体体系中各物体均在平面平行力系作用下,最多可建立( D )个独立的平衡方程。 A.3n B.3n-1 C.2n-1 D.2n

《建筑力学与结构》学习指南

《建筑力学与结构》学习指南 1.课程简介 1.1课程性质 《建筑力学与结构》课程以力学知识为基础,学习结构和构件设计工作任务及相关知识与技能,是一门以培养学生的实际工作能力为目标的应用技术课程;是一门实践性较强,并且理论与实践联系非常紧密的应用技术课程。是工程监理专业的专业核心基础课,本课程以结构设计工作任务来组织相关知识与技能的学习,培养学生混凝土结构构件的设计计算能力、绘制与识读结构施工图能力。 本课程的前导课程有《建筑制图》、《建筑CAD》、《建筑构造》、《建筑材料等》,后续课程有土《力学与地基基础》、《建筑施工》、《建筑工程计量与计价》、《建筑抗震》、《建筑施工组织与管理》、《工程质量检验与验收》等。 1.2课程作用

本课程主要学习力学基本知识和建筑结构一般结构构件的计算方法和构造要求,通过学习让学生会设计混凝土结构和砌体结构常用构件,会绘制与识读混凝土结构施工图,同时培养学生具备对常见工程事故分析与处理的能力。为进一步学习建筑施工、工程质量检验与验收、建筑工程计量与计价等课程提供有关建筑结构的基本知识,为将来从事施工技术和管理工作奠定基础。 该课程是学生职业素质养成的重要平台。有利于对学生进行标准意识、规范意识、质量意识及态度意识的培养。此外,混凝土结构设计涉及到方案拟定、数据计算和绘图等诸多环节,可以为学生创造沟通、表达、协作的素养。 2学习目标 2.1能力目标: 具有对一般结构进行受力分析、内力分析和绘制内力图的能力;了解材料的主要力学性能并有测试强度指标和构件应力的初步能力;掌握构件强度、刚度和稳定计算的方法;掌握各种构件的基本概念、基本理论和构造要求,能进行各种结构基本构件的设计和一般民用房屋的结构设计,具有熟练识读结构施工图和绘制简单结构施工图的能力,并能处理解决与施工和工程质量有关的结构问题。 2.2知识目标 在整个教学过程中应从高职培养目标和学生的实际出发,重点

建筑力学基础

建筑力学基础 课程性质 《建筑力学》,主要介绍力学的基本公理与概念,平面杆件的变形和内力计算以及结构内力计算及结构受力分析等方面的知识。 建筑力学 第一章静力学 第一节静力学基本概念及公理 第二节约束和约束反作用力 第三节汇交力系 第四节力偶及力偶矩 第五节平面一般力系 第二章材料力学 第一节材料力学主要研究对象的几何特征 第二节杆件变形的基本形式 第三节变形的内力 第三章结构力学 第一节杆件结构力学的研究对象和任务 第二节杆件结构的计算简图 第三节平面杆件结构的分类 第四节体系的几何组成分析 第五节几何组成分析的步骤和举例第六节静定结构和超静定结构

第一章静力学 教学目标: 掌握静力学基本概念;了解约束和约束反作用力 第一节静力学基本概念及公理 静力学(statics )研究物体在力系作用下处于平衡的规律。 一、平衡的概念:平衡是指物体相对于地球静止或作匀速直线运动。 二、刚体的概念:刚体是在任何情况下保持其大小和形状不变的物体。 三、力的概念:力对物体的效应表现在物体运动状态的改变和变形。 力对物体的效应取决于以下三个要素:(1)力的作用点;(2)力的方向; (3)力的大小 在国际单位制中:力的大小的单位为牛顿(N)o目前工程实际中采用的工 程单位制,其力的单位为公斤(kgf)o 1 kgf=9.80665 N 四、静力学公理 (一)公理一(二力平衡公理) 作用于刚体上的两个力,使刚体处于平衡的必要与充分条件是:此两力大小相等、指向相反且沿同一作用线。 (二)公理二(加减平衡力系公理) 在作用于刚体上的任意一个力系中,加上或去掉任何一个平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用。此公理只适用于刚体,而不适用于变形体。 (三)公理三(力的平行四边形法则) 作用于物体上同一点的两个力,可以合成为作用于该点的一个合力,它的大小和方向由这两个力的矢量为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示(见下左图)。亦可用右下图所示的力三角形表示,并将其称为力三角形法则。合力R与分力F1、F2的矢量表达式为 R=F1+F2 (四)公理四(作用和反作用定律) 两物体间的相互作用力,总是大小相等,方向相反,作用线沿同一直线。力总是成对出现的。作用力与反作用力并非是作用在同一物体之上的,而是

广东自考03303建筑力学与结构大纲

附件1 省高等教育自学考试 《建筑力学与结构》(课程代码:03303)课程考试大 纲 目录 一、课程性质与设置目的 二、课程容和考核目标 第1章静力学基本知识 1.1静力学基本公理 1.2荷载及其分类 1.3约束与约束反力 1.4受力分析和受力图结构的计算简图 1.5力矩与力偶 1.6平面力系的合成与平衡方程 1.7平面力系平衡方程的初步应用 第2章静定结构的力计算 2.1平面体系的几何组成分析 2.2力平面静定桁架的力计算 2.3梁的力计算与力图 2.4静定平面刚架的力计算与力图 2.5三铰拱的力 2.6截面的几何性质 第3章杆件的强度与压杆稳定 3.1应力与应变的概念 3.2轴向拉伸(压缩)杆的应力与应变 3.3材料在拉伸和压缩时的力学性能 3.4材料强度的确定及轴向受力构件的强度条件 3.5梁的弯曲应力、梁的正应力、剪应力强度条件 3.6应力状态与强度理论

3.7组合变形 3.8压杆稳定 第4章静定结构的变形计算与刚度校核4.1结构的变形与位移 4.2二次积分法求梁的位移 4.3虚功原理单位荷载法计算位移 4.4刚度校核 第6章建筑结构及其设计基本原则 6.1建筑结构分类及其应用围 6.2建筑结构设计基本原则 第7章钢筋混凝土结构基本受力构件7.1钢筋混凝土材料的力学性能 7.2受弯构件正截面承载力 7.3受弯构件斜截面承载力计算 7.4受弯构件的其他构造要求 7.5受压构件承载力计算 7.6钢筋混凝土构件变形和裂缝的计算7.7预应力混凝土构件 第8章钢筋混凝土梁板结构 8.1现浇整体式单向板肋梁楼盖 8.2现浇整体式双向板肋梁楼盖 8.3楼梯 第10章地基与基础 10.1土的工程性质 10.2基础的类型及适用围 10.3浅基础设计 10.4桩基础设计 三、关于大纲的说明与考核实施要求 附录:题型举例

建筑力学知识点汇总(精华)

建筑力学知识点汇总(精华) 第一章概论 1.工程中习惯把主动作用于建筑物上的外力称为荷载。例如自重,风压力,水压力,土 压力等。(主要讨论集中荷载、均匀荷载) 2.在建筑物中,承受并传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。 3.结构按几何特征分:一,杆件结构。可分为:平面和空间结构。它的轴线长度远大于 横截面的宽度和高度。二,板壳结构。(薄壁结构)三,实体结构。 4.建筑力学要进行静力分析即由作用于物体上的已知力求出未知力。 5.强度指结构和构件抵抗破坏的能力,刚度指结构和构件抵抗变形的能力。稳定性指结 构和构件保持原有平衡状态的能力。 6.建筑力学的基本任务是研究结构的强度,刚度,稳定性问题。为此提供相关的计算方 法和实验技术。为构件选择合适的材料,合理的截面形式及尺寸,以及研究结构的组成规律和合理形式。 第二章刚体静力精确分析基础 1.静力学公理。一,二力平衡。(只适应于刚体,对刚体系统、变形体不适应。)二,加 减平衡力系。(只适应于刚体,对刚体系统、变形体不适应。)三,三力平衡汇交。 2.平面内力对点之矩。一,合力矩定理 3.力偶。性质:一,力偶对物体不产生移动效应,故力偶没有合力。它既不能与一个力 等效或平衡。二,任一力偶可在其作用面内任意移动。 4.约束:施加在非自由体上使其位移受到限制的条件。一般所说的支座或支承为约束。 一物体(如一刚性杆)在平面内确定其位置需要两个垂直方向的坐标和杆件的转角。 因此,对应的约束力是相对的。

约束类型:1、一个位移的约束及约束力。a)柔索约束。b)理想光滑面约束。C)活动(滚动)铰支座。D)链杆约束。2、两个位移的约束及约束力。A)光滑圆柱形铰链约束。B)固定铰支座约束。3、三个位移的约束及约束力。A)固定端。4、一个位移及一个转角的约束及约束力。A)定向支座(将杆件用两根相邻的等长、平行链杆与地面相连接的支座)。 第五章弹性变形体静力分析基础 1.变性固体的基本假设。连续性假设:固体材料的整个体积内毫无空隙的充满物体。均匀性假设:构件内各点处的力学性能是完全相等的。各向同性假设:构件内的一点在各个方向上的力学性能是相同的。线弹性假设:研究完全弹性体,且外力与变形之间符合线性关系。小变形假设。(几何尺寸的改变量与构件本身尺寸相比很微小。) 2.内力与应力原理 截面法求构件内力。截面法:1)在求内力的截面处,假想用一平面将构件截为两部分; 2)一般取受力较简单的部分为研究对象,将弃去部分对留下部分的作用用内力代替。按照连续性假设,内力应连续分布于整个切开的截面上。将该分布内力系向截面上一点(截面形心)简化后得到内力系的主矢和主矩,称它们为截面上的内力。3)考虑留下部分的平衡,列出平衡方程,求内力。 应力:内力的集度。 3.应变规律 变化的长度比上原长等于平均线应变。平均线应变的极限为线应变。 胡克定律:正应力与其相应的线应变成正比。(Б=Eз。E为弹性模量。) 第七章轴向的拉伸与压缩原理 1.拉压杆的应力。公式:Fn=БA。拉应力为正。在此应用到圣维南原理。(在求Fn时,

建筑力学重点及难点

本课程的主要任务 学习本课程,使学生掌握物体的受力分析、平衡条件及熟练掌握平衡方程的应用;掌握基本构件的强度、刚度和稳定性问题的分析和计算;掌握平面杆件结构内力和位移的计算方法。 终结性考核的要求 (1)答题时间:期末考试时间为90分钟。 (2)其它:学员考试时可带钢笔,铅笔,尺子,橡皮和计算器。 试题类型及分数 一、单项选择题(每小题3分,共计30分) 二、判断题(每小题2分,共计30分。将判断结果填入括弧,以√表示正确,以×表示错误) 三、计算题(共40分)静定桁架指定杆的内力计算(10分);单跨梁内力图(10分);三跨连续梁的力矩分配法(20分) 考核目的 通过本章的考核,旨在检验学生对静力学基本概念的掌握程度,以及对简单结构进行受力分析的熟练程度;检验学生对平面汇交力系掌握程度,了解其平衡问题;检验学生对平面一般力系的简化与平衡的掌握程度,了解有关摩擦的平衡问题。 考核知识点 (1)力、刚体和平衡的概念;约束、约束反力;隔离体与受力图。 (2)力矩,合力矩定理;力偶,力偶的性质;平面力偶系的合成与平衡。 (3)力在直角坐标上的投影;合力投影定理;平面汇交力系的合成与平衡。 (4)力的平移定理;平面一般力系的简化,主矢和主矩;(固定端约束与相应的约束反力)。 (5)平面一般力系的平衡;简单物体系统的平衡问题。 (6)▲滑动摩擦的概念;▲摩擦角;▲摩擦的平衡问题。 考核要求 (1)了解力、刚体和平衡的概念;掌握常见典型约束的性质及约束反力的确定;掌握物体和简单物体系统受力图的画法。

(2)理解力矩和力偶的基本概念及其性质;掌握平面问题中力对点之矩的计算;了解平面力偶系的合成与平衡; (3)掌握力在直角坐标轴上的投影;了解平面汇交力系的合成与平衡。 (4)理解平面一般力系的简化原理;了解平面一般力系向一点简化的方法;了解计算平面一般力系的主矢和主矩; (5)掌握求解单个物体的平衡问题;掌握求解简单物体系统的平衡问题。 (6)了解滑动摩擦的概念;了解摩擦角的概念;了解有摩擦的平衡问题。 考核要点 1、对于作用在物体上的力,力的三要素是大小、方向和作用点吗? 2、力对矩心的矩,是力使物体绕矩心转动效应的度量吗? 3、如果有n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2n个独立的平衡方程吗? 4、计算简图是经过简化后可以用于对实际结构进行受力分析的图形吗? 5、力系简化所得的合力的投影是否和简化中心位置有关,而合力偶矩和简化中心位置无关。 6、约束是阻碍物体运动的限制物吗? 7、力偶的作用面是指组成力偶的两个力所在的平面吗? 8、物体系统是否是指由若干个物体通过约束按一定方式连接而成的系统。 9、若刚体在二个力作用下处于平衡,则此二个力必大小相等,方向相反,作用在同一直线。 10、力偶可以在它的作用平面内任意移动和转动,而不改变它对物体的作用。 11、平面一般力系可以分解为一个平面汇交力系和一个平面力偶系。 12、由两个物体组成的物体系统,共具有6独立的平衡方程。 13、力偶对物体的转动效应,是否是用力偶矩度量而与矩心的位置无关。 2 静定结构基本知识 考核目的

建筑力学习题及答案1

判断 1.对于作用在刚体上的力,力的三要素是大小、方向和作用线。( √ ) 2.梁按其支承情况可分为静定梁和超静定梁。( √ ) 3.力偶的作用面是组成力偶的两个力所在的平面。( √ ) 4.如果有n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3个独立的平衡方程。( X ) 5.未知量均可用平衡方程解出的平衡问题,称为稳定问题;仅用平衡方程不可能求解出所有未知量的平衡问题,称为不稳定问题。( X ) 6.平面弯曲是指作用于梁上的所有荷载都在梁的纵向对称面,则弯曲变形时梁的轴线仍在此平面。( √ ) 7.应力是构件截面某点上力的集度,垂直于截面的应力称为剪应力。( X ) 8.在工程中为保证构件安全正常工作,构件的工作应力不得超过材料的许用应力[ σ ],而许用应力[f)是由材料的极限应力和安全因素决定的。( √ ) 9.压杆丧失了稳定性,称为失稳。(√ ) 10.折减系数甲可由压杆的材料以及柔度λ查表得出。( √ ) 11.在使用图乘法时,两个相乘的图形中,至少有一个为三角图形。( X ) 12.位移法的基本未知量为结构多余约束反力。( X ) 13.轴力是指沿着杆件轴线方向的力。( √ ) 14.桁架中力为零的杆件称为零杆。( √ )

15.无多余约束的几何不变体系组成的结构为静定结构。( √ ) 16、合力不一定比分力大。(∨) 17、平面图形的静矩与坐标系有关。(∨) 18、压杆的柔度越大,压杆的稳定性越差。(∨) 19、约束是限制物体自由度的装置。(∨) 20、约束反力的方向一定与被约束体所限制的运动方向相反。(∨) 21、力平移,力在坐标轴上的投影不变。(∨) 22、力偶在坐标轴上有投影。(×) 23、平面一般力系简化的结果是主矢和主矩,主矩的计算与简化中心无(×) 24、弯矩越大梁的弯曲应力也一定越大。(×) 25、力是由于外力作用构件引起的附加力。(∨) 二、选择题(本大题共15小题,每题2分,共30分) 1.固定端约束通常有( C )个约束反力。 (A)一(B)二(C)三(D)四 2.如右图所示结构为( A )。 A.几何瞬变体系 B. 几何可变体系 C.几何不变体系,无多余约束

建筑力学与结构总结

第四章楼梯 1.按结构形式及受力特点不同将楼梯分为梁式楼梯和板式楼梯。 2.阳台,雨篷,屋顶挑檐等是房屋建筑中常见的悬挑构件。 第五章抗震 1.地震按其成因可划分为四种:构造地震,火山地震,陷落地震和诱发地震。 2.根据震源深度d,构造地震可分为浅源地震(d<60km),中源地震(60km300km)。 3.地震波:地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播,这种波称为地震波。体波:在地球内部传播的行波称为体波。 面波:在地球表面传播的行波称为面波。 4.地震灾害会产生:地表破坏,建筑物的破坏和次生灾害。 5.地震震级:表示地震本身强度或大小的一种度量指标。 6.地震烈度:是指某一地区的地面和各种建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。 7.建筑抗震设防分类:《抗震规范》根据建筑使用功能的重要性,将建筑抗震设防类别分为以下四类: 甲类建筑:属于重大建筑工程和地震时有可能发生严重次生灾害的建筑。 乙类建筑:属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。 丙类建筑:属于甲,乙,丁类建筑以外的一般建筑。 丁类建筑:属于抗震次要建筑。 8.建筑抗震设防目标:“三水准,两阶段”第一水准:当遭受多遇的低于本地区设防烈度的地震影响时,建筑一般应不受到损坏或不需修理仍能继续使用。 第二水准:当遭受到本地区设防烈度的地震影响时,建筑可能有一定的损坏,经一般修理或不经修理仍能使用。 第三水准:当遭受到高于本地区设防烈度地震影响时,建筑不致倒塌或产生危机生命的严重破坏。 第一阶段设计:按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合盐酸结构构件的承载能力以及在小震作用下验算结构的弹性变形,以满足第一水准抗震设防目标的要求。 第二阶段设计:在大震作用下验算结构的弹塑性变形,以满足第三水准抗震设防目标的要求。 9.基底隔振技术的基本原理:建筑隔震技术的本质作用,就是通过水平刚度低且具有一定阻尼的隔震器将上部结构与基础或底部结构之间实现柔性连接,使输入上部结构的地震能量和加速度大为降低,并由此大幅度提高建筑结构对强烈地震的防御能力。在许多应用实例中,隔振器是安装在上部结构和基础之间的,因而又称其为基地地震。 10.隔震结构体系基本特征: A.隔震装置须具有足够的竖向承载力。B。隔震装置应具有可变的水平刚度。 C.隔震装置具有水平弹性恢复力。D。隔震装置具有一定的阻尼和效能能力。 第六章砌体结构设计 1.砌体结构的优点 1)与钢结构和钢筋混凝土结构相比,砌体结构材料来源广泛,取材容易,造价低廉,节约水泥和钢材 2)砌体结构构件具有承重和围护双重功能,且有良好的耐久性和耐火性,使用年限长,维修费用低。砌体特别是砖砌体的保温隔热性能好,节能效果明显。 3)砌体结构房屋构造简单,施工方便,工程总造价低,而且具有良好的整体工作性能,局部的破坏不致引起相邻构件或房屋的倒塌,对爆炸、撞击等偶然作用的抵抗能力较强。 4)砌体结构的施工多为人工砌筑,不需模板和特殊设备,可以节省木材和钢材,新砌筑的砌体上即可承受一定荷载,因而可以连续施工。 5)当采用砌块或大型板材做墙体时,可以减轻结构自重,加快施工进度,进行工业化生产和施工。 2.砌体结构的缺点 1)砌体结构自重大。一般砌体的强度较低,建筑物中墙、柱的截面尺寸较大,材料用量

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