建筑力學(xué)第一章導(dǎo)論續(xù)-展示頁
2024-09-26 20:57本頁面
【正文】 種 內(nèi)力的基本作用，將施加在結(jié)構(gòu) 上的力傳遞給地球（基礎(chǔ)下的土 層），基礎(chǔ)給予結(jié)構(gòu)的則是作用 在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的反力。所有土木工程結(jié)構(gòu)，無論大小 .重輕 .厚薄 ,如大到數(shù)百米高層建筑 ,小致單層小木屋 ,無論整體還是任意局部，都處于荷載 ,支反力和內(nèi)力作用下的平衡狀態(tài) ,這些力構(gòu)成平衡力系 ,必滿足力的平衡條件 ,變形相容條件 ,力與變形之間滿足物理條件。 結(jié)構(gòu)是承受和傳遞力的承重骨架 ,可見一斑。 橋身在 荷載 (人 +重物 +橋身的重力 )作用下 產(chǎn)生 拉伸 、 壓縮 、 彎曲 、 剪切、 扭曲變形 ,在 橋身內(nèi)同步產(chǎn)生附加 內(nèi)力 ,直至把荷載傳至橋墩 ,最終傳給地基。現(xiàn)在橋身沒 有被鋸，受力后完好無損， 說明橋身還承受有 剪切力 。 思考：在外力作用下 ,全橋彎曲下垂，說明橋身承有內(nèi)力，橋身內(nèi)部的上下 承受什么力 ? 橋身兩端固定處 承受支反力 對任何一個土木工程的 結(jié)構(gòu) 而言，力有 外力 (荷載 、 支反力 )和 內(nèi)力 之分。當(dāng)力系合力為零時 ,稱物體處于 移動平衡狀態(tài) 。 力矩 ： 是力對物體產(chǎn)生繞某一軸轉(zhuǎn)動作用的物理量， 其大小等于力與力臂（ 力的作用線到該軸的垂直距離 ）的 乘積；力矩在土木工程中習(xí)稱 彎矩 。 ?建筑物與構(gòu)筑物都靜止于地面 力 ： 是一種物體之間 的 相互機(jī)械作用 ； 這種相互作用 有使物體改變原來形狀或改變運(yùn)動狀態(tài)的 效應(yīng) ； 力是既有 量值又有方向的 矢量 。 ? 物體在力系作用下既不移動 ?又不轉(zhuǎn)動稱為物體處于平衡 ?狀態(tài)。 剛體移動加轉(zhuǎn)動 ? 移動平衡 ： 對同一物體所有力之和為 0，即處于不移動的靜止平衡狀態(tài)。 建筑物及其結(jié)構(gòu)首先要處于平衡狀態(tài) 。 此時的力系稱為 平衡力系 ?；虬l(fā)生基本變形的復(fù)合變形 。 內(nèi)效應(yīng) (變形效應(yīng) ):力使物體大小 .形狀發(fā)生改變 。 外效應(yīng) (運(yùn)動效應(yīng) ):力使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變 。 實質(zhì)是物體與地球之間的萬有引力的近似值 。 可用矢量表示 。本節(jié)闡述土木工程中一些最基本的力學(xué)與結(jié)構(gòu)概念。 ?根據(jù)連續(xù)性假設(shè) ， 研究固體在受力狀態(tài)下的幾何關(guān)系 ? 力與變形間的物理關(guān)系 ? 現(xiàn)象：物體一受力就要發(fā)生變形 ； ? 采用一種關(guān)系式表達(dá)力與變形間的定量關(guān)系；一般以科學(xué)試驗為手段。物體或其中任何局部的受力，應(yīng)當(dāng)滿足靜力平衡條件。 建 筑 力 學(xué) 第一章 導(dǎo) 論 (續(xù) ) 主講教師 豐振儉 土木工程中的力學(xué)和結(jié)構(gòu)概念 力、力矩、力偶 、 平衡 外力、內(nèi)力和反力 荷載、作用和效應(yīng) 結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)失效 土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 ? 建筑力學(xué)的研究主線 力學(xué)要研究力和機(jī)械運(yùn)動 。 針對靜止于地面的建筑結(jié)構(gòu) ， 須研究三個條件 : ?靜力平衡條件 ?變形的幾何相容條件 ?力與變形間的物理條件 (本構(gòu)方程 ) 上述三條既是基本的研究主線 ， 也是本課程學(xué)習(xí)的核心 ? 受力分析及靜力平衡條件 研究物體受到什么力的作用 ?如何傳遞 ? 對處于平衡狀態(tài)的物體，整體平衡則任意局部一定平衡 。 ? 變形的幾何相容條件 ?連續(xù)性假設(shè) ， 固體不僅在受力前是均勻連續(xù)的 ， 受力后只要未發(fā)生破壞 ， 仍然應(yīng)當(dāng)是均勻連續(xù)的 ,幾何相容 。 建筑力學(xué)的研究主線 力、力矩、平衡 荷載 、反力和內(nèi)力 荷載、作用和效應(yīng) 結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)失效 土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 土木工程 要解決的關(guān)鍵問題是 建造 抵御自然或人為作用力的 空間和通道 ，就必然會遇到大量的力學(xué)和結(jié)構(gòu)問題。 結(jié) 構(gòu) 模 型 大 賽 建筑結(jié)構(gòu)計算機(jī)建模 ?土木工程中力和結(jié)構(gòu)的概念 1 .力、力矩和平衡 力是一種物體間有大小 .方向 .作用點的相互機(jī)械作用 。 重力：物體重量產(chǎn)生的作用力 ， 方向指向地球中心 ， 作用點在該物體的中心 。 ?力的作用效應(yīng) 移動 沿 平行移動 。 B 轉(zhuǎn)動 繞 Z軸轉(zhuǎn)動 。 基本變形有軸向伸長或壓縮 ,剪切 ,扭轉(zhuǎn) ,彎曲 。 A A 剛體平面移動 剛體轉(zhuǎn)動 桿件四種 基本變形 為便于初學(xué) ,僅限平面問題 X Y Z ?平衡的概念 :在力系作用下物體作勻速直線運(yùn)動或相對慣性系 (例如地面 )處于靜止?fàn)顟B(tài) ?？梢哉J(rèn)為 平衡狀態(tài)下的物體既不移動也不轉(zhuǎn)動 。 ? 力系概念 :一群力的總稱。 ? 力矩 （ Moment，土木中稱彎矩 ）： 力 力臂 =Fxh 轉(zhuǎn)動平衡 ： 對同一點所有力矩之和為 0，即處于不轉(zhuǎn)動的平衡狀態(tài)。土木工程中的各種建 ?筑物和構(gòu)筑物首先要滿足平 ?衡要求。 力的三要素 大小 .方向及作用點。 平衡 ： 力矩既可順時針方向轉(zhuǎn)動，也可按逆時針方向 轉(zhuǎn)動，當(dāng)兩個方向轉(zhuǎn)動效應(yīng)之和為零時，稱物體處于 轉(zhuǎn)動 平衡 狀態(tài) 。 當(dāng)兩種狀態(tài)同時出現(xiàn)則物體處于平衡狀態(tài)。 人體、重物的重力
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