建筑力學基礎課程簡介1課程目標掌握建筑力學的基本原理，并能將其應用于建筑結構的設計和分析。2課程內容包括力學基礎、靜力學、材料力學、結構分析等。3教學方法課堂講授、課后習題練習、實驗教學相結合。力學基本概念力力是物體之間的相互作用，可以使物體發生形變或改變運動狀態。質量質量是物體所含物質的多少，反映了物體抵抗運動狀態改變的能力。速度速度是物體位移變化率，描述物體運動快慢和方向。加速度加速度是速度變化率，描述物體運動速度變化快慢和方向。力與受力體系力物體之間相互作用的物理量，包含大小和方向，以矢量表示。受力體系對物體施加的力的集合，影響物體的運動或靜止狀態。力的分類集中力、分布力、表面力、體積力。力的分解與合成1平行四邊形法則兩個力的合力大小和方向2三角形法則兩個力的合力大小和方向3力的正交分解將一個力分解為相互垂直的兩個分力幾何性質面積平面圖形的面積是圖形所占空間的大小，常用平方米（m2）或平方厘米（cm2）表示。體積立體圖形的體積是圖形所占空間的大小，常用立方米（m3）或立方厘米（cm3）表示。慣性矩慣性矩是反映平面圖形或立體圖形抵抗彎曲和扭轉能力的物理量，常用米4（m4）或厘米4（cm4）表示。質心與重心質心幾何形狀的中心點，代表了形狀的平衡點。重心物體受重力作用下的平衡點，通常與質心重合。平面內靜力平衡合力為零作用在物體上的所有力的矢量和為零，物體保持靜止或勻速直線運動。合力矩為零作用在物體上的所有力的力矩矢量和為零，物體不會發生轉動。平衡方程根據靜力平衡條件，可以建立平衡方程，求解未知力或約束力。結構支座反力支座是結構的支撐點支座反力是結構對支座的作用力反力使結構保持靜力平衡受力分析1識別外力確定作用在結構上的所有外部載荷，例如重力、風力、地震力等。2繪制受力圖用箭頭表示作用力的大小和方向，并標注力的大小和作用點。3分析內部力根據外力作用，分析結構內部的應力、剪切力、彎矩等。軸向拉壓拉伸在軸向拉力作用下，構件的截面會發生拉伸變形，材料內部產生拉應力。壓縮在軸向壓力作用下，構件的截面會發生壓縮變形，材料內部產生壓應力。剪切力定義剪切力是指作用在物體表面上，使物體沿該表面發生相對滑動的力。方向剪切力平行于物體表面，并與物體表面相切。作用剪切力會導致物體發生變形，例如剪切變形或扭轉變形。彎曲正應力概念彎曲正應力是指由于彎矩作用在橫截面上產生的正應力。公式σ=M/Z，其中σ為彎曲正應力，M為彎矩，Z為截面模量。分布彎曲正應力沿截面高度呈線性分布，最大值出現在最外層纖維。彎曲切應力切應力分布彎曲切應力在橫截面上呈拋物線分布，最大值出現在中性軸上，并向截面邊緣逐漸減小。影響因素彎曲切應力的大小取決于橫截面的形狀、材料性質以及彎矩的大小。重要性對于薄壁構件，彎曲切應力可能成為主要應力形式，需要進行特殊的設計考慮。組合應力疊加效應組合應力是由多種應力類型共同作用產生的，例如拉伸和彎曲、剪切和扭轉等。復雜分析需要考慮多種應力成分的相互作用，以評估結構的整體承載能力。安全設計設計時需充分考慮組合應力的影響，以確保結構的安全性和可靠性。實用材料屬性材料的強度是指材料抵抗破壞的能力，如抗壓強度、抗拉強度等。材料的剛度是指材料抵抗變形的能力，用彈性模量表示。材料的延展性是指材料在斷裂前能夠承受較大形變的能力。應力與應變關系1彈性階段材料在受力后發生形變，卸載后能恢復原狀。應力與應變成線性關系。2屈服階段材料的應力與應變不再成線性關系，出現明顯的塑性形變。3強化階段材料繼續變形，應力繼續上升，但變形速度加快。4頸縮階段材料的斷裂發生在材料最薄弱的地方，形成一個頸縮部位，直到斷裂。結構形式鋼結構高強度，抗震性能好，易于拆裝混凝土結構耐火，耐久，成本低，應用廣泛木結構可再生，環保，施工速度快直桿結構受力分析1定義桿件受力特點2受力方式軸向拉壓、彎曲、剪切3分析方法內力、應力、應變直桿結構是指結構中主要的受力構件為直桿的結構，直桿結構受力分析是建筑力學中的核心內容，理解直桿結構的受力特點、分析方法和計算過程，是學習建筑力學的基礎。結構總體均衡條件1力的平衡所有外力的合力為零，確保結構處于靜止狀態。2力矩平衡所有外力矩的合力矩為零，保證結構不會發生旋轉。3穩定性結構在受到外力作用后，能夠保持其原始形狀和位置的穩定性。結構穩定性分析穩定性結構能夠承受外力和保持其形狀的能力。影響因素結構的形狀、材料、尺寸、支撐條件和荷載。分析方法計算方法、模型實驗、現場監測。結構的極限承載能力抗壓能力結構在承受壓力時能夠承受的最大負荷。抗拉能力結構在承受拉力時能夠承受的最大負荷。抗彎能力結構在承受彎曲力矩時能夠承受的最大負荷。抗剪能力結構在承受剪切力時能夠承受的最大負荷。靜定結構計算1平衡方程力矩平衡2支座反力結構支座反力3內力計算應力分析應力與截面應力是作用于物體截面上的外力。截面是物體內部的橫截面，通常用于計算應力。應力與截面面積成反比，即應力越大，截面面積越小。復雜截面的計算組合截面將不同材料或形狀的截面組合在一起，以提高強度和剛度。空心截面減輕重量，提高結構效率，但需注意強度和穩定性。非對稱截面用于特殊結構設計，需考慮應力分布和平衡。受彎構件的設計1彎矩計算首先要根據外力作用和結構形式計算出構件的彎矩，這是設計受彎構件的關鍵。2材料強度然后，需要考慮所選材料的強度和彈性模量，來確定構件的尺寸和截面形狀。3安全系數最后，要根據安全系數進行設計，確保構件能夠安全可靠地承受預期的彎矩。受剪構件的設計1剪切強度確定構件抵抗剪切力的能力，確保其不會因剪切力而破壞。2剪切變形控制構件在剪切力作用下的變形，防止過度變形影響結構整體性能。3疲勞強度評估構件在反復剪切力作用下的耐久性，確保其能承受長期使用。受壓構件的設計柱子承受建筑物垂直荷載的主要構件墻體承重墻承擔來自樓板和屋頂的壓力基礎將建筑物荷載傳遞到地基的基座受組合作用的構件設計復雜性受組合作用的構件設計通常涉及多種載荷類型，例如彎矩、軸力和剪力。應力分析必須對不同應力分量的相互影響進行細致分析，以確保構件的安全性和耐久性。優化設計優化設計是必要的，以最大限度地利用材料，并減少材料成本和結構重量。結構可靠性理論概率論方法運用概率論和