建筑力学第二版 沈养中)教学资源第一章绪论.ppt

第1章 绪论,第1章 绪论,返回,【内容提要】 本章介绍结构的概念及其分类，建筑力学的研究对象和基本任务 【学习要求】 1. 了解结构的概念和结构的分类了解建筑力学的主要研究对象 2. 了解平衡状态和平衡力系等概念 3. 了解结构的静力分析、强度、刚度、稳定性和几何组成的概念了解建筑力学的基本任务§1－1 建筑力学的研究对象,§1－2 建筑力学的基本任务,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,目录,建筑力学在建筑、桥梁、交通、水利、运输、港口、航天、航空、机械、电力等部门有着广泛应用单击图片播放影片,第1章 绪论,全屏播放,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,§1－1 建筑力学的研究对象,1. 荷载、结构和构件的概念,荷载：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、土压力及车辆对桥梁的作用力等都属于荷载,结构和构件：在建筑物中承受和传递荷载而起骨架作用的部分或体系称为结构最简单的结构可以是一根梁或柱但往往一个结构是由多个结构元件所组成，这些结构元件称为构件（如图） 目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,由屋架、柱子、吊车梁、屋面板及基础等组成了工业厂房结构,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,杭州湾跨海大桥,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,北京故宫太和殿,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,三峡大坝,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,埃菲尔铁塔,比萨斜塔,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,巴黎凯旋门,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,美国白宫,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,万里长城,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,上海东海大桥,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,鸟巢,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,水立方,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,2. 结构的分类,工程中结构的类型是多种多样的，可按不同的观点进行分类。

1） 按几何特征分类,由杆件组成的结构称为杆件结构 杆件的几何特征是它的长度l远大于其横截面的宽度b和高度h横截面和轴线是杆件的两个主要几何因素，前者指的是垂直于杆件长度方向的截面，后者则为所有横截面形心的连线（如图）① 杆件结构,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,如果杆件的轴线为直线，则称为直杆 ；所有横截面都相同的直杆称为等直杆（图a）若为曲线，则称为曲杆（图b）目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,房屋框架,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,楼盖中主次梁,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,桥梁,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,钢筋混凝土屋架,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,② 板壳结构,由薄板或薄壳组成的结构称为板壳结构薄板和薄壳的几何特征是它们的长度l和宽度b远大于其厚度δ（如图）当构件为平面状时称为薄板；当构件为曲面状时称为薄壳板壳结构也称为薄壁结构目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,楼盖中的平板就是薄板,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,蓄水池是由平板和柱壳组成的板壳结构,蓄水池,储气罐,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,三角形折板结构,长筒壳结构,体育馆屋顶是薄壳结构,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,③ 实体结构,如果结构的长l、宽b、高h三个尺度为同一量级，则称为实体结构。

实体结构挡土墙,除了上面三类结构外，在工程中还会遇到悬索结构、充气结构等其它类型的结构三峡大坝,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,（2） 按空间特征分类,① 平面结构,凡组成结构的所有构件的轴线及外力都在同一平面内，这种结构称为平面结构目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,凡组成结构的所有构件的轴线及外力不在同一平面内，这种结构称为空间结构② 空间结构,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,实际结构都是空间的，但在计算时，根据其实际受力特点，有许多可简化为平面结构来处理，如图所示厂房结构（参看§2－4）但有些空间结构不能简化为平面结构，必须按空间结构来分析目录,,第1章 绪论\建筑力学的研究对象,3. 建筑力学的研究对象 在建筑工程中，杆件结构是应用最为广泛的结构形式杆件结构可分为平面杆件结构和空间杆件结构两类建筑力学的主要研究对象是杆件结构本书主要研究平面杆件结构目录,,第1章 绪论\建筑力学的基本任务,§1－2 建筑力学的基本任务,各种建筑物在正常工作时总是处于平衡状态所谓平衡状态是指物体相对于地球处于静止或作匀速直线运动的状态。

一般地，处于平衡状态的物体上所受的力不止一个而是若干个，我们把这若干个力总称为力系能使物体保持平衡状态的力系称为平衡力系平衡力系所必须满足的条件称为力系的平衡条件 结构在荷载作用下处于平衡状态，作用于结构及各构件上的外力构成了各种力系建筑力学首先要研究各种力系的简化及平衡条件根据这些平衡条件，可以由作用于结构上的已知力求出各未知力，这个过程称为静力分析静力分析是对结构和构件进行其他力学计算的基础目录,,第1章 绪论\建筑力学的基本任务,结构的主要作用是承受和传递荷载在荷载作用下结构的各构件内部会产生内力并伴有变形要使建筑物按预期功能正常工作，必须满足以下基本要求：,（1）结构和构件应具有足够的强度所谓强度是指结构和构件抵抗破坏的能力 （2）结构和构件应具有足够的刚度所谓刚度是指结构和构件抵抗变形的能力 （3）结构和构件应具有足够的稳定性所谓稳定性是指结构和构件保持原有平衡状态的能力 （4）构件必须按一定几何组成规律组成结构，以确保在预定荷载作用下，结构能维持其原有的几何形状目录,,构件的强度、刚度和稳定性，与其本身的几何形状、尺寸大小、所用材料、荷载情况以及工作环境等都有着非常密切的关系。

一般地，为构件选用较好的材料和较大的截面尺寸，那末强度、刚度和稳定性的要求是可以满足的，但是这样做可能造成材料的浪费和结构的笨重由此可见，结构的安全性与经济性之间是存在矛盾的建筑力学就是为解决这一对矛盾而形成的科学第1章 绪论\建筑力学的基本任务,综合上述，建筑力学的基本任务就是研究结构的强度、刚度和稳定性问题，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，以及研究结构的几何组成规律和合理形式，以确保安全和经济两方面的要求 建筑力学是建筑工程类专业的一门重要的技术基础课程，是研究建筑结构力学计算理论和方法的科学，也是从事建筑设计和施工的工程技术人员应具备的必不可少的基础理论。