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1、2022/9/19建筑力學(xué)(B)總復(fù)習(xí)考試時(shí)間: 2015.6 考試地點(diǎn):注意: 帶好計(jì)算器, 鋼筆, 鉛筆, 尺子2022/9/19建筑力學(xué)(A1)剛體靜力學(xué) (理論力學(xué))(1- 3章)變形體靜力學(xué)(材料力學(xué))(5,6,8,9,10,12章)變形體靜力學(xué)(結(jié)構(gòu)力學(xué))(7,8,13,14章)2022/9/19掌握基本概念 建筑力學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容 強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性 剛體、變形固體及基本假設(shè) 連續(xù)性、均勻性、各向同性及彈性小變形 桿件變形的基本形式 軸向拉伸和壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲 荷載的分類研究平衡問題及求解內(nèi)力問題時(shí)的力學(xué)模型研究構(gòu)件的承載能力及超靜定問題時(shí)的力學(xué)模型2022/9/19(1)約
2、束與約束力 柔體約束、理想光滑面約束、理想鉸約束、光滑球鉸鏈、固定鉸鏈支座、滾動(dòng)鉸支座、鏈桿(連桿)約束、固定端約束、定向支座剛體靜力學(xué)(受力分析)2022/9/19(2)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖桿件、連接、支座、荷載、結(jié)構(gòu)體系(3)物體受力分析受力圖: 選研究對(duì)象取分離體; 先畫上主動(dòng)力 畫出約束反力 根據(jù)公理簡(jiǎn)化力。剛體靜力學(xué)(受力分析)2022/9/19 畫受力圖要注意的問題:(1)不要漏畫力;除重力、電磁力外,物體之間只有通過接觸才有相互機(jī)械作用力。接觸處必有力,力的方向由約束類型而定。(2)不要多畫力;力是物體間的相互機(jī)械作用,對(duì)受力體所受的每一個(gè)力,都應(yīng)明確指出它是哪一個(gè)施力體施加的。(3)不
3、要畫錯(cuò)力;反力必須嚴(yán)格按照約束類型來畫;注意作用力與反作用力的對(duì)應(yīng)。2022/9/19 畫受力圖要注意的問題:(4)受力圖上不能再帶約束。受力圖一定要畫在分離體上。(6)正確判斷二力桿,以及應(yīng)用三力匯交原理。(5)注意整體與局部一致;同一系統(tǒng)各研究對(duì)象的受力圖必須整體與局部一致,相互協(xié)調(diào)。對(duì)某一處的約束反力方向一旦設(shè)定,在整體、局部或單個(gè)物體的受力圖上要保持一致。2022/9/191、加減平衡力系公理推論1:力的可傳性原理2、力的平行四邊形法則3、 二力平衡公理 二力構(gòu)件/二力桿4、三力平衡定理5、作用與反作用公理剛體靜力學(xué)(靜力學(xué)公理)2022/9/19 概念:力對(duì)點(diǎn)的矩 力偶 力偶矩 力的
4、等效平移 平面匯交力系的合成與平衡條件 幾何法、解析法(投影法) 平面匯交力系有兩個(gè)獨(dú)立的平衡方程平面力偶系的合成與平衡條件兩個(gè)力偶的合成仍然為力偶,且1個(gè)獨(dú)立的平衡方程剛體靜力學(xué)(力系簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)知識(shí))2022/9/19第3章 平面任意力系簡(jiǎn)化與平衡方程 平面任意力系向一點(diǎn)的簡(jiǎn)化 平面任意力系的平衡方程3個(gè)獨(dú)立平衡方程 平面平行力系的平衡方程2個(gè)獨(dú)立平衡方程 物體系的平衡問題主矢主矩(與簡(jiǎn)化點(diǎn)無關(guān))(與簡(jiǎn)化點(diǎn)有關(guān))平衡對(duì)于分布載荷來說,其合力的大小等于分布載荷圖形的面積,合力作用線則通過該圖形的形心。物體系平衡 系統(tǒng)中每個(gè)剛體平衡2022/9/19剪切變形體靜力學(xué)(材料力學(xué))構(gòu)件(一維)拉桿壓
5、桿可能的變形軸向拉壓彎曲扭轉(zhuǎn)組合變形強(qiáng)度剛度強(qiáng)度剛度穩(wěn)定研究對(duì)象承載能力強(qiáng)度強(qiáng)度剛度強(qiáng)度剛度2022/9/19軸向拉伸與壓縮 外力 F 外力合力的作用線沿桿件軸線方向 內(nèi)力FN 軸力(離開截面為正)- 截面法求解 應(yīng)力及 強(qiáng)度條件 變形及 剛度條件 應(yīng)力、彈性模量及剪切模量的單位:1Pa=1N/m2 , 1MPa=106Pa , 1GPa=109Pa。桿系結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)變形圖解決三類問題2022/9/19剪切面 剪切 剪力 V 切應(yīng)力 擠壓 擠壓力 FC 擠壓應(yīng)力 擠壓截面聯(lián)接件的實(shí)用計(jì)算剪切2022/9/19扭轉(zhuǎn)內(nèi)容提要: 外力偶矩T: 內(nèi)力扭矩MT: 截面法, 注意正負(fù)號(hào)規(guī)定 應(yīng)力及 強(qiáng)度條件
6、變形及 剛度條件 注意單位換算:解決三類問題TTTT2022/9/19彎曲內(nèi)力內(nèi)容提要:剪力V 及彎矩M : 截面法, 注意正負(fù)號(hào)規(guī)定. 內(nèi)力圖中控制截面 (極值處,載荷變化處,梁端截面等)的數(shù)值必須標(biāo)明.內(nèi)力單位需注明.VVVVVV2022/9/19內(nèi)容提要:V ,M 及 q之間的微分關(guān)系q 向下為正x 向右為正注意:梁平衡微分方程彎曲內(nèi)力VV+dv2022/9/19內(nèi)容提要:彎曲正應(yīng)力及強(qiáng)度條件:彎曲切應(yīng)力及強(qiáng)度條件:計(jì)算中注意單位換算非對(duì)稱截面注意驗(yàn)算上下邊緣彎曲應(yīng)力VV2022/9/19內(nèi)容提要:與彎曲應(yīng)力計(jì)算有關(guān)的截面幾何性質(zhì)矩形截面圓形截面為抗彎截面模量彎曲應(yīng)力2022/9/19彎
7、曲變形內(nèi)容提要:撓度: 橫截面形心在垂直于梁軸方向的位移.轉(zhuǎn)角: 橫截面的角位移撓度與轉(zhuǎn)角的關(guān)系:撓曲線微分方程: 近似:撓曲線方程轉(zhuǎn)角方程積分法和疊加法V2022/9/19壓桿穩(wěn)定內(nèi)容提要: 粗短壓桿-強(qiáng)度破壞理想壓桿實(shí)際壓桿 -存在偶然偏心細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力:壓桿 中長(zhǎng)壓桿-彈塑性失穩(wěn)破壞細(xì)長(zhǎng)壓桿-彈性失穩(wěn)破壞兩端鉸支一固定一自由兩端固定一固定一鉸支材料性質(zhì)截面幾何性質(zhì)桿件幾何長(zhǎng)度長(zhǎng)度系數(shù)(桿端約束)壓桿的長(zhǎng)細(xì)比無量綱量2022/9/19壓桿穩(wěn)定內(nèi)容提要:臨界應(yīng)力總圖小柔度桿中柔度桿大柔度桿2022/9/19壓桿穩(wěn)定內(nèi)容提要: 壓桿穩(wěn)定計(jì)算 折減系數(shù)法或 穩(wěn)定安全系數(shù)法解決三類問題:(1)穩(wěn)定
8、性校核(2)確定承載力 (強(qiáng)度與穩(wěn)定)(3)截面設(shè)計(jì) (試算法)壓桿穩(wěn)定折減系數(shù):變形體靜力學(xué)(結(jié)構(gòu)力學(xué))平面結(jié)構(gòu)幾何組成分析體系若干桿件組成的桿件系統(tǒng)分類不變可變瞬變規(guī)則二元體兩剛片三剛片不變靜定超靜定變形體靜力學(xué)(結(jié)構(gòu)力學(xué))靜定結(jié)構(gòu)位移計(jì)算一、虛功原理力:滿足平衡位移:變形連續(xù)虛設(shè)位移虛位移原理(求未知力)虛功方程等價(jià)于平衡條件虛力原理(求未知位移)虛功方程等價(jià)于位移條件虛設(shè)力系二、=剛架、梁桁架支座移動(dòng)組合結(jié)構(gòu)、拱各項(xiàng)含義虛設(shè)廣義單位荷載的方法三、圖乘法求位移 =DPEIydxEIMMcw圖乘法求位移的適用條件yc的取法變形體靜力學(xué)(結(jié)構(gòu)力學(xué))力法力法的計(jì)算步驟(1)確定原結(jié)構(gòu)的超靜定次
9、數(shù),去掉多余聯(lián)系,得到一個(gè)靜定的基本結(jié)構(gòu),并以多余未知力代替相應(yīng)多余聯(lián)系的作用。(2)根據(jù)基本結(jié)構(gòu)在多余未知力和荷載共同作用下,在所去各多余聯(lián)系處的位移應(yīng)與原結(jié)構(gòu)各相應(yīng)位移相等的條件,建立力法的典型方程;(3)作出基本結(jié)構(gòu)的各單位內(nèi)力圖和荷載內(nèi)力圖,按求位移的方法計(jì)算典型方程中的系數(shù)和自由項(xiàng);(4)解典型方程,求出各多余未知力;(5)按分析靜定結(jié)構(gòu)的方法,由平衡條件或疊加法求得最后內(nèi)力。2022/9/19典型例題2022/9/19PRARDACBPD(a)(二力桿)RCRD(c)例:對(duì)如圖角架及其構(gòu)件進(jìn)行受力分析并作受力圖(不計(jì)桿的自重)。完成2022/9/19用荷載集度、剪力、彎矩的微分關(guān)系
10、求下列各梁的剪力圖和彎矩圖。解: (1)支座反力 (2)剪力圖 (3)彎矩圖V 圖M 圖2022/9/19根據(jù)梁的彎矩圖求其剪力圖和受力圖。 解: (1)由彎矩圖得剪力圖 (2)由剪力圖得受力圖 V 圖受力圖2022/9/19 如圖所示 梁為10號(hào)工字鋼,其抗彎截面模量許用應(yīng)力 。 桿是直徑 的圓截面鋼桿,其許用應(yīng)力 。試求: (1)許可載荷 ;(2)為提高此結(jié)構(gòu)的承載能力,可改變哪一根桿件的截面尺寸?多大的尺寸為宜?此時(shí)的許可載荷 又為多大?2022/9/19題型:(1)確定承載力 (2)截面設(shè)計(jì)及確定承載力解: (1)確定承載力步驟: 內(nèi)力及內(nèi)力圖 應(yīng)力及強(qiáng)度條件 確定承載力AB桿強(qiáng)度條件
11、: CD桿強(qiáng)度條件: M圖2022/9/19題型:(1)確定承載力 (2)截面設(shè)計(jì)及確定承載力解: (2)截面設(shè)計(jì)及確定承載力 結(jié)構(gòu)承載力由CD桿控制,為提高結(jié)構(gòu)承載能力,需增大CD桿的截面。使CD、AB均達(dá)到強(qiáng)度極限。此時(shí)載荷為: 由強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)CD桿截面:2022/9/19 用疊加法求圖示外伸梁外伸端的撓度和截面B的轉(zhuǎn)角。EI=常數(shù)。 2022/9/19 解:2022/9/19 矩形截面懸臂梁受載如圖,已知q=10kN,l=3m,f/l=1/250,=120MPa,E=200GPa,且h=2b,試求截面尺寸。 計(jì)算中注意單位換算2022/9/19 題型:截面設(shè)計(jì)同時(shí)考慮強(qiáng)度和剛度條件步驟: (1)內(nèi)力及內(nèi)力圖 (2)應(yīng)力及強(qiáng)度條件
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