《建筑力學(xué)基礎(chǔ)》課件

《建筑力學(xué)基礎(chǔ)》PPT課件目錄CONTENTS引言建筑力學(xué)概述靜力學(xué)基礎(chǔ)材料力學(xué)基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)基礎(chǔ)建筑力學(xué)應(yīng)用實(shí)例01引言CHAPTER03主要內(nèi)容介紹建筑力學(xué)的基本原理、分析方法及應(yīng)用01課程名稱《建筑力學(xué)基礎(chǔ)》02適用對(duì)象土木工程、建筑學(xué)等專業(yè)的學(xué)生課程簡介02030401課程目標(biāo)掌握建筑力學(xué)的基本概念、原理和分析方法了解建筑結(jié)構(gòu)在不同受力條件下的性能表現(xiàn)和安全要求培養(yǎng)學(xué)生對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析和設(shè)計(jì)的能力為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)02建筑力學(xué)概述CHAPTER建筑力學(xué)的定義建筑力學(xué)是一門研究建筑結(jié)構(gòu)中力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的學(xué)科，旨在確保建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)和適用。它涉及到建筑結(jié)構(gòu)在各種外力作用下的反應(yīng)，包括靜力、動(dòng)力、穩(wěn)定性和材料強(qiáng)度等方面。建筑力學(xué)是建筑設(shè)計(jì)中的重要基礎(chǔ)，它為建筑師和工程師提供了必要的理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。通過掌握建筑力學(xué)的基本原理和方法，可以更好地選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和材料，提高建筑物的安全性和穩(wěn)定性。建筑力學(xué)的重要性力力是物體之間的相互作用，它有大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素。在建筑力學(xué)中，力主要關(guān)注的是靜力，即物體在平衡狀態(tài)下的受力情況。平衡平衡是指物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。在建筑力學(xué)中，平衡的概念非常重要，它涉及到建筑物在各種外力作用下的穩(wěn)定性問題。彈性與塑性彈性是指物體在外力作用下發(fā)生形變，當(dāng)外力去除后物體能夠恢復(fù)原狀的性質(zhì)；塑性則是指物體在外力作用下發(fā)生形變，當(dāng)外力去除后物體不能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。材料的彈性和塑性性質(zhì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性有重要影響。建筑力學(xué)的基本概念03靜力學(xué)基礎(chǔ)CHAPTER力的三要素分析力的大小、方向和作用點(diǎn)是決定力作用效果的關(guān)鍵，需要明確指出。力的合成與分解通過平行四邊形法則或三角形法則，將一個(gè)力分解為兩個(gè)或多個(gè)分力，或由兩個(gè)分力合成一個(gè)力。力的平衡在同一條直線上的兩個(gè)力，如果大小相等、方向相反，則這兩個(gè)力平衡。力的分析平衡狀態(tài)的概念物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，稱為平衡狀態(tài)。平衡條件的推導(dǎo)通過分析物體的受力情況，推導(dǎo)出平衡條件，即合力為零。平衡條件的實(shí)際應(yīng)用在工程實(shí)踐中，利用平衡條件分析結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、承載能力等。平衡狀態(tài)分析力和力臂的乘積稱為力矩，描述了力對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)作用的效應(yīng)。力矩的概念對(duì)于一個(gè)處于平衡狀態(tài)的物體，其各力矩之和為零。力矩平衡的條件在工程中，利用力矩平衡分析結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、確定支點(diǎn)的反力等。力矩平衡的應(yīng)用力矩和力矩平衡04材料力學(xué)基礎(chǔ)CHAPTER材料在外力作用下發(fā)生形變，外力消失后恢復(fù)原狀的性質(zhì)稱為彈性；而外力消失后不能恢復(fù)原狀，且外形發(fā)生明顯改變的性質(zhì)稱為塑性。彈性與塑性材料的強(qiáng)度是指材料抵抗外力而不發(fā)生破壞的能力；塑性則是指材料在外力作用下產(chǎn)生不可逆的永久變形而不破壞的能力。強(qiáng)度與塑性材料的韌性是指材料在受到外力沖擊時(shí)抵抗斷裂的能力。韌性材料的基本性質(zhì)拉伸、壓縮與彎曲當(dāng)材料受到拉伸或壓縮作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，從而引起材料的形變。拉伸與壓縮當(dāng)材料受到垂直于其平面的力作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，此時(shí)材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力。彎曲VS當(dāng)材料受到相互垂直的兩個(gè)力作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生剪切變形，此時(shí)材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)當(dāng)材料受到繞其軸線的力作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，此時(shí)材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生扭矩。剪切剪切與扭轉(zhuǎn)05動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)CHAPTER質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究物體在空間的位置隨時(shí)間的變化關(guān)系。描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量有位移、速度和加速度。質(zhì)點(diǎn)和剛體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡可以是直線、曲線或折線。質(zhì)點(diǎn)和剛體的運(yùn)動(dòng)01剛體運(yùn)動(dòng)02剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)研究剛體在空間的位置和姿態(tài)隨時(shí)間的變化關(guān)系。03剛體運(yùn)動(dòng)具有不變形的特點(diǎn)，因此其運(yùn)動(dòng)分析可以簡化為對(duì)剛體質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)分析。04描述剛體姿態(tài)的物理量有旋轉(zhuǎn)角度和角速度。質(zhì)點(diǎn)和剛體的運(yùn)動(dòng)動(dòng)量、動(dòng)量矩和動(dòng)能01動(dòng)量02動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，等于物體的質(zhì)量與速度的乘積。動(dòng)量具有矢量性，方向與速度方向相同。03動(dòng)量、動(dòng)量矩和動(dòng)能在建筑力學(xué)中，動(dòng)量用于分析結(jié)構(gòu)在沖擊載荷作用下的響應(yīng)。010203動(dòng)量矩動(dòng)量矩是描述物體轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度的乘積。動(dòng)量矩具有矢量性，方向與角速度方向垂直。動(dòng)量、動(dòng)量矩和動(dòng)能動(dòng)量、動(dòng)量矩和動(dòng)能在建筑力學(xué)中，動(dòng)量矩用于分析結(jié)構(gòu)在扭矩作用下的響應(yīng)。動(dòng)能動(dòng)能具有標(biāo)量性，沒有方向。動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)能量的物理量，等于物體的質(zhì)量與速度平方的一半的乘積。在建筑力學(xué)中，動(dòng)能用于分析結(jié)構(gòu)在沖擊載荷作用下的能量吸收能力。動(dòng)量、動(dòng)量矩和動(dòng)能動(dòng)力學(xué)基本定律牛頓第二定律牛頓第二定律是動(dòng)力學(xué)的基本定律，表述為物體加速度的大小與作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。在建筑力學(xué)中，牛頓第二定律用于分析結(jié)構(gòu)在力作用下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和穩(wěn)定性。03在建筑力學(xué)中，動(dòng)量定理用于分析結(jié)構(gòu)在沖擊載荷作用下的響應(yīng)和破壞模式。01動(dòng)量定理02動(dòng)量定理表述為物體動(dòng)量的變化等于作用力的沖量。動(dòng)力學(xué)基本定律123動(dòng)量矩定理動(dòng)量矩定理表述為物體動(dòng)量矩的變化等于外力矩的沖量。在建筑力學(xué)中，動(dòng)量矩定理用于分析結(jié)構(gòu)在扭矩作用下的響應(yīng)和穩(wěn)定性。動(dòng)力學(xué)基本定律06彈性力學(xué)基礎(chǔ)CHAPTER物體受力作用時(shí)，單位面積上所承受的力，是描述物體受力作用狀態(tài)的一個(gè)物理量。物體受力作用后，其形狀、尺寸發(fā)生改變的量，是描述物體變形程度的物理量。應(yīng)力和應(yīng)變應(yīng)變應(yīng)力材料在彈性變形范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變之比，反映了材料抵抗變形的能力。彈性模量材料橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比，反映了材料在受力作用下的橫向變形特性。泊松比彈性模量和泊松比描述了物體在受力作用下的平衡狀態(tài)。平衡方程描述了物體受力作用后的變形規(guī)律。幾何方程描述了應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系，是彈性力學(xué)的基本方程。物理方程彈性力學(xué)基本方程07建筑力學(xué)應(yīng)用實(shí)例CHAPTER橋梁工程中的力學(xué)應(yīng)用總結(jié)詞：橋梁工程中，建筑力學(xué)是關(guān)鍵因素，確保了橋梁的穩(wěn)定性、安全性和耐久性。詳細(xì)描述：在橋梁工程中，建筑力學(xué)應(yīng)用廣泛。從橋墩設(shè)計(jì)到橋面鋪裝，都需要運(yùn)用力學(xué)原理進(jìn)行精確計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。例如，橋梁的支撐結(jié)構(gòu)需要承受各種載荷，如車輛、風(fēng)、地震等，通過力學(xué)分析可以確定最佳的結(jié)構(gòu)形式和材料選擇。橋梁的穩(wěn)定性：建筑力學(xué)在橋梁穩(wěn)定性方面發(fā)揮了重要作用。通過分析橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布和變形情況，可以預(yù)測(cè)橋梁在不同載荷下的行為，從而采取相應(yīng)的措施來提高其穩(wěn)定性。安全性評(píng)估：建筑力學(xué)還可以用于評(píng)估橋梁的安全性。通過模擬地震、風(fēng)等自然災(zāi)害對(duì)橋梁的影響，可以預(yù)測(cè)橋梁的抗震、抗風(fēng)能力，從而確保橋梁在極端情況下的安全性。高層建筑的高度和規(guī)模使其成為力學(xué)應(yīng)用的典范，確保了高層建筑的穩(wěn)定性和安全性?？偨Y(jié)詞高層建筑的高度和規(guī)模使其成為力學(xué)應(yīng)用的典范。高層建筑需要承受自身重量、風(fēng)力、地震等載荷，因此，建筑力學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的作用至關(guān)重要。詳細(xì)描述高層建筑的結(jié)構(gòu)體系對(duì)其穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要影響。建筑力學(xué)可以幫助設(shè)計(jì)者選擇合適的結(jié)構(gòu)體系，如框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等，以滿足高層建筑的特殊要求。結(jié)構(gòu)體系選擇高層建筑受到的風(fēng)載荷非常大，因此，建筑力學(xué)在風(fēng)載荷分析中發(fā)揮著重要作用。通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬，可以確定風(fēng)對(duì)高層建筑的載荷和作用力，從而采取相應(yīng)的措施來提高其抗風(fēng)能力。風(fēng)載荷分析高層建筑中的力學(xué)應(yīng)用總結(jié)詞地下工程中的力學(xué)應(yīng)用涉及土壓力、水壓力和圍巖穩(wěn)定性等方面，確保了地下工程的穩(wěn)定性和安全性。地下工程中的力學(xué)應(yīng)用涉及多個(gè)方面，如土壓力、水壓力和圍巖穩(wěn)定性等。這些因素對(duì)地下工程的穩(wěn)定性和安全性具有重要影響。在地下工程中，土壓力是關(guān)鍵因素之一。建筑力學(xué)可以幫助設(shè)計(jì)者分析土壓力的大小和分布，從而選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式和材料，確保土壓力在安全