于英建筑力學(xué)01-緒論課件

12024/2/1建筑力學(xué)緒論合肥鐵路工程學(xué)校機(jī)電教研室22024/2/1建筑力學(xué)緒論溫故知新學(xué)習(xí)探究知識(shí)強(qiáng)化課堂延伸提綱挈領(lǐng)一、建筑力學(xué)的研究對(duì)象二、建筑力學(xué)的任務(wù)三、建筑力學(xué)的學(xué)習(xí)意義32024/2/1本節(jié)課需要解決的問題:1、建筑力學(xué)是一門什么課？2、為什么要學(xué)習(xí)建筑力學(xué)？3、如何學(xué)好建筑力學(xué)？4、建筑力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)是什么？學(xué)習(xí)探究緒論42024/2/1建筑力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，它為土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工現(xiàn)場(chǎng)受力問題的解決提供基本的力學(xué)知識(shí)和計(jì)算方法。學(xué)習(xí)探究緒論52024/2/1先看一下我們身邊的事情：學(xué)習(xí)探究緒論62024/2/1再看一下我們身邊的工程案例：是什么原因造成了這樣大的裂縫？為什么裂縫的角度是近似于45度？學(xué)習(xí)探究緒論72024/2/1再看一下走鋼絲的表演：平衡桿為什么要設(shè)計(jì)得比較長(zhǎng)？在走鋼絲表演中起到什么作用？你真任性！I服了you！學(xué)習(xí)探究緒論82024/2/1起重機(jī)械此處的配重應(yīng)為多少?學(xué)習(xí)探究緒論92024/2/11999年1月4日，四川綦(qi)江彩虹橋在22名武警列隊(duì)訓(xùn)練跑過的時(shí)候突然發(fā)生倒塌，造成40人死亡（其中18名武警戰(zhàn)士、22名群眾）。四川綦江彩虹橋坍塌事故工程事故學(xué)習(xí)探究緒論102024/2/1四川綦江彩虹橋坍塌事故事故原因1、焊接結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)探究緒論112024/2/1四川綦江彩虹橋坍塌事故事故原因2、由于武警經(jīng)過時(shí)齊步走造成的共振...不管你信不信，反正我信了！學(xué)習(xí)探究緒論122024/2/1四川綦江彩虹橋坍塌事故事故原因3、劣質(zhì)工程材料學(xué)習(xí)探究緒論132024/2/1

1940年11月7日，美國(guó)華盛頓州塔科馬橋因風(fēng)振致毀。這一嚴(yán)重的橋梁事故，開始促使人們對(duì)懸索橋結(jié)構(gòu)的空氣動(dòng)力穩(wěn)定問題進(jìn)行研究。但由于當(dāng)時(shí)人們對(duì)柔性結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的動(dòng)力響應(yīng)的認(rèn)識(shí)還不深入，該橋的加勁梁型式極不合理（板式鋼梁），導(dǎo)致在中等風(fēng)速(19m/s)下結(jié)構(gòu)就發(fā)生破壞。美國(guó)塔科馬大橋風(fēng)毀事故學(xué)習(xí)探究緒論142024/2/1幸好在橋梁破壞之前封閉了交通。據(jù)說，在出事當(dāng)天，一位記者把車停在橋上，并把一條狗留在車內(nèi)。橋倒塌時(shí)，只有他本人跑到了橋臺(tái)處。當(dāng)?shù)氐膱?bào)紙以簡(jiǎn)潔的標(biāo)題對(duì)這場(chǎng)事故作了報(bào)道，“損失：一座橋、一輛汽車、一條狗”。10年以后，才開始重新修建塔科馬橋。仍采用懸索橋型式，但加勁梁改為桁架式。學(xué)習(xí)探究緒論152024/2/1

1998年6月3日，德國(guó)一列高速列車在行駛中突然出軌，造成100多人遇難身亡的嚴(yán)重后果。事后經(jīng)過調(diào)查，人們發(fā)現(xiàn)，造成事故的原因竟然是因?yàn)橐还?jié)車廂的車輪內(nèi)部疲勞斷裂而引起。從而導(dǎo)致了這場(chǎng)近50年來德國(guó)最慘重鐵路事故的發(fā)生。德國(guó)高速列車事故學(xué)習(xí)探究緒論162024/2/1

1995年6月29日下午，韓國(guó)首爾地標(biāo)——三豐百貨公司，成為一場(chǎng)恐怖浩劫的中心。在30秒內(nèi)，五層百貨大樓層層塌陷，導(dǎo)致501人被壓死。韓國(guó)三豐百貨大樓坍塌盛怒的韓國(guó)人追問：是什么造成韓國(guó)史上和平時(shí)期最慘重的災(zāi)難？學(xué)習(xí)探究緒論172024/2/1韓國(guó)三豐百貨大樓坍塌最初的設(shè)計(jì)為辦公樓，最終設(shè)計(jì)成一棟百貨大樓。這導(dǎo)致了很多承重柱被取消以騰出空間，安裝自動(dòng)扶梯。對(duì)廢墟的調(diào)查顯示，大樓的混凝土是由劣質(zhì)水泥和海水混合而成的。

“平板”結(jié)構(gòu)，樓面由厚厚的混凝土板構(gòu)成，支撐的混凝土墻柱將建筑物的重量下傳到地基。三豐百貨倒塌的元兇，是所謂的“貫穿剪力”。當(dāng)太細(xì)的柱子承受過多的重量，就會(huì)貫穿上方的天花板，如同手指戳破濕紙巾。學(xué)習(xí)探究緒論182024/2/1以上的這些問題都可以用一門學(xué)科加以解釋或解決，這就是建筑力學(xué)將力學(xué)原理應(yīng)用到實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)學(xué)習(xí)探究緒論192024/2/1一、建筑力學(xué)的研究對(duì)象建筑結(jié)構(gòu)是在建筑物或構(gòu)筑物中起骨架作用(承受和傳遞荷載)的主要部分。組成建筑結(jié)構(gòu)的基本部件稱為構(gòu)件。力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。建筑力學(xué)主要研究建筑物或構(gòu)筑物中的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。學(xué)習(xí)探究緒論202024/2/1(1)結(jié)構(gòu)的定義建筑物實(shí)景圖建筑物結(jié)構(gòu)圖去掉建筑圍護(hù)及裝飾部分等學(xué)習(xí)探究緒論212024/2/1(1)結(jié)構(gòu)的定義

在土木工程中，如房屋、橋梁、隧道、水壩等，用以支承荷載而起骨架作用的部分。

學(xué)習(xí)探究緒論222024/2/1板、梁柱

結(jié)構(gòu)由構(gòu)件組成。建筑工程中的構(gòu)件：一般有板、梁、柱、墻和基礎(chǔ)等。學(xué)習(xí)探究緒論232024/2/1結(jié)構(gòu)——建筑物中承受荷載并起骨架作用的部分。構(gòu)件——組成結(jié)構(gòu)的單個(gè)部件。學(xué)習(xí)探究緒論242024/2/1(2)荷載的定義結(jié)構(gòu)工作時(shí)承受的外力稱為荷載。學(xué)習(xí)探究緒論例如結(jié)構(gòu)自重(恒載),活荷載,積灰荷載,雪荷載,風(fēng)荷載。252024/2/1

在實(shí)際建筑中，無論是構(gòu)件、部件和零件，建筑力學(xué)中把它們統(tǒng)稱為“構(gòu)件”。構(gòu)件根據(jù)幾何特性又可分為桿、板、塊，其中桿是工程中最常見、最基本的構(gòu)件。構(gòu)件按幾何特征分為三類：結(jié)構(gòu)種類：桿件結(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu)、塊體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)探究緒論262024/2/1(3)結(jié)構(gòu)的分類桿件結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)由桿件組成，桿件的幾何特征是

橫截面尺寸要比長(zhǎng)度小得多。（細(xì)而長(zhǎng)）按幾何形狀分板殼結(jié)構(gòu)：也稱薄壁結(jié)構(gòu)

厚度比長(zhǎng)度和寬度小得多。（薄而寬）實(shí)體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)、寬、厚三個(gè)尺度大小相仿。學(xué)習(xí)探究緒論272024/2/1構(gòu)件桿件板殼實(shí)體學(xué)習(xí)探究緒論282024/2/1桿：細(xì)而長(zhǎng)（直桿和曲桿）（桿件結(jié)構(gòu)）學(xué)習(xí)探究緒論292024/2/1桿件結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)由桿件組成，桿件的幾何特征是橫截面尺寸要比長(zhǎng)度小得多。學(xué)習(xí)探究緒論世界最高的橋梁302024/2/1桿系結(jié)構(gòu)：

由若干桿件按照一定的方式連接起來組合而成的體系。桿件長(zhǎng)度尺寸與其截面高、寬兩個(gè)方向尺寸相比在5倍以上。學(xué)習(xí)探究緒論南浦大橋

主跨423m，1991年通車，是黃浦江上的第一座大橋312024/2/1板與殼：寬而薄，平面為板，曲面為殼。薄壁結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)探究緒論322024/2/1板與殼：寬而薄，平面為板，曲面為殼。薄壁結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)探究緒論332024/2/1板殼結(jié)構(gòu)：也稱薄壁結(jié)構(gòu)，厚度比長(zhǎng)度和寬度小得多。學(xué)習(xí)探究緒論342024/2/1塊：三個(gè)方向尺寸相近，為實(shí)體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)探究緒論352024/2/1實(shí)體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)、寬、厚三個(gè)尺度大小相仿。學(xué)習(xí)探究緒論362024/2/1長(zhǎng)江三峽工程實(shí)體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)、寬、厚三個(gè)尺度大小相仿。學(xué)習(xí)探究緒論372024/2/1桿件結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)探究緒論382024/2/1二、建筑力學(xué)的任務(wù)失穩(wěn)就是穩(wěn)定性失效，也就是受力構(gòu)件喪失保持穩(wěn)定平衡的能力。例如軸向受壓的細(xì)長(zhǎng)直桿當(dāng)壓力過大時(shí)，可能會(huì)突然變彎，失去穩(wěn)定平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)：建筑的結(jié)構(gòu)及組成結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件，都相對(duì)于地面保持著靜止?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)在工程上稱為平衡狀態(tài)。學(xué)習(xí)探究緒論392024/2/1二、建筑力學(xué)的任務(wù)1、在荷載作用下構(gòu)件不發(fā)生破壞，即應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度要保證構(gòu)件的正常工作，必須同時(shí)滿足三個(gè)要求：學(xué)習(xí)探究緒論2、在荷載作用下構(gòu)件所產(chǎn)生的變形在工程的允許范圍內(nèi)，即應(yīng)具有足夠的剛度3、承受荷載作用時(shí)，構(gòu)件在其原有形狀下應(yīng)保持穩(wěn)定，即應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性統(tǒng)稱為構(gòu)件的承載能力402024/2/1強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)抵抗破壞的能力

剛度是結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力

穩(wěn)定性是結(jié)構(gòu)保持原有平衡形態(tài)的能力

建筑力學(xué)的任務(wù)：是通過研究結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性；材料的力學(xué)性能；結(jié)構(gòu)的幾何組成規(guī)則，在保證結(jié)構(gòu)既安全可靠又經(jīng)濟(jì)節(jié)約的前提下，為構(gòu)件選擇合適的材料、確定合理的截面形狀和尺寸提供計(jì)算理論及計(jì)算方法。二、建筑力學(xué)的任務(wù)學(xué)習(xí)探究緒論412024/2/1

強(qiáng)度Strength

：結(jié)構(gòu)和構(gòu)件抵抗破壞的能力

使用過程中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件必須安全可靠，

不被破壞，有一定承載力學(xué)習(xí)探究緒論422024/2/1

工程中的強(qiáng)度問題假如比薩斜塔倒塌。。。4.75m學(xué)習(xí)探究緒論432024/2/1

工程中的強(qiáng)度問題學(xué)習(xí)探究緒論442024/2/1

工程中的強(qiáng)度問題

遼寧202國(guó)道熊岳大橋斷裂學(xué)習(xí)探究緒論452024/2/1

2007年8月1日，美國(guó)明尼蘇達(dá)州一座跨越密西西比河的大橋發(fā)生坍塌。事故造成13人死亡。破壞的實(shí)例學(xué)習(xí)探究緒論462024/2/1

工程中的強(qiáng)度問題上海蓮花13層倒樓學(xué)習(xí)探究緒論472024/2/1

剛度Stiffness：結(jié)構(gòu)和構(gòu)件抵抗變形的能力。

機(jī)械加工用的鉆床的立柱，如果強(qiáng)度不夠，就會(huì)折斷(斷裂)或折彎(塑性變形)；如果剛度不夠，鉆床立柱即使不發(fā)生斷裂或者折彎，也會(huì)產(chǎn)生過大彈性變形（圖中虛線所示為夸大的彈性變形），從而影響鉆孔的精度，甚至產(chǎn)生振動(dòng)，影響鉆床的在役壽命。學(xué)習(xí)探究緒論482024/2/1剛度問題橋面變形學(xué)習(xí)探究緒論492024/2/1

2007年8月13日下午，湖南鳳凰縣境內(nèi)鳳大公路堤溪段大橋突然垮塌。64人死亡，22人受傷。破壞的實(shí)例學(xué)習(xí)探究緒論502024/2/1

穩(wěn)定性Stability結(jié)構(gòu)和構(gòu)件保持原有平衡形態(tài)的能力

穩(wěn)定失效的例子多見于承受軸向壓力的工程構(gòu)件。

翻斗貨車的液壓機(jī)構(gòu)中的頂桿，如果承受的壓力過大，或者過于細(xì)長(zhǎng)，就有可能突然由直變彎，發(fā)生穩(wěn)定失效。壓桿學(xué)習(xí)探究緒論512024/2/1穩(wěn)定問題輸線塔整體失穩(wěn)學(xué)習(xí)探究緒論522024/2/1

河北一座在建報(bào)告廳由于支撐系統(tǒng)失穩(wěn)造成整體坍塌。學(xué)習(xí)探究緒論532024/2/12000年10月25日上午10時(shí)南京電視臺(tái)演播中心由于腳手架失穩(wěn)造成屋頂模板倒塌，死6人，傷34人。學(xué)習(xí)探究緒論542024/2/11、在施工中理解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的意圖與要求，保證工程質(zhì)量，避免發(fā)生工程事故。2.合理、經(jīng)濟(jì)的完成施工中的一些力學(xué)問題。3.保證工程的改進(jìn)措施施行。學(xué)習(xí)探究緒論三、建筑力學(xué)的學(xué)習(xí)意義552024/2/1

模板及支架深基坑支護(hù)起重機(jī)、橋梁

需要用力學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算的工程實(shí)例562024/2/1

需要用力學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算的工程實(shí)例572024/2/1

建筑力學(xué)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。

建筑力學(xué)課程簡(jiǎn)介為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工中受力問題提供基本的力學(xué)知識(shí)和計(jì)算方法。主要分析材料的力學(xué)性能和建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力、變形特點(diǎn)等問題?？己朔绞剑嚎疾閷W(xué)時(shí)：兩學(xué)期學(xué)習(xí)探究緒論582024/2/1第一章靜力學(xué)的基本概念第二章平面匯交力系第三章力矩·平面力偶系第四章平面一般力系第五章材料力學(xué)基本概念第六章軸向拉伸和壓縮第八章平面圖形的幾何性質(zhì)第七章剪切與扭轉(zhuǎn)第九章梁的彎曲第十章組合變形第十一章壓桿穩(wěn)定第十二章平面體系的幾何組成分析第十三章靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析第十四章靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算第十五章力法第十八章影響線靜力學(xué)材料力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)第十六章位移法第十九章結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算簡(jiǎn)介第十七章力矩分配法

緒論《建筑力學(xué)》（第三版）教材目錄592024/2/1關(guān)于課程的學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)探究緒論602024/2/1要求：保證出勤、認(rèn)真聽課課后復(fù)習(xí)、完成作業(yè)不懂就問、聯(lián)系實(shí)際學(xué)習(xí)探究緒論612024/2/1要求：保持課堂紀(jì)律，請(qǐng)勿打擾他人；認(rèn)真、按時(shí)按量、獨(dú)立完成作業(yè)；多次點(diǎn)名未到者及作業(yè)不交者，不能參加期末課程考試；不懂就問，講課中間有問題可舉手；學(xué)習(xí)探究緒論622024/2/1力學(xué)發(fā)展史簡(jiǎn)介學(xué)習(xí)探究緒論632024/2/1《時(shí)代周刊》——蘋果3次改變了世界但是現(xiàn)在——蘋果正第四次改變世界，你知道是什么嗎？學(xué)習(xí)探究緒論642024/2/1學(xué)習(xí)探究緒論652024/2/1AD1687《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》出版著名的牛頓三定律學(xué)習(xí)探究緒論662024/2/1狹義相對(duì)論對(duì)宇宙本性的兩個(gè)假設(shè)之一:所有慣性參照系中的物理規(guī)律是相同的假設(shè)你正在一架飛機(jī)上，飛機(jī)水平地以每小時(shí)幾百英里的恒定速度飛行，沒有任何顛簸。一個(gè)人從機(jī)艙那邊走過來，說：“把你的那袋花生扔過來好嗎？”你抓起花生袋，但突然停了下來，想道：“我正坐在一架以每小時(shí)幾百英里速度飛行的飛機(jī)上，我該用多大的勁扔這袋花生，才能使它到達(dá)那個(gè)人手上呢？”學(xué)習(xí)探究緒論672024/2/1墨子BC479~BC381力，刑之所以奮也F=ma

在力學(xué)上，墨子說：“力，刑之所以奮也?！保ā赌?jīng)》上）意思是說：力是物體發(fā)生運(yùn)動(dòng)的原因。有些科學(xué)家認(rèn)為，墨子給“力”的定義是牛頓第二定律的雛形。墨子對(duì)“力”的定義，也與近代物理學(xué)上的“力”的概念完全相同。墨子對(duì)杠桿原理是用“秤”為例來說明的。他把“秤”的提系處，作為“支點(diǎn)”，秤錘作為“力點(diǎn)”，秤鉤（或秤盤）作為“重點(diǎn)”。秤頭之物有所增減，秤尾之錘就應(yīng)左右移動(dòng)，才能獲得新的平衡。墨子已經(jīng)懂得“重”（力）、“秤頭”（重臂）、“秤尾”（力臂）之間存在的相互依存又相互制約的關(guān)系（《墨經(jīng)》下）。杠桿原理的原始形式，墨子已經(jīng)具備，這比公元前3世紀(jì)古希臘阿基米德的杠桿研究要先進(jìn)得多。學(xué)習(xí)探究緒論682024/2/1墨子BC479~BC381力，刑之所以奮也AD1687《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》出版著名的牛頓三定律你太有才了！學(xué)習(xí)探究緒論692024/2/1尚書·考靈曜地恒動(dòng)而人不知，譬如閉舟而行，不覺舟之遠(yuǎn)也I服了You!學(xué)習(xí)探究緒論702024/2/1地動(dòng)儀,東漢張衡制造，利用了力學(xué)中的慣性力理論學(xué)習(xí)探究緒論712024/2/1山西木塔,建于1056.這是現(xiàn)存最早的使用木材作為主要材料的高塔。

基于平衡的理論及材料的承載能力。學(xué)習(xí)探究緒論722024/2/1“工程力學(xué)走過了從工程設(shè)計(jì)的輔助手段到中心主要手段的過程，不是唱配角而是唱主角了”錢學(xué)森