建筑力學(xué)第一章 緒論及基本概念

1、第 二 篇材料力學(xué)第一章第一章 緒論及基本概念緒論及基本概念 1- -1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)1- -2 材料力學(xué)與生產(chǎn)實踐的關(guān)系材料力學(xué)與生產(chǎn)實踐的關(guān)系1- -3 可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)1- -4 桿件的幾何特性桿件的幾何特性1- -5 桿件變形的基本形式桿件變形的基本形式建筑力學(xué)建筑力學(xué)建筑力學(xué)建筑力學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)建筑物承受各種作用的骨架。1- -1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)結(jié)構(gòu)由構(gòu)件組成。構(gòu)件構(gòu)件組成結(jié)構(gòu)的各個部件建筑力學(xué)建筑力學(xué)建筑力學(xué)建筑力學(xué)FFaFF鋼 筋b建筑力學(xué)建筑力學(xué)對構(gòu)件在荷載作用下正常工作的要求對構(gòu)件在荷載作用下正常工作的要求 1

2、. 具有足夠的強度荷載作用下不斷裂，荷載去除后不產(chǎn)生過大的永久變形(塑性變形)強度-在荷載作用下,材料構(gòu)件結(jié)構(gòu)抵抗斷裂和永久變形的能力.荷載未作用時塑形變形示例荷載作用下F荷載去除后建筑力學(xué)建筑力學(xué)塑形變形示例建筑力學(xué)建筑力學(xué)動畫荷載未作用時荷載作用下F建筑力學(xué)建筑力學(xué) 2. 具有足夠的剛度荷載作用下的彈性變形不超過工程允許范圍。剛度- 在荷載作用下,材料構(gòu)件結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力.建筑力學(xué)建筑力學(xué)鋼纜強度高，剛度差建筑力學(xué)建筑力學(xué)鋼纜強度高，剛度差彈性變形示例建筑力學(xué)建筑力學(xué)動畫 3. 滿足穩(wěn)定性要求對于理想中心壓桿是指荷載作用下桿件能保持原有平衡形態(tài)的能力。建筑力學(xué)建筑力學(xué)理想中心壓桿理想中心

3、壓桿建筑力學(xué)建筑力學(xué)動畫材料力學(xué)的任務(wù)： 1、研究構(gòu)件在荷載作用下的內(nèi)力、變形規(guī)律。 2、建立滿足強度、剛度、穩(wěn)定性要求的條件，為設(shè)計構(gòu)件提供計算方法。建筑力學(xué)建筑力學(xué) 在滿足上述強度、剛度和穩(wěn)定性要求的同時，須盡可能合理選用材料和降低材料消耗量，以節(jié)約投資。材料力學(xué)包含的兩個方面理論分析實驗研究測定材料的力學(xué)性能；解決某些不能全靠理論分析的問題建筑力學(xué)建筑力學(xué) 材料力學(xué)是隨生產(chǎn)的發(fā)展而建立的關(guān)于強度、剛度和穩(wěn)定性計算的理論。生產(chǎn)實踐科學(xué)實驗材料力學(xué)建筑力學(xué)建筑力學(xué)1- -2 材料力學(xué)與生產(chǎn)實踐的關(guān)系材料力學(xué)與生產(chǎn)實踐的關(guān)系趙州橋(石拱橋)595-605年建，充分利用石料的壓縮強度建筑力學(xué)建筑

4、力學(xué) 世界上現(xiàn)存最早、跨度最大的空腹式單孔圓弧拱石橋。位于河北省趙縣，跨洨水。原名安濟橋，俗稱大石橋。隋開皇十五年至大業(yè)元年(公元595605年)由匠人李春修建。凈跨 37.02 m，矢高7.23 m，橋面寬9 m。拱由28券(窄拱)并列組成。大拱券上兩端各建有兩個小拱(凈跨分別為2.85 m和3.81 m)，以減輕橋身自重和增大泄洪面積。由于橋位良好、基底應(yīng)力適宜，千余年來雖經(jīng)多次洪水和地震，橋身基本完好。該橋構(gòu)思精巧，造型穩(wěn)重，是世界橋梁史上的杰作。1961年定為全國重點文物保護單位。建筑力學(xué)建筑力學(xué)安瀾竹索橋(宋代)(1964年改為鋼纜承托的索橋)充分利用竹材的拉伸強度 安瀾索橋是國家重

5、點文物保護單位，安瀾索橋位于四川省都江堰市,又名“安瀾橋”、“夫妻橋”。全長240多公尺，飛架岷江南北，是古代四川西部與阿壩之間的商業(yè)要道，是藏、漢、羌族人民的聯(lián)系紐帶。相傳始建于李冰建都江堰的戰(zhàn)國末期，宋代時重建。歷史上這座橋曾毀壞過幾次，當(dāng)時的政府均馬上加以重修。這座橋原為一座竹索橋，現(xiàn)已改建成鋼索橋，只是表面進(jìn)行了仿竹木處理。全橋有九墩八孔，長340 m,寬1.4 m ，高13 m。通過實驗建立理論的初期通過實驗建立理論的初期伽利略(Galileo Galilei,15641642年) 1638年提出計算梁強度的公式(但結(jié)論不正確)建筑力學(xué)建筑力學(xué) 意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家。生于意大利北

6、部佛羅倫薩一個貴族的家庭。1581年入比薩大學(xué)學(xué)醫(yī)。主張研究自然界必須進(jìn)行系統(tǒng)的觀察和實驗，是近代實驗科學(xué)與機械唯物主義的奠基者之一。通過實驗，推翻了向來奉為權(quán)威的亞里士多德關(guān)于“物體下落的速度和重量成比例”的學(xué)說。還發(fā)現(xiàn)物體的慣性定律、擺振動的等時性、拋體運行定律，并確定了伽利略相對性原理，因而被認(rèn)為是經(jīng)典力學(xué)和實驗物理的先驅(qū)。建筑力學(xué)建筑力學(xué)胡克(HookeRobert,16351703年)1678年發(fā)表根據(jù)實驗得出的物理定律胡克定律 17世紀(jì)英國優(yōu)秀的物理學(xué)家和天文學(xué)家。他的成就是多方面的。在光學(xué)和引力研究方面僅次于牛頓，而作為科學(xué)儀器的發(fā)明者和設(shè)計者，在當(dāng)時是無與倫比的。 胡克根據(jù)彈簧

7、實驗的結(jié)果，于1678年得出了胡克定律，即在比例極限內(nèi)，彈性物體的應(yīng)力與應(yīng)變成正比。1- -3 可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè) 材料在荷載作用下都會產(chǎn)生變形尺寸改變和形狀改變可變形固體可變形固體。對可變形固體的基本假設(shè)：1. 連續(xù)性假設(shè)無空隙、密實連續(xù)。(1) 從受力構(gòu)件內(nèi)任意取出的體積單元內(nèi)均不含空隙； (2) 變形必須滿足幾何相容條件，變形后的固體內(nèi)既無“空隙”，亦不產(chǎn)生“擠入”現(xiàn)象。據(jù)此：建筑力學(xué)建筑力學(xué) 2. 均勻性假設(shè)各點處材料的力學(xué)性能相同。對常用工程材料，尚有各向同性假設(shè)。 3. 小變形假設(shè)構(gòu)件在承受荷載作用時，其變形與構(gòu)件的原始尺寸相比甚小，甚至可以略去不計。建筑力學(xué)建筑力學(xué)1- -4 桿件的幾何特性桿件的幾何特性直桿 曲桿主要幾何因素：橫截面、軸線建筑力學(xué)建筑力學(xué)1- -5 桿件變形的基本形式桿件變形的基本形式一、 軸向拉伸或軸向壓縮建筑力學(xué)建筑力學(xué)二、 剪切建筑力學(xué)建筑力學(xué)剪切變形建筑力學(xué)建筑力學(xué)動畫三、 扭轉(zhuǎn)建筑力學(xué)建筑力學(xué)扭轉(zhuǎn)變形建筑力學(xué)建筑力學(xué)動畫四、四、 彎曲 F1=F2時(從而亦有FA=FB)車軸的AB部分不受剪切純彎曲。 而車軸的外伸部分既受彎又受剪橫力