《建筑力學基礎》課件

《建筑力學基礎》PPT課件目錄CONTENTS引言建筑力學概述靜力學基礎材料力學基礎動力學基礎彈性力學基礎建筑力學應用實例01引言CHAPTER03主要內(nèi)容介紹建筑力學的基本原理、分析方法及應用01課程名稱《建筑力學基礎》02適用對象土木工程、建筑學等專業(yè)的學生課程簡介02030401課程目標掌握建筑力學的基本概念、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)學生對建筑結(jié)構(gòu)進行力學分析和設計的能力為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定基礎02建筑力學概述CHAPTER建筑力學的定義建筑力學是一門研究建筑結(jié)構(gòu)中力和運動關系的學科，旨在確保建筑物的安全、經(jīng)濟和適用。它涉及到建筑結(jié)構(gòu)在各種外力作用下的反應，包括靜力、動力、穩(wěn)定性和材料強度等方面。建筑力學是建筑設計中的重要基礎，它為建筑師和工程師提供了必要的理論支持和實踐指導。通過掌握建筑力學的基本原理和方法，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、方向和作用點三個要素。在建筑力學中，力主要關注的是靜力，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動的狀態(tài)。在建筑力學中，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，當外力去除后物體能夠恢復原狀的性質(zhì)；塑性則是指物體在外力作用下發(fā)生形變，當外力去除后物體不能恢復原狀的性質(zhì)。材料的彈性和塑性性質(zhì)對建筑結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性有重要影響。建筑力學的基本概念03靜力學基礎CHAPTER力的三要素分析力的大小、方向和作用點是決定力作用效果的關鍵，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，將一個力分解為兩個或多個分力，或由兩個分力合成一個力。力的平衡在同一條直線上的兩個力，如果大小相等、方向相反，則這兩個力平衡。力的分析平衡狀態(tài)的概念物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時，稱為平衡狀態(tài)。平衡條件的推導通過分析物體的受力情況，推導出平衡條件，即合力為零。平衡條件的實際應用在工程實踐中，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，描述了力對物體轉(zhuǎn)動作用的效應。力矩的概念對于一個處于平衡狀態(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、確定支點的反力等。力矩平衡的應用力矩和力矩平衡04材料力學基礎CHAPTER材料在外力作用下發(fā)生形變，外力消失后恢復原狀的性質(zhì)稱為彈性；而外力消失后不能恢復原狀，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。強度與塑性材料的韌性是指材料在受到外力沖擊時抵抗斷裂的能力。韌性材料的基本性質(zhì)拉伸、壓縮與彎曲當材料受到拉伸或壓縮作用時，會產(chǎn)生相應的拉應力和壓應力，從而引起材料的形變。拉伸與壓縮當材料受到垂直于其平面的力作用時，會產(chǎn)生彎曲變形，此時材料內(nèi)部會產(chǎn)生剪切應力。彎曲VS當材料受到相互垂直的兩個力作用時，會產(chǎn)生剪切變形，此時材料內(nèi)部會產(chǎn)生剪切應力。扭轉(zhuǎn)當材料受到繞其軸線的力作用時，會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，此時材料內(nèi)部會產(chǎn)生扭矩。剪切剪切與扭轉(zhuǎn)05動力學基礎CHAPTER質(zhì)點運動質(zhì)點運動學研究物體在空間的位置隨時間的變化關系。描述質(zhì)點運動的物理量有位移、速度和加速度。質(zhì)點和剛體的運動質(zhì)點的運動軌跡可以是直線、曲線或折線。質(zhì)點和剛體的運動01剛體運動02剛體運動學研究剛體在空間的位置和姿態(tài)隨時間的變化關系。03剛體運動具有不變形的特點，因此其運動分析可以簡化為對剛體質(zhì)心的運動分析。04描述剛體姿態(tài)的物理量有旋轉(zhuǎn)角度和角速度。質(zhì)點和剛體的運動動量、動量矩和動能01動量02動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量，等于物體的質(zhì)量與速度的乘積。動量具有矢量性，方向與速度方向相同。03動量、動量矩和動能在建筑力學中，動量用于分析結(jié)構(gòu)在沖擊載荷作用下的響應。010203動量矩動量矩是描述物體轉(zhuǎn)動狀態(tài)的物理量，等于轉(zhuǎn)動慣量與角速度的乘積。動量矩具有矢量性，方向與角速度方向垂直。動量、動量矩和動能動量、動量矩和動能在建筑力學中，動量矩用于分析結(jié)構(gòu)在扭矩作用下的響應。動能動能具有標量性，沒有方向。動能是描述物體運動能量的物理量，等于物體的質(zhì)量與速度平方的一半的乘積。在建筑力學中，動能用于分析結(jié)構(gòu)在沖擊載荷作用下的能量吸收能力。動量、動量矩和動能動力學基本定律牛頓第二定律牛頓第二定律是動力學的基本定律，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。在建筑力學中，牛頓第二定律用于分析結(jié)構(gòu)在力作用下的運動狀態(tài)和穩(wěn)定性。03在建筑力學中，動量定理用于分析結(jié)構(gòu)在沖擊載荷作用下的響應和破壞模式。01動量定理02動量定理表述為物體動量的變化等于作用力的沖量。動力學基本定律123動量矩定理動量矩定理表述為物體動量矩的變化等于外力矩的沖量。在建筑力學中，動量矩定理用于分析結(jié)構(gòu)在扭矩作用下的響應和穩(wěn)定性。動力學基本定律06彈性力學基礎CHAPTER物體受力作用時，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。應力和應變應變應力材料在彈性變形范圍內(nèi)，應力與應變之比，反映了材料抵抗變形的能力。彈性模量材料橫向應變與縱向應變之比，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。幾何方程描述了應力與應變之間的關系，是彈性力學的基本方程。物理方程彈性力學基本方程07建筑力學應用實例CHAPTER橋梁工程中的力學應用總結(jié)詞：橋梁工程中，建筑力學是關鍵因素，確保了橋梁的穩(wěn)定性、安全性和耐久性。詳細描述：在橋梁工程中，建筑力學應用廣泛。從橋墩設計到橋面鋪裝，都需要運用力學原理進行精確計算和實驗驗證。例如，橋梁的支撐結(jié)構(gòu)需要承受各種載荷，如車輛、風、地震等，通過力學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)的應力分布和變形情況，可以預測橋梁在不同載荷下的行為，從而采取相應的措施來提高其穩(wěn)定性。安全性評估：建筑力學還可以用于評估橋梁的安全性。通過模擬地震、風等自然災害對橋梁的影響，可以預測橋梁的抗震、抗風能力，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)模使其成為力學應用的典范，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)模使其成為力學應用的典范。高層建筑需要承受自身重量、風力、地震等載荷，因此，建筑力學在高層建筑設計中的作用至關重要。詳細描述高層建筑的結(jié)構(gòu)體系對其穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性具有重要影響。建筑力學可以幫助設計者選擇合適的結(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載荷非常大，因此，建筑力學在風載荷分析中發(fā)揮著重要作用。通過風洞實驗和數(shù)值模擬，可以確定風對高層建筑的載荷和作用力，從而采取相應的措施來提高其抗風能力。風載荷分析高層建筑中的力學應用總結(jié)詞地下工程中的力學應用涉及土壓力、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。地下工程中的力學應用涉及多個方面，如土壓力、水壓力和圍巖穩(wěn)定性等。這些因素對地下工程的穩(wěn)定性和安全性具有重要影響。在地下工程中，土壓力是關鍵因素之一。建筑力學可以幫助設計者分析土壓力的大小和分布，從而選擇合適的支護結(jié)構(gòu)形式和材料，確保土壓力在安全