建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu) 第5版 課件 項(xiàng)目2 分析結(jié)構(gòu)上的荷載

項(xiàng)目2分析結(jié)構(gòu)上的荷載建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務(wù)1分析荷載CONTENTS目錄荷載的概念01荷載的表達(dá)02荷載的分類03教學(xué)目標(biāo)1.培養(yǎng)通過(guò)力學(xué)思想和方法分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2.培養(yǎng)學(xué)生工匠精神、愛(ài)國(guó)主義精神、職業(yè)榮譽(yù)感。

1.能分析結(jié)構(gòu)上的荷載。2.能識(shí)別荷載的類型。

1.理解荷載的概念。2.掌握荷載的分類。知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)PART01荷載的概念1.荷載的概念荷載：建筑物的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在施工和使用過(guò)程中受到各種力的作用，其中，主動(dòng)使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力稱為主動(dòng)力。通常把作用于結(jié)構(gòu)上的主動(dòng)力稱為荷載，如結(jié)構(gòu)的自重，土壓力，風(fēng)、雪荷載等。PART02荷載的表達(dá)1.思考力是物體間的相互作用。2.荷載的表達(dá)改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。使物體發(fā)生變形。

力的三要素及表示法：力的大小、方向、作用點(diǎn)。AFPART03荷載的分類1.按作用形式分分集中荷載單位：KN分布荷載單位：KN/m、KN/m2

、KN/m31.按作用形式分分集中荷載：KN1.按作用形式分分均布線荷載KN/m1.按作用形式分分均布體荷載KN/m32.按作用性質(zhì)分分加載過(guò)程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件無(wú)速度的變化。靜荷載加載過(guò)程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件有速度的變化。動(dòng)荷載荷載是否會(huì)引起結(jié)構(gòu)的加速度改變。2.按作用性質(zhì)分分靜荷載2.按作用性質(zhì)分分動(dòng)荷載3.按荷載隨時(shí)間變異分分永久荷載：3.按荷載隨時(shí)間變異分分樓面可變荷載吊車荷載可變荷載：3.按荷載隨時(shí)間變異分分偶然荷載：山東日照石大科技石化有限公司發(fā)生液化烴球罐火災(zāi)爆炸事故

THANKS感謝聆聽(tīng)項(xiàng)目2分析結(jié)構(gòu)上的荷載建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務(wù)2力的基本公理CONTENTS目錄公理一01公理二02公理三03公理四04教學(xué)目標(biāo)1.培養(yǎng)通過(guò)力學(xué)思維和方法分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2.培養(yǎng)職業(yè)榮譽(yù)感和家國(guó)情懷。

1.能應(yīng)用平行四邊形公理畫(huà)出合力。2.能應(yīng)用二力平衡公理確定力的方向。3.能應(yīng)用三力平衡匯交定理解決實(shí)際工程問(wèn)題。

1.理解四個(gè)基本公理。2.理解三個(gè)重要推論。3.應(yīng)用基本公理解決問(wèn)題。知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)PART01

公理一力的平行四邊形公理1.公理一A

公理一：力的平行四邊形公理

作用于物體上任一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成為作用于同一點(diǎn)的一個(gè)力，

即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形

的對(duì)角矢來(lái)表示。F1F2R矢量表達(dá)式：R=F1+F2即，合力為原兩力的矢量和。2.思考FRAF2F1A(b)ABDF1Rα1(a)F3F4(a)F3DF1F1OF4F2

對(duì)作用于O點(diǎn)的多個(gè)力怎么合成呢？任選一點(diǎn)A，將力系中的各力依次首尾相連，最后從起點(diǎn)指向終點(diǎn)的有向線段就是該力系的合力。PART02

公理二二力平衡公理1.公理二ABFF

公理二：二力平衡公理：

作用在剛體上的兩個(gè)力使剛體平衡的充要條件是這兩個(gè)力的大小相等，方向相反，作用在同一直線上。

2.工程實(shí)例液壓桿3.二力構(gòu)件FAAFBB（a）ABFBFA（b）FBFAAB（c）FAFBBA（e）FAFB（d）BA

受兩個(gè)力作用平衡的構(gòu)件稱為二力構(gòu)件。PART03

公理三加減平衡力系公理1.思考分(b)(a)(c)FBABFFABFAF2.公理三分公理三：加減平衡力系公理

在作用于剛體的已知力系中，加上或減去任意的平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用效應(yīng)。3.推論1分推論1：力的可傳性原理

作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿其作用線移動(dòng)至剛體的任意點(diǎn)，不改變?cè)?duì)該力對(duì)剛體的作用效應(yīng)。==FAF2F1FABF1AB4.推論2分

當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下平衡時(shí)，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點(diǎn)，則第三力的作用線必定也通過(guò)這個(gè)點(diǎn)。F1F3R1F2A=證明：A3F1F2F3A3AA2A1推論2：三力平衡匯交定理PART04

公理四作用與反作用公理1.公理四公理四：作用和反作用公理

作用力和反作用力總是同時(shí)存在，兩力的大小相等、方向相反、沿著同一直線，分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上。2.思考神州十三號(hào)載人飛船

外太空拔河THANKS感謝聆聽(tīng)項(xiàng)目2分析結(jié)構(gòu)上的荷載建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務(wù)3力的投影及合力投影定理CONTENTS目錄力在坐標(biāo)軸上的投影01合力投影定理02教學(xué)目標(biāo)1.養(yǎng)成通過(guò)力學(xué)思想和方法分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2.提高學(xué)習(xí)能力和溝通能力。

1.能分析結(jié)構(gòu)中的各構(gòu)件荷載的投影。2.能用合力的投影定理求合力。

1.理解力的投影的概念。2.掌握力的投影的計(jì)算。3.掌握投影的應(yīng)用。知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)PART01力在坐標(biāo)軸上的投影1.投影的概念投影所在的平面叫做投影面照射光線叫做投影線投影面投影投影線

用光線照射物體，在某個(gè)平面（地面、墻壁等）上得到的影子叫做物體的投影我國(guó)古代的計(jì)時(shí)器日晷，就是根據(jù)日影來(lái)觀測(cè)時(shí)間的．2.投影的正負(fù)投影的正負(fù)規(guī)定：xyFabFxFyαa1b1從起點(diǎn)垂足A到終點(diǎn)垂足B如果與軸同向，投影為正；反向?yàn)樨?fù)。ABFxybaFxFyαb1a1BA3.投影的計(jì)算xyFabFxFyαa1b1ab=Fx=+Fcosαa1b1=Fy=FsinαAB投影的計(jì)算4.思考

思考：投影和分力有什么相同和不同之處？？xyFFyABFxFyαFxA1B1PART02合力投影定理1.合力投影定理力系的合力在任一軸上的投影，等于力系中各力在同一軸上投影的代數(shù)和。x2.思考已知合力求分力和已知分力求合力？THANKS感謝聆聽(tīng)項(xiàng)目2分析結(jié)構(gòu)上的荷載建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務(wù)4計(jì)算力矩CONTENTS目錄力矩的概念01力矩的性質(zhì)02力矩的計(jì)算03教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)力矩概念、性質(zhì)的學(xué)習(xí)應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2.提高協(xié)作能力，合作精神。

1.能判斷已知力是否產(chǎn)生力矩效應(yīng)。2.能計(jì)算力矩。3.能應(yīng)用合力矩定理。

1.復(fù)述力矩的概念。2.解釋力矩的性質(zhì)。3.闡述力矩計(jì)算公式。4.解釋合力矩定理。知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)PART01力矩的概念1.力矩的概念定義：力使物體繞一點(diǎn)或一個(gè)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)或有轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)的效應(yīng)，稱為力矩。力矩的表達(dá)：力矩的大小：力矩的單位：，力臂：矩心到力的作用線的垂直距離矩心：轉(zhuǎn)動(dòng)中心或選定的力矩計(jì)算參考點(diǎn)2.力矩的正負(fù)力矩的正負(fù)規(guī)定：使物體繞矩心逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正，順時(shí)針為負(fù)。PART02力矩的性質(zhì)1.性質(zhì)（1）、（2）、（3）（1）力矩的值與矩心位置有關(guān)，同一力對(duì)不同矩心，其力矩不同。（2）力

沿其作用線移動(dòng)時(shí)，力矩不變。（3）力的作用線通過(guò)矩心，力矩為零。2.性質(zhì)(4)（4）合力對(duì)平面內(nèi)任一點(diǎn)之矩等于各分力對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和，稱為合力矩定理。PART03力矩的計(jì)算例題分例2-3：如圖所示，剛架上作用力F，已知F=10kN，

°,試分別計(jì)算力對(duì)點(diǎn)A和點(diǎn)B的力矩。解：1）計(jì)算力對(duì)點(diǎn)A之矩，可直接按力矩的定義求得，即其中

，也可以根據(jù)合力矩定理，求得力F對(duì)點(diǎn)A的矩。由于

通過(guò)矩心A，故

，于是得2）計(jì)算力F對(duì)點(diǎn)B之矩，根據(jù)合力矩定理計(jì)算，即THANKS感謝聆聽(tīng)項(xiàng)目2分析結(jié)構(gòu)上的荷載建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務(wù)5計(jì)算力偶CONTENTS目錄力偶的概念01力偶的性質(zhì)02力的等效平移03教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)力矩概念、性質(zhì)的學(xué)習(xí)應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2.提高協(xié)作能力，合作精神。

1.能判斷已知力是否產(chǎn)生力偶效應(yīng)。2.能計(jì)算力偶。3.能對(duì)力進(jìn)行等效平移。

1.復(fù)述力偶的概念。2.解釋力偶的性質(zhì)。3.闡述力偶計(jì)算公式。4.解釋合力偶定理。5.理解力的等效平移。知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)PART01力偶的概念1.力偶的概念定義：平面內(nèi)一對(duì)等值、反向、且不共線的平行力，稱為力偶。力偶的表達(dá)：力偶的作用效果：純轉(zhuǎn)動(dòng)力偶的大?。河昧ε季囟攘?，力偶矩的表達(dá)：

或m力偶矩的大?。毫ε急郏憾ψ饔镁€間垂直距離力偶的單位：2.力偶的正負(fù)力偶的正負(fù)規(guī)定：使物體逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正，順時(shí)針為負(fù)。PART02力偶的性質(zhì)1.性質(zhì)（1）（1）力偶沒(méi)有合力。力偶在任一軸的投影為零力偶不能與一個(gè)力平衡力偶不能用一個(gè)力代替力偶可以與什么相平衡？思考：2.性質(zhì)（2）（2）力偶對(duì)其所在平面內(nèi)的矩恒等于力偶矩。力偶的作用效果決定于力偶中力的大小和力偶臂的長(zhǎng)短，與矩心位置無(wú)關(guān)。3.性質(zhì)（3）（3）同一平面內(nèi)的兩個(gè)力偶，只要其力偶矩（大小和方向）相等，則二者彼此等效。兩個(gè)推論：（1）力偶可以在其平面內(nèi)任意轉(zhuǎn)動(dòng)，而不改變它對(duì)剛體的作用效果。（2）只要力偶矩保