房建实务的教材(无图版本).doc

工程力学与工程结构
一、内容提要
1A410000  房屋建筑工程技术
lA411000  工程力学与工程结构
1、1A411010  掌握杆件强度、刚度和稳定的基本概念
2、1A411020  掌握平面力系的平衡方程及杆件内力分析
3、1A411030  掌握主要工程结构的受力特点及应用
4、1A411040  熟悉常用房屋结构的形式、体系和受力特点
5、1A411050  了解建筑抗震基本知识
二、重点、难点
1、1A411010  掌握杆件强度、刚度和稳定的基本概念
2、1A411020  掌握平面力系的平衡方程及杆件内力分析
三、内容讲解
1A410000 房屋建筑工程技术
lA411000 工程力学与工程结构
1A411010 掌握杆件强度、刚度和稳定的基本概念
lA411011 杆件的基本受力形式
结构杆件的基本受力形式按其变形特点可归纳为以下五种:拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转。
1A411012 杆件强度的基本概念
结构杆件在规定的荷载作用下,保证不因材料强度发生破坏的要求,称为强度要求。
lA411013 杆件刚度的基本概念
结构杆件在规定的荷载作用下,虽有足够的强度,但其变形也不能过大,超过了允许的范围,也会影响正常的使用。限制过大变形的要求即为刚度要求。
梁的变形主要是弯矩所引起的,叫弯曲变形。剪力所引起的变形很小,可以忽略不计。
影响位移因素为:
(1)材料性能:与材料的弹性模量E成反比。
(2)构件的截面:截面越大惯性矩越大,与截面的惯性矩I成反比。
(3)构件的跨度:此因素影响最大。
lA411014 杆件稳定的基本概念
在工程结构中,受压杆件比较细长,受力达到一定的数值时,杆件突然发生弯曲,以致引起整个结构的破坏,这种现象称为失稳。因此受压杆件要有稳定的要求。
例题:下面关于压杆的四种计算长度(a、b、c、d)说法错误的是( )。
a、当柱的一端固定一端自由b、两端固定c、一端固定一端铰支d、两端铰支
A、当柱的一端固定一端自由时,压杆的计算长度最长
B、两端固定压杆的计算长度最小
C、一端固定一端铰支比两端铰支的计算长度小
D、一端固定一端自由比两端铰支的计算长度小
答案:D
1A411020 掌握平面力系的平衡方程及杆件内力分析
lA411021 力的基本性质
(1)力的作用效果
促使或限制物体运动状态的改变,称力的运动效果;促使物体发生变形或破坏,称力的变形效果。
(2)力的三要素
力的大小、力的方向和力的作用点的位置称力的三要素。
(3)作用与反作用原理
力是物体之间的作用,其作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,沿同一作用线相互作用。
(4)力的合成与分解
力的合成可用平行四边形法则。但是力的合成只有一个结果,而力的分解会有多种结果。
(5)约束与约束反力
工程结构是由很多杆件组成的一个整体,其中每一个杆件的运动都要受到相联杆件的限制或称约束。约束杆件对被约束杆件的反作用力,称约束反力。
lA411022 平面汇交力系的平衡方程及应用
(1)物体的平衡状态
物体相对于地球处于静止状态和等速直线运动状态,力学上把这两种状态都称为平衡状态。
(2)平衡条件
两个力大小相等,方向相反,作用线相重合,这就是二力的平衡条件。
(3)平面汇交力系的平衡条件
一个物体上的作用力系,作用线都在同一平面内,且汇交于一点,这种力系称为平面汇交力系。平面汇交力系的平衡条件是见图1A411022-2.
1A411023 力偶、力矩的特性及应用
(1)力矩的概念
力矩=力×力臂。力矩的单位是N·m。
(2)力矩的平衡
物体绕某点没有转动的条件是,对该点的顺时针力矩之和等于反时针力矩之和,即
称力矩平衡方程
(3)力矩平衡方程的应用
利用力矩平衡方程求杆件的未知力,见图1A411023-2
(4)力偶的特性
两个大小相等方向相反,作用线平行的特殊力系称为力偶,如图1A411023-3。力偶矩等于力偶的一个力乘力偶臂,即力偶矩的单位是N·m或kN·m。
(5)力的平移法则
作用在物体某一点的力可以平移到另一点,但必须同时附加一个力偶,如图1A411023-4
lA411024 用截面法计算单跨静定梁的内力
杆件结构可以分为静定结构和超静定结构两类。可以用静力平衡条件确定全部反力和内力的结构叫静定结构。
(1)梁在荷载作用下的内力
图1A411024-1为一简支梁。梁受弯后,上部受压,产生压缩变形;下部受拉,产生拉伸变形。V为1-l截面的剪力,l-1截面上有一拉力N和一压力N,形成一力偶M,此力偶称1-1截面的力矩。根