建筑力学绪论

0.2 建筑 力学 的任
务
建筑力学的具体任务有以下几个方面。 （1）研究构件及其结构在荷载（或其他因素） 作用下的平衡问题。 （2）研究构件及其结构在荷载（或其他因素） 作用下的强度问题。 （3）研究构件及其结构在荷载（或其他因素） 作用下的刚度问题。 （4）研究构件的稳定性问题。 （5）研究结构的组成规律及其合理形式。
象
1）必须具有 足够的强度
要保证结构体或 构件安全可靠不失效 应满足要求
2）必须具有 足够的刚度
3）必须具有可 靠的稳定性
0.2 建筑 力学 的任
务
构件在满足安全性要求的 前提下，同时应满足经济性的 要求。建筑结构的组成构件受 力复杂、形状不一，但其材料、 截面形状都与安全性、经济性 有着密切的联系。
0.3 变形 固体 及其 基本 假设
2.各向同性假设
各向同性假设是指在变形固体内部各个方向上的 力学性质都相同。对于均匀的非金属材料而言，一般 都是各向同性的。对于由晶体组成的固体材料，每个 单一的晶体在不同方向上有不同的机械性质。当有无 数晶体杂乱无章地排列时，在宏观上并不显示出方向 上的差异。因此，可用统计平均的观点将它们看成各 向同性体。
0.4 杆件 变形 的基 本形
式ห้องสมุดไป่ตู้
2.剪切变形
图0-6中直杆发生的变形就是剪切变形，其受力特点 是：作用在构件两侧面上的横向外力的合力大小相等、方 向相反、作用线相距很近；其变形特点是两力间的横截面 发生相对错动。
0.4 杆件 变形 的基 本形
式
3.扭转变形
如图0-7所示为齿轮轴传动装置，其圆轴上 发生的变形主要为扭转变形。这种变形是由大 小相等、转向相反、作用面垂直于轴线的两个 力偶作用产生的。扭转变形的特点是杆轴上任 意两个横截面绕轴线相对转动，产生相对扭转 角。工程上承受扭转变形的构件很多，如汽车 的转向轴、机械传动轴等。
0.3 变形 固体 及其 基本 假设
1.均匀连续性假设
均匀连续性假设是指在假设变形固体内部没有 空隙、各处的性质完全相同。实际上固体物质的内 部分子结构并不均匀，而且存在着程度不同的缩孔 与缩松。但力学只从统计平均的宏观方面去考查变 形固体，忽略这些微小因素的影响，认为变形固体 的内部材料是密实和连续的，没有任何空隙。因此， 在研究变形固体内一些力学量和变形的关系时，可 以应用连续性函数。
学习目标
学习目标 1. 了解建筑力学的研究对象、任务和意义。 2. 掌握变形固体的基本假设。 3. 了解对建筑结构进行力学计算时的简化过程。
目录
0.1 建筑力学研究的对象 0.2 建筑力学的任务 0.3 变形固体及其基本假设 0.4 杆件变形的基本形式 0.5 学习建筑力学的意义
建筑物中能承受或传递荷载并起骨架作用 的物体及体系称为结构，结构中的每个组成部 分称为构件。如图0-1所示为一单层厂房结构， 其由梁、柱、屋架、基础等构件组成。
0.4 杆件 变形 的基 本形
式
0.4 杆件 变形 的基 本形
式
3.扭转变形
如图0-8所示，当杆受到与之轴线垂直的横向力作用 后，就会产生弯曲变形。其变形特点是杆轴线由直线变成 一条光滑连续曲线。建筑物中的横梁、刚架等的变形主要 就是弯曲变形。
0.4 杆件 变形 的基 本形
式
建筑力学是研究建筑结构的力学计算理论和方 法的一门学科。结构设计人员只有掌握了建筑力学 知识，才能对所要设计的结构进行正确的受力分析 和力学计算，以确保所设计出的结构既安全可靠又 经济合理。在实际的施工现场，要将设计图纸变成 实际的建筑物，需要做大量的工作。
象
（2）薄壁结构。薄壁结构也称板壳结构，它是厚度远比长度和 宽度小得多的薄板或薄壳组成的结构，如屋面板、楼面板等，如图 0-3所示。
0.1 建筑 力学 研究 的对
象
（3）实体结构。实体结构是长、宽、高三个方向尺寸相近的结 构，如桥墩、挡土墙、坝体等，如图0-4所示。
0.1 建筑 力学 研究 的对
0.4 杆件 变形 的基 本形
式
杆件在各种荷载作用下将产生各式各样的变形，但可以 把杆件的变形归纳为下列四种基本变形形式中的一种，或者 是某几种基本变形的组合变形。
拉伸或压缩变形
剪切变形
（1） （4） 弯曲变形
（2） （3）
扭转变形
0.4 杆件 变形 的基 本形
式
1.拉伸或压缩变形
当杆在两端受到大小相等、 方向相反、合力作用线与轴线 重合的一对力作用时，杆就产 生轴向拉伸或压缩变形，其变 形特点为杆件沿轴线方向伸长 或缩短。在图0-5所示的结构中， B点受到力的作用后，AB杆产生 轴向拉伸变形，而BC杆则产生 轴向压缩变形。
0.1 建筑 力学 研究 的对
象
0.1 建筑 力学 研究 的对
象
结构根据 几何形状
分类
1. 杆系结构 2. 薄壁结构 3. 实体结构
0.1 建筑 力学 研究 的对
象
（1）杆系结构。杆系结构由杆件组成。组成结构的杆件的几何 特征是横截面尺寸比长度小得多，如梁、柱、拱、桁架等，如图0-2 所示。
0.1 建筑 力学 研究 的对
0.3 变形 固体 及其 基本 假设
在建筑力学中，把长度方向的尺寸远大于横截 面尺寸的一类构件称为杆件，杆件中各横截面形心 的连线称为轴线，轴线为直线的杆件称为直杆；其 中，各横截面尺寸和形状相同的直杆称为等直杆； 轴线为曲线的杆件称为曲杆。杆件是结构体系中最 基本的构件，它在工程实际中大量存在，很多其他 形式的构件也可以简化为一根杆件或杆件的组合结 构来处理。
0.2 建筑 力学 的任
务
构件材料多种多样，性质也随之不同，但 在外力作用下，都会发生形状和尺寸的改变， 这是一个不可忽略的因素。在建筑力学中，对 同一个物体在不同研究范畴内应建立不同的力 学模型。忽略结构所发生的变形，即把研究对 象视为刚体，以简化问题的研究;当进行内力分 析时，由于需要考虑研究对象的变形规律，找 出变形和力之间的关系，并建立刚度条件，因 此把研究对象视为变形固体。
0.3 变形 固体 及其 基本 假设
3.小变形条件
构件在力作用下产生的变形可分为两种：一种 是弹性变形，其在外力消除后消失，构件能恢复原 样；另一种是塑性变形，其在外力消除后不能全部 消除，留有残余。一般情况下，构件受外力作用时， 既发生弹性变形又有塑性变形。但工程中的常用材 料，在荷载不超过一定范围时，塑性变形很小，可 忽略不计。只产生弹性变形的外力范围称为弹性范 围。材料力学所研究的是只限于构件在弹性范围内 发生的小变形问题。