内容简介
《建筑力学/普通高等教育“十三五”应用型规划教材》编写以应用为目的,以、够用为度,主要内括14个部分:静力学的基本概念面力系的简化衡、刚体系统面力系作用下衡、空间力系、轴向拉伸与压缩、扭转、梁的内力、梁的应力、梁的变形、应力应变分析和强度理论、组合变形、压杆稳定面静定结构及超静定结构内力计算。 《建筑力学/普通高等教育“十三五”应用型规划教材》不涉及高深的数学知识,通俗易懂,各章配有本章小结、课后思考与练助读者巩固所学知识并掌握其在工程实际中的相关应用。 《建筑力学/普通高等教育“十三五”应用型规划教材》除作为应用技术型院校土建类专业教材外,也可作为成人教育的土建类及相关专业的力学课程教材。还可以供相关的工程技术人员参考。
目录
0 绪论0.1 建筑力学的研究对象0.2 建筑力学的研究内容0.3 变形固体的基本假设0.4 外力及其分类1 静力学的基本概念1.1 力与力矩,力偶与力偶矩1.2 静力学公理1.3 约束与约束反力1.4 刚体的受力分析、受力图2面力系的简化衡2.1面力系面力偶系2.2 摩擦问题3 刚体系统面力系作用下衡3.1 静定与静不定系统的概念3.2 刚体系统面力系作用下衡4 空间力系4.1 空间力系的概念4.2 力在直角坐标轴上的投影4.3 力对轴之矩4.4 空间力系衡方程4.5 空行力系4.6 重心的确定5 轴向拉伸与压缩5.1 轴向拉伸与压缩的概念5.2 轴向拉伸或压缩时的应力及强度计算5.4 材料在压缩时的力学能5.5 轴向拉伸或压缩时的变形5.6 拉压超静定问题5.7 联接件的实用计算6 扭转6.1 扭转的概念及实例6.2 外力偶矩的计算6.3 扭矩、扭矩图6.4 薄壁圆筒的扭转、剪应力互等定理和剪切胡克定律6.5 圆轴扭转时的应力与强度条件6.6 圆轴扭转时的变形与刚度条件7 梁的内力7.1面弯曲的概念7.2 弯曲内力——剪力和弯矩7.3 剪力、弯矩方程和剪力、弯矩图7.4 荷载集度、剪力和弯矩间的微分关系及其应用7.5 用叠加法作弯矩图8 梁的应力8.1 概述8.2 梁面弯曲时横截面上的正应力及强度条件8.3 弯曲剪应力及强度校核8.4 梁的合理设计9 梁的变形9.1 概述9.2 挠曲似微分方程9.3 用积分法求挠度和转角9.4 用叠加法求挠度和转角9.5面弯曲梁的刚度校核10 应力应变分析和强度理论10.1 应力状态的概念10.2 二向应力状态分析10.3 三向应力状态的应力10.4 广义胡克定律10.5 强度理论11 组合变形11.1 组合变形的概念11.2 斜弯曲11.3 拉伸(压缩)与弯曲的组合11.4 弯曲与扭转的组合12 压杆稳定12.1 压杆稳定的概念12.2 细长压杆的临界力12.3 压杆的临界应图12.4 压杆的稳定计算12.5 提高压杆稳定的措施13面静定结构13.1面杆件结构的几何组成规律13.2 多跨静定梁13.3面静定刚架13.4面静定桁架13.5 三铰拱13.6 组合结构13.7 影响线13.8 影响线的应用13.9 结构的位移计算14 超静定结构内力计算14.1 超静定结构概述14.2 力法14.3 位移法14.4 力矩分配法14.5 应用举例附录I 截面图形的几何质1.1 静矩和形心1.2 惯矩、惯积和惯半径附录Ⅱ 型钢表参考答案参考文献
摘要与插图
0.pan>建筑力学的研究对象
建筑力学是将理论力学中的静力学、材料力学、结构力学等课程中的主要内容,依据知识自身的连续和相关,重新组织形成的力学知识体系。
建筑物中用于承受荷载、传递荷载并起骨架作用的物体或物体系统称为建筑结构,简称结构。组成结构的单个物体称为构件,根据构件的几何特征通常将结构分为三种类型:
(pan>)杆系结构一个方向的几何尺远大于另外两个方向的尺的构件称为杆件,由杆件组成的结构称为杆系结构,如梁、柱、屋架等都属于杆系结构。
(2)薄壁结构一个方向的几何尺远小于另外两个方向的尺的构件称为薄壁(又称为板或壳),由薄壁组成的结构称为薄壁结构,如屋面、墙面等都属于薄壁结构。
(3)实体结构三个方向的几何尺为同一个量级的构件称为块,由块组成的结构称为实体结构,如块式基础、挡土墙、堤坝等都属于实体结构。
建筑力学以杆系结构作为主要研究对象。
0.2建筑力学的研究内容
为使建筑结构、正常地工作且经济,建筑力学的内容主含以下几个部分:
(pan>)静力学基础研究物体的受力分析、力系简化衡的理论。
(2)内力分析研究静定结构内力的计算方法及其分布规律。
(3)构件的承载能力问题即强度、刚度、稳定问题。
①构件应有足够的强度,即要求构件在的外力作用下不发生破坏,即指构件在外力作用下抵抗破坏的能力。
②构件应有足够的刚度,即要求构件在的外力作用下所产生的变形(形状的变化)不超过正常工作允许的限度。所谓刚度是指构件在外力作用下抵抗变形的能力。
③构件应有足够的稳定,即要求构件在的外力作用下,不会突然改变原有的形状,以致发生过大的变形而导致破坏。所谓稳定即保持其原有衡状态的能力。
(4)超静定结构问题只应用静力衡条件不能确定超静定结构的支反力和t力,必须考虑结构的变形条件,补充方程才能求解。
0.3变形固体的基本假设
在建筑力学中将研究物体抽象化为两种计算模型:刚体模型和理想变形固体模型。刚体是指受力作用而不变形的物体。这是一神理想化的模型,实际上任何物体受力作用都会发生变形,但当分析问题时,物体变形与所研究的问题无关或对所研究的问题影响较小时,可以不考虑物体的变形,视为刚体,从而使研究的问题得到简化。
在物体变形这一因素不可忽略时,物体视为理想变形固体。所谓理想变形固体,是根据研究问题的主要方面,常常略去一些次要的因素,对可变形固体作出某些假设,将它抽象为理想的模型。对可变形固体作如下基本假设:
(pan>)均匀连续假设该假设认为,固体整个体积内部毫无空隙地充满着物质,而且物体内任何部分的力学质相同。从物质结构来说,组成固体的粒子之间并不连续,而且各个晶粒的力学质也并不相同。但晶粒之间的空隙与构件的尺相比微小,而且晶粒的排列错综复杂,从统计学的观点来看,这些空隙和非均匀可不考虑。根据该假设可将物体中的某些物理量当作位置的连续函数,从而可从物体中切取任一无限小的单元,在理论分析中应用极限、微分和积分等数学工具来研究,并将所得结果引用到物体的各个部分。
(2)各向同假设该偶设认为,因体在各个方向上的力学质相同。具有这种属的材料称为各向同材料。金属而言,每个晶粒在不同方向上的力学质并不相同,即具有方向。但金属物含许多晶粒,而且其排列很不规则,从统计学的观点来看,它们在各方向上的质基本相同。工程中还有各向异的材料,即材料在各方向上的力学质不同。例如,木材、拉拔过的钢丝等。
(3)小变形假设构件在外力作用下所引起的变形远小于构件的原始尺。在研究构件衡和运动时,可忽略变形的影响,而按构件变形前的尺来计算。
0.4外力及其分类
所谓外力,是指其他物体对所研究构件的作用。外括荷载和约束反力。
外力按其作用方式可分为体积力和表面力。体积力是分布在物体体积内的力,例如惯力和重力。表面力是分布在物体表面上的力,例如流体压力和接触力,它又可分为集中力和分布力。
荷载按其作用质可分为静荷载和动荷载。前者是指荷载缓慢地由零增加到值,以后保持不变或变动极不显著。例如物体在静止状态所受的重力,建筑物中的支柱、房梁在正常情况下所承受的荷载,均属静荷载。后者是指大小或方向间而变化的荷载,例如汽锤对工件的打击,物体振动时各部分所承受的荷载均属动荷载。由于材料在动荷载与在静荷载下的力学质大不相同,因此,在以后所讨论的问题中,应当十分重视荷载的质。
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