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1、绪绪 论论 一、建筑力学的研究对象、内容及任务一、建筑力学的研究对象、内容及任务 1.建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 建筑物是由基本构件组成的，常见的构件有梁、楼板、墙建筑物是由基本构件组成的，常见的构件有梁、楼板、墙柱、基础、屋架等。其中许多构件的用途是构成建筑物中的柱、基础、屋架等。其中许多构件的用途是构成建筑物中的骨架，并承受和传递各种荷载作用。骨架，并承受和传递各种荷载作用。 我们将建筑物中支承荷载起骨架作用的部分称为结构。按我们将建筑物中支承荷载起骨架作用的部分称为结构。按其构件的几何性质可分为以下三种。其构件的几何性质可分为以下三种。 (1)杆系结构。这类结构是由若干杆件按照
2、一定的方式连接杆系结构。这类结构是由若干杆件按照一定的方式连接起来组合而成的体系。杆件的几何特征是横截面高、宽两个起来组合而成的体系。杆件的几何特征是横截面高、宽两个方向的尺寸要比杆长小得多方向的尺寸要比杆长小得多(杆件长度尺寸与其截面高、宽两杆件长度尺寸与其截面高、宽两个方向尺寸相比在个方向尺寸相比在5倍以上倍以上)。建筑力学的研究对象主要是杆。建筑力学的研究对象主要是杆系结构，如系结构，如图图0-1所示。所示。 (2)薄壁结构。这类结构由薄壁构件组成。它的厚度要比长薄壁结构。这类结构由薄壁构件组成。它的厚度要比长度和宽度小得多。如楼板、薄壳屋面度和宽度小得多。如楼板、薄壳屋面图图0-2 (
3、a)、水池、水池图图0-2 (b)、拱坝、薄膜结构等。、拱坝、薄膜结构等。 下一页绪绪 论论(3)实体结构。这类结构本身可看做是一个实体构件或由若干实体结构。这类结构本身可看做是一个实体构件或由若干实体构件组成。它的几何特征是呈块状的，长、宽、高三实体构件组成。它的几何特征是呈块状的，长、宽、高三(a)梁，梁，(b)柱柱; (c)框架结构框架结构;(d)刚架刚架;(e)排架结构个方向的尺寸大排架结构个方向的尺寸大体相近，且内部大多为实体。例如挡土墙体相近，且内部大多为实体。例如挡土墙(图图0-3),重力坝、动重力坝、动力机器的底座或基础等。力机器的底座或基础等。 2.建筑力学的研究内容建筑力学
4、的研究内容 建筑力学是一门技术基础课程。它主要分析材料的力学性建筑力学是一门技术基础课程。它主要分析材料的力学性能和变形特点以及建筑结构或构件的受力情况，包括结构或能和变形特点以及建筑结构或构件的受力情况，包括结构或构件的强度、刚度和稳定性，为建筑结构设计及解决施工中构件的强度、刚度和稳定性，为建筑结构设计及解决施工中的受力问题提供基本的力学知识和计算方法。的受力问题提供基本的力学知识和计算方法。 建筑力学所涉及的内容很多，本书将所研究的内容分为静建筑力学所涉及的内容很多，本书将所研究的内容分为静力学、材料力学与结构力学三个部分。力学、材料力学与结构力学三个部分。 本书本书14章阐述的是静力学
5、内容，主要研究结构构件的受力章阐述的是静力学内容，主要研究结构构件的受力问题和平衡问题。因为建筑物相对地球处于静止平衡状态，问题和平衡问题。因为建筑物相对地球处于静止平衡状态，所以结构构件上所受到的各种力都要符合使物体保持平衡状所以结构构件上所受到的各种力都要符合使物体保持平衡状态的条件。态的条件。上一页 下一页绪绪 论论由于结构构件是承受和传递荷载的，要对结构及构件进行设计，由于结构构件是承受和传递荷载的，要对结构及构件进行设计，首先需要弄清楚其承受的荷载及荷载的传递路线，即对构件进首先需要弄清楚其承受的荷载及荷载的传递路线，即对构件进行受力分析。例如，建筑物中一根受荷载作用的梁搁在柱子上，
6、行受力分析。例如，建筑物中一根受荷载作用的梁搁在柱子上，梁将荷载传给柱子，即梁对柱子有作用力，而柱对梁有支承力梁将荷载传给柱子，即梁对柱子有作用力，而柱对梁有支承力作用。作用。 本书本书511章阐述的是材料力学内容，主要研究单个构件在荷载章阐述的是材料力学内容，主要研究单个构件在荷载作用下产生的内力、变形，研究构件的承载能力，为设计既安作用下产生的内力、变形，研究构件的承载能力，为设计既安全又经济的结构构件选择适当的材料、截面形状和尺寸。全又经济的结构构件选择适当的材料、截面形状和尺寸。 本书本书1216章阐述的是结构力学内容，主要以杆件体系为研究章阐述的是结构力学内容，主要以杆件体系为研究对
7、象，研究其组成规律和合理形式以及结构在外因作用下内力对象，研究其组成规律和合理形式以及结构在外因作用下内力和变形的计算，为结构设计提供方法和计算公式。和变形的计算，为结构设计提供方法和计算公式。 值得注意的是，在结构设计中，要想完全严格地按照结构的值得注意的是，在结构设计中，要想完全严格地按照结构的实际情况进行力学分析是很难做到的，也是不必要的，因此，实际情况进行力学分析是很难做到的，也是不必要的，因此，对实际结构进行力学分析时必须做一些必要的简化，略去一些对实际结构进行力学分析时必须做一些必要的简化，略去一些次要因素，抓住其主要特点，即采用一个图形来表示简化厂的次要因素，抓住其主要特点，即采
8、用一个图形来表示简化厂的实际结构，这种图形叫做结构的计算简图。确定结构的计算简实际结构，这种图形叫做结构的计算简图。确定结构的计算简图，是对实际结构进行力学分析的重要步骤。图，是对实际结构进行力学分析的重要步骤。上一页 下一页绪绪 论论 3.建筑力学的研究任务建筑力学的研究任务 在施工和使用过程中，建筑结构构件要承受及传递各种荷载在施工和使用过程中，建筑结构构件要承受及传递各种荷载作用，构件本身会因荷载作用而产生变形，存在损坏、失稳的作用，构件本身会因荷载作用而产生变形，存在损坏、失稳的可能。建筑力学的任务是研究结构的几何组成规律，以及在荷可能。建筑力学的任务是研究结构的几何组成规律，以及在荷
9、载作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题。其目的是保载作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题。其目的是保证结构按设计要求正常工作，并充分发挥材料的性能，使设计证结构按设计要求正常工作，并充分发挥材料的性能，使设计的结构既安全可靠又经济合理。的结构既安全可靠又经济合理。 (1)强度。构件本身具有一定的承载能力，在荷载的作用下，强度。构件本身具有一定的承载能力，在荷载的作用下，其抵抗破坏或不产生塑性变形的能力通常称为强度。构件在过其抵抗破坏或不产生塑性变形的能力通常称为强度。构件在过大的荷载作用下可能被破坏。例如，当起重机起重量超过一定大的荷载作用下可能被破坏。例如，当起重机起重量超过一定限度
10、时，吊杆可能断裂。限度时，吊杆可能断裂。 (2)刚度。在荷载作用下，构件不产生超过工程允许的弹性变刚度。在荷载作用下，构件不产生超过工程允许的弹性变形的能力称为刚度。在正常情况下，构件会发生变形，但变形形的能力称为刚度。在正常情况下，构件会发生变形，但变形不能超出一定的限值，否则将会影响正常使用。例如，如果起不能超出一定的限值，否则将会影响正常使用。例如，如果起重机梁的变形过大，起重机就不能正常行驶。因此，设计时必重机梁的变形过大，起重机就不能正常行驶。因此，设计时必须保证构件有足够刚度使变形不超过规范允许的范围。须保证构件有足够刚度使变形不超过规范允许的范围。上一页 下一页绪绪 论论 (3)
11、稳定性。在荷载作用下，构件保持其原有平衡状态的能力稳定性。在荷载作用下，构件保持其原有平衡状态的能力称为稳定性。结构中受压的细长杆件，如析架中的压杆，在称为稳定性。结构中受压的细长杆件，如析架中的压杆，在压力较小时能保持直线平衡状态，当压力超过某一临界值时，压力较小时能保持直线平衡状态，当压力超过某一临界值时，就可能变为非直线平衡并造成破坏，称为失稳破坏。工程结就可能变为非直线平衡并造成破坏，称为失稳破坏。工程结构中的失稳破坏往往比强度破坏损失更惨重，因为这种破坏构中的失稳破坏往往比强度破坏损失更惨重，因为这种破坏具有突然性，没有先兆。具有突然性，没有先兆。 结构的强度、刚度、稳定性反映厂它的
12、承载能力，其高低结构的强度、刚度、稳定性反映厂它的承载能力，其高低与构件的材料性质、截面的几何形状及尺寸、受力性质、工与构件的材料性质、截面的几何形状及尺寸、受力性质、工作条件及构造情况等因素有关。在结构设计中，如果把构件作条件及构造情况等因素有关。在结构设计中，如果把构件截面设计得过小，构件会因刚度不足导致变形过大而影响正截面设计得过小，构件会因刚度不足导致变形过大而影响正常使用，或因强度不足而迅速破坏常使用，或因强度不足而迅速破坏;如果构件截面设计得过大，如果构件截面设计得过大，其能承受的荷载过分大于所受的荷载，则又会不经济，造成其能承受的荷载过分大于所受的荷载，则又会不经济，造成人力、物
13、力上的浪费。人力、物力上的浪费。上一页 下一页绪绪 论论因此，结构和构件的安全性与经济性是矛盾的。建筑力学的因此，结构和构件的安全性与经济性是矛盾的。建筑力学的任务就在于力求合理地解决这种矛盾，即研究和分析作用在任务就在于力求合理地解决这种矛盾，即研究和分析作用在结构结构(或构件或构件)上力与平衡的关系，结构上力与平衡的关系，结构(或构件或构件)的内力、应力、的内力、应力、变形的计算方法以及构件的强度、刚度和稳定条件，为保证变形的计算方法以及构件的强度、刚度和稳定条件，为保证结构结构(或构件或构件)既安全可靠又经济合理提供计算理论依据。既安全可靠又经济合理提供计算理论依据。 二、刚体、变形固体
14、及其基本假设二、刚体、变形固体及其基本假设 1.刚体刚体 实践表明，任何物体受力作用后，总会产生一些变形。但实践表明，任何物体受力作用后，总会产生一些变形。但在通常情况下，绝大多数构件或零件的变形都是很微小的。在通常情况下，绝大多数构件或零件的变形都是很微小的。研究证明，在很多情况下，这种微小的变形对物体的外效应研究证明，在很多情况下，这种微小的变形对物体的外效应影响甚微，可以忽略不计，即认为物体在力作用下大小和形影响甚微，可以忽略不计，即认为物体在力作用下大小和形状保持不变。我们把这种在力作用下不产生变形的物体称为状保持不变。我们把这种在力作用下不产生变形的物体称为刚体。刚体。 上一页 下一
15、页绪绪 论论刚体只是人们将实物理想化的一个力学模型。事实上，自然刚体只是人们将实物理想化的一个力学模型。事实上，自然界中任何物体受到外力作用都会发生不同程度的变形，只是界中任何物体受到外力作用都会发生不同程度的变形，只是有时变形很小，对所研究的问题影响甚微，可忽略不计。例有时变形很小，对所研究的问题影响甚微，可忽略不计。例如，建筑中最常见的梁，我们在研究它的平衡问题时，可认如，建筑中最常见的梁，我们在研究它的平衡问题时，可认为它是刚体。在研究它的强度、刚度时，又必须把它看做是为它是刚体。在研究它的强度、刚度时，又必须把它看做是变形体。所以，刚体的概念是相对的。变形体。所以，刚体的概念是相对的。
16、 2.变形固体变形固体 工程中构件和零件都是由固体材料制成的，如铸铁、钢、工程中构件和零件都是由固体材料制成的，如铸铁、钢、木材、混凝土等。这些固体材料在外力作用下或多或少都会木材、混凝土等。这些固体材料在外力作用下或多或少都会产生变形，我们将这些固体材料称为变形固体。产生变形，我们将这些固体材料称为变形固体。 变形固体在外力作用下会产生两种不同性质的变形变形固体在外力作用下会产生两种不同性质的变形:一种是一种是当外力消除时，变形也随着消失，这种变形称为弹性变形当外力消除时，变形也随着消失，这种变形称为弹性变形;另另一种是外力消除后，变形不能全部消失而留有残余，这种不一种是外力消除后，变形不能
17、全部消失而留有残余，这种不能消失的残余变形称为塑性变形。能消失的残余变形称为塑性变形。上一页 下一页绪绪 论论一般情况下，物体受力后，既有弹性变形，又有塑性变形，一般情况下，物体受力后，既有弹性变形，又有塑性变形，但工程中常用的材料，在所受外力不超过一定范围时，塑性但工程中常用的材料，在所受外力不超过一定范围时，塑性变形很小，可忽略不计，认为材料只产生弹性变形而不产生变形很小，可忽略不计，认为材料只产生弹性变形而不产生塑性变形。这种只有弹性变形的物体称为理想弹性体。只产塑性变形。这种只有弹性变形的物体称为理想弹性体。只产生弹性变形的外力范围称为弹性范围。生弹性变形的外力范围称为弹性范围。 3.
18、变形固体的基本假设变形固体的基本假设 工程中大多数构件在外力作用下产生变形后，其几何尺寸的工程中大多数构件在外力作用下产生变形后，其几何尺寸的改变量与构件原始尺寸相比，常是极其微小的，我们称这类改变量与构件原始尺寸相比，常是极其微小的，我们称这类变形为小变形。材料力学研究的内容将限于小变形范围。变形为小变形。材料力学研究的内容将限于小变形范围。 为了使计算简便，在材料力学的研究中对变形固体作厂如为了使计算简便，在材料力学的研究中对变形固体作厂如下的基本假设。下的基本假设。 (1)连续性假设。认为物体的材料结构是密实的，物体内材连续性假设。认为物体的材料结构是密实的，物体内材料是无空隙的连续分布
19、。料是无空隙的连续分布。 (2)均匀性假设。认为材料的力学性质是均匀的，从物体上均匀性假设。认为材料的力学性质是均匀的，从物体上任取或大或小的一部分，材料的力学性质均相同。任取或大或小的一部分，材料的力学性质均相同。 上一页 下一页绪绪 论论(3)各向同性假设。认为材料的力学性质是各向同性的，材料沿各向同性假设。认为材料的力学性质是各向同性的，材料沿不同的方向具有相同的力学性质。常用的工程材料如钢材、玻不同的方向具有相同的力学性质。常用的工程材料如钢材、玻璃等都可认为是各向同性材料。如果材料沿各个方向具有不同璃等都可认为是各向同性材料。如果材料沿各个方向具有不同的力学性能，则称为各向异性材料。
20、的力学性能，则称为各向异性材料。 材料力学的研究对象，是由连续、均匀、各向同性的变形固材料力学的研究对象，是由连续、均匀、各向同性的变形固体材料制成的构件，且限于小变形范围。体材料制成的构件，且限于小变形范围。 按照连续、均匀、各向同性假设而理想化厂的一般变形固体按照连续、均匀、各向同性假设而理想化厂的一般变形固体称为理想变形固体。采用理想变形固体模型不但使理论分析和称为理想变形固体。采用理想变形固体模型不但使理论分析和计算得到简化，且所得结果的精度能满足工程的要求。计算得到简化，且所得结果的精度能满足工程的要求。 无论是刚体还是理想变形固体，都是针对所研究问题的性质，无论是刚体还是理想变形固
21、体，都是针对所研究问题的性质，略去一些次要因素，保留对问题起决定性作用的主要因素，而略去一些次要因素，保留对问题起决定性作用的主要因素，而抽象化形成的理想物体，它们在生活和生产实践中并不存在，抽象化形成的理想物体，它们在生活和生产实践中并不存在，但解决力学问题时，它们是必不可少的理想化的力学模型。但解决力学问题时，它们是必不可少的理想化的力学模型。三、建筑力学与其他课程的关系及学习方法三、建筑力学与其他课程的关系及学习方法 1.建筑力学与其他课程的关系建筑力学与其他课程的关系上一页 下一页绪绪 论论 建筑力学是研究建筑结构的力学计算理论和方法的一门科建筑力学是研究建筑结构的力学计算理论和方法的
22、一门科学，它是建筑结构、建筑施工技术、地基与基础等课程的基学，它是建筑结构、建筑施工技术、地基与基础等课程的基础，为学习者打开进人结构设计和解决施工现场许多受力问础，为学习者打开进人结构设计和解决施工现场许多受力问题的大门。显然作为结构设计人员必须掌握建筑力学知识，题的大门。显然作为结构设计人员必须掌握建筑力学知识，才能正确地对结构进行受力分析和力学计算，保证所设计的才能正确地对结构进行受力分析和力学计算，保证所设计的结构既安全可靠又经济合理。作为施工技术及施工管理人员，结构既安全可靠又经济合理。作为施工技术及施工管理人员，也要掌握建筑力学知识，了解构件的受力情况、力的传递途也要掌握建筑力学知
23、识，了解构件的受力情况、力的传递途径，以及构件在力的作用下所发生的破坏情况等。这样，在径，以及构件在力的作用下所发生的破坏情况等。这样，在施工中才能理解设计的意图与要求，保证工程质量，避免工施工中才能理解设计的意图与要求，保证工程质量，避免工程事故发生，更好地采取安全的施工措施。程事故发生，更好地采取安全的施工措施。 2.建筑力学的学习方法建筑力学的学习方法 (1)通过观察生活和工程实践的各种现象，经过抽象化建立力通过观察生活和工程实践的各种现象，经过抽象化建立力学模型，从而进行分析和归纳，进一步总结力学的基本规律。学模型，从而进行分析和归纳，进一步总结力学的基本规律。(2)针对建筑力学抽象、
24、计算类型比较多的特点，要多比较、针对建筑力学抽象、计算类型比较多的特点，要多比较、多练习才能掌握基本知识。多练习才能掌握基本知识。上一页图图0-1返回图图0-2返回图图0-3返回21世纪高职高专规划教材世纪高职高专规划教材土建类土建类建筑力学建筑力学 主主 编编 刘刘 宏宏 孟胜国孟胜国 聂聂 堃堃 副主编副主编 李建民李建民 郭清燕郭清燕 贾文青贾文青 李李 娜娜 参参 编编 洪彩霞洪彩霞 杨杨 晶晶 施吕冰施吕冰 崔彩萍崔彩萍 陈拖顺陈拖顺 姜姜 涛涛 李华志李华志前前 言言 建筑力学是建筑工程设计人员和施工技术人员必不可少的专建筑力学是建筑工程设计人员和施工技术人员必不可少的专业基础。作
25、为结构设计人员，只有掌握建筑力学知识，才能业基础。作为结构设计人员，只有掌握建筑力学知识，才能正确地对结构进行受力分析和力学计算，保证所设计的结构正确地对结构进行受力分析和力学计算，保证所设计的结构既安全可靠又经济合理既安全可靠又经济合理;作为施工技术及施工管理人员，只有作为施工技术及施工管理人员，只有掌握建筑力学知识，了解结构和构件的受力情况、各种力的掌握建筑力学知识，了解结构和构件的受力情况、各种力的传递途径以及结构和构件在这些力的作用下会发生怎样的破传递途径以及结构和构件在这些力的作用下会发生怎样的破坏等，才能避免质量和安全事故的发生，确保建筑施工正常坏等，才能避免质量和安全事故的发生，
26、确保建筑施工正常进行。建筑力学的任务是研究结构的儿何组成规律，以及在进行。建筑力学的任务是研究结构的儿何组成规律，以及在荷载作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题荷载作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题;它是建筑它是建筑结构、建筑施工技术、地基与基础等课程的基础，是高职高结构、建筑施工技术、地基与基础等课程的基础，是高职高专院校土建类相关专业一门十分重要的专业基础课程。专院校土建类相关专业一门十分重要的专业基础课程。 本教材根据全国高职高专教育土建类专业教学指导委员会本教材根据全国高职高专教育土建类专业教学指导委员会制定的教育标准和培养方案及主干课程教学大纲组织编写，制定的教育标准和培养
27、方案及主干课程教学大纲组织编写，编写过程中注意体现以下特色编写过程中注意体现以下特色: (1)以培养实用型建筑施工技术管理人才为目标，围绕以下以培养实用型建筑施工技术管理人才为目标，围绕以下学生应熟悉和掌握的技能进行编写。学生应熟悉和掌握的技能进行编写。 下一页返回前前 言言1)了解建筑力学的研究对象和任务，熟悉刚体、变形固体的了解建筑力学的研究对象和任务，熟悉刚体、变形固体的概念及其基本假设的内容。概念及其基本假设的内容。 2)掌握力、力系的概念，熟悉静力学的基本公理，熟悉荷掌握力、力系的概念，熟悉静力学的基本公理，熟悉荷载的性质，理解合力投影定理，能熟练地对物体进行受力分载的性质，理解合力
28、投影定理，能熟练地对物体进行受力分析析;掌握力矩、力偶及力偶矩的分析、计算，掌握力的平移定掌握力矩、力偶及力偶矩的分析、计算，掌握力的平移定理及一般力系的简化方法，熟悉平面一般力系的平衡条件及理及一般力系的简化方法，熟悉平面一般力系的平衡条件及平衡方程式的应用。平衡方程式的应用。 3)掌握杆件变形的基本形式，熟悉内力、应力的概念及应力掌握杆件变形的基本形式，熟悉内力、应力的概念及应力集中对构件强度的影响，掌握拉集中对构件强度的影响，掌握拉(压压)杆件的应力计算、强度杆件的应力计算、强度条件和强度计算条件和强度计算;掌握物体的重心和形心坐标的计算，掌握组掌握物体的重心和形心坐标的计算，掌握组合截
29、面惯性矩的计算。合截面惯性矩的计算。 4)掌握剪切、挤压的概念及相关计算，掌握圆轴扭转时的掌握剪切、挤压的概念及相关计算，掌握圆轴扭转时的强度条件与强度计算强度条件与强度计算;掌握梁的弯曲内力计算掌握梁的弯曲内力计算;掌握组合变形掌握组合变形的强度条件与强度计算的强度条件与强度计算;掌握压杆的稳定条件及相关计算掌握压杆的稳定条件及相关计算;熟熟练掌握平面体系的儿何组成分析练掌握平面体系的儿何组成分析;掌握静定平面刚架、静定平掌握静定平面刚架、静定平面析架及三铰拱的受力分析、内力计算和内力图的绘制面析架及三铰拱的受力分析、内力计算和内力图的绘制;下一页返回上一页前前 言言掌握静定结构的位移计算掌
30、握静定结构的位移计算;了解超静定结构的概念、类型，熟了解超静定结构的概念、类型，熟练使用位移法计算超静定梁与无侧移刚架的内力练使用位移法计算超静定梁与无侧移刚架的内力;能用静力法能用静力法绘制单跨静定梁的反力及内力影响线。绘制单跨静定梁的反力及内力影响线。 (2)适应高等职业技术教育的需要，体现高等职业教育教学适应高等职业技术教育的需要，体现高等职业教育教学改革的特点，突出针对性、适用性和实用性。改革的特点，突出针对性、适用性和实用性。 (3)在保证系统性的基础上，体现内容的先进性，并通过例在保证系统性的基础上，体现内容的先进性，并通过例题、思考与练习加强对学生分析问题、解决问题能力的培养题、
31、思考与练习加强对学生分析问题、解决问题能力的培养和训练。和训练。 (4)以以【学习重点学习重点】【】【培养目标培养目标】【】【课程学习课程学习】【】【本帝小结本帝小结】【思考与练习思考与练习】的体例形式，构建的体例形式，构建“引导学习总结练习引导学习总结练习”的的教学模式，引导学生从更深层次复习和巩固所学知识。教学模式，引导学生从更深层次复习和巩固所学知识。 本书由刘宏、孟胜国、聂堃，主编，李建民、郭清燕、贾本书由刘宏、孟胜国、聂堃，主编，李建民、郭清燕、贾文青、李娜副主编，洪彩霞、杨晶、施吕冰、崔彩萍、陈拖文青、李娜副主编，洪彩霞、杨晶、施吕冰、崔彩萍、陈拖顺、姜涛、李华志等参与编写。顺、姜
32、涛、李华志等参与编写。 下一页返回上一页前前 言言本书可作为高职高专教育土建类相关专业教材，也可作为土本书可作为高职高专教育土建类相关专业教材，也可作为土建工程施工人员、技术人员和管理人员的参考用书。本书在建工程施工人员、技术人员和管理人员的参考用书。本书在编写过程中，参阅了国内同行多部著作，同时部分高职高专编写过程中，参阅了国内同行多部著作，同时部分高职高专院校教师也提出了很多宝贵意见，在此，对他们表示衷心的院校教师也提出了很多宝贵意见，在此，对他们表示衷心的感谢感谢! 本书编写过程中，虽经推敲核证，但限于编者的专业水平本书编写过程中，虽经推敲核证，但限于编者的专业水平和实践经验，仍难免有疏
33、漏或不妥之处，恳请广大读者指正。和实践经验，仍难免有疏漏或不妥之处，恳请广大读者指正。返回上一页目目 录录绪论绪论第一章静力学基本知识第一章静力学基本知识 第一节力和平衡的概念第一节力和平衡的概念 第二节静力学基本公理第二节静力学基本公理 第三节约束与约束反力第三节约束与约束反力 第四节物体的受力分析和受力图第四节物体的受力分析和受力图 第五节荷载的概念与分类第五节荷载的概念与分类下一页返回目目 录录第二章平面汇交力系第二章平面汇交力系 第一节力系的分类第一节力系的分类 第二节平面汇交力系合成的儿何法第二节平面汇交力系合成的儿何法 第三节平面汇交力系平衡的儿何条件第三节平面汇交力系平衡的儿何条
34、件 第四节平面汇交力系合成的解析法第四节平面汇交力系合成的解析法 第五节平面汇交力系平衡的解析条件第五节平面汇交力系平衡的解析条件下一页返回上一页目目 录录第三章力矩与平面力偶系第三章力矩与平面力偶系 第一节力对点的矩与合力矩定理第一节力对点的矩与合力矩定理 第二节力偶与力偶矩第二节力偶与力偶矩 第三节平面力偶系的合成与平衡条件第三节平面力偶系的合成与平衡条件下一页返回上一页目目 录录第四章平面一般力系第四章平面一般力系 第一节力的等效平移第一节力的等效平移 第二节平面一般力系向作用面内任一点第二节平面一般力系向作用面内任一点简化简化 第三节平面一般力系的平衡条件及平衡第三节平面一般力系的平衡
35、条件及平衡方程方程 第四节平面平行力系的平衡方程第四节平面平行力系的平衡方程 第五节物体系统的平衡第五节物体系统的平衡下一页返回上一页目目 录录第五章材料力学基本知识第五章材料力学基本知识 第一节杆件变形的形式与度量第一节杆件变形的形式与度量 第二节内力与应力第二节内力与应力下一页返回上一页目目 录录第六章轴向拉伸与压缩第六章轴向拉伸与压缩 第一节轴向拉伸与压缩的概念第一节轴向拉伸与压缩的概念 第二节轴向拉第二节轴向拉(压压)杆的内力及内力图杆的内力及内力图 第三节轴向拉第三节轴向拉(压压)杆截面上的应力杆截面上的应力 第四节轴向拉第四节轴向拉(压压)杆的变形与胡克定律杆的变形与胡克定律 第五
36、节材料在拉伸和压缩时的力学性能第五节材料在拉伸和压缩时的力学性能 第六节极限应力、许用应力与安全系数第六节极限应力、许用应力与安全系数 第七节轴向拉第七节轴向拉(压压)杆的强度条件和强度计算杆的强度条件和强度计算下一页返回上一页目目 录录第七章平面图形的几何性质第七章平面图形的几何性质 第一节重心和形心第一节重心和形心 第二节静矩第二节静矩 第三节惯性矩、惯性积与惯性半径第三节惯性矩、惯性积与惯性半径 第四节惯性矩和惯性积的平行移轴公式第四节惯性矩和惯性积的平行移轴公式 第五节形心主惯性轴与形心主惯性矩第五节形心主惯性轴与形心主惯性矩下一页返回上一页目目 录录第八章剪切与扭转第八章剪切与扭转
37、第一节剪切及其实用计算第一节剪切及其实用计算 第二节挤压及其实用计算第二节挤压及其实用计算 第三节剪切胡克定律与剪应力互等定理第三节剪切胡克定律与剪应力互等定理 第四节扭转的概念与圆轴扭转计算第四节扭转的概念与圆轴扭转计算 第五节非圆截面杆的扭转第五节非圆截面杆的扭转下一页返回上一页目目 录录第九章梁的弯曲第九章梁的弯曲 第一节梁弯曲变形的概念第一节梁弯曲变形的概念 第二节梁的弯曲内力一剪力和弯矩第二节梁的弯曲内力一剪力和弯矩 第三节梁弯曲时的应力及强度计算第三节梁弯曲时的应力及强度计算 第四节提高梁弯曲强度的主要途径第四节提高梁弯曲强度的主要途径 第五节梁的变形及刚度计算第五节梁的变形及刚度
38、计算下一页返回上一页目目 录录第十章组合变形第十章组合变形 第一节组合变形的概念第一节组合变形的概念 第二节斜弯曲变形的应力和强度计算第二节斜弯曲变形的应力和强度计算 第三节轴向拉伸第三节轴向拉伸(压缩压缩)与弯曲组合变形的与弯曲组合变形的计算计算 第四节偏心拉伸第四节偏心拉伸(压缩压缩) 第五节截面核心第五节截面核心 第六节弯曲与扭转的组合变形第六节弯曲与扭转的组合变形下一页返回上一页目目 录录第十一章压杆稳定第十一章压杆稳定 第一节压杆稳定与压杆失稳破坏第一节压杆稳定与压杆失稳破坏 第二节压杆的临界力与临界应力第二节压杆的临界力与临界应力 第三节压杆的稳定计算第三节压杆的稳定计算 第四节提
39、高压杆稳定性的措施第四节提高压杆稳定性的措施下一页返回上一页目目 录录第十二章平面体系的几何组成分析第十二章平面体系的几何组成分析 第一节结构计算简图选取与平面杆系结第一节结构计算简图选取与平面杆系结构分类构分类 第二节儿何不变体系与儿何可变体系第二节儿何不变体系与儿何可变体系 第三节自由度和约束第三节自由度和约束 第四节瞬铰与瞬变体系第四节瞬铰与瞬变体系 第五节儿何组成分析第五节儿何组成分析 第六节静定结构和超静定结构第六节静定结构和超静定结构下一页返回上一页目目 录录第十三章静定结构的内力分析第十三章静定结构的内力分析 第一节静定梁第一节静定梁 第二节静定平面刚架第二节静定平面刚架 第三节
40、静定平面析架第三节静定平面析架 第四节三铰拱第四节三铰拱 第五节静定组合结构第五节静定组合结构 第六节静定结构的特性第六节静定结构的特性下一页返回上一页目目 录录第十四章静定结构的位移计算第十四章静定结构的位移计算 第一节结构位移第一节结构位移 第二节变形体的虚功原理第二节变形体的虚功原理 第三节结构位移计算的一般公式第三节结构位移计算的一般公式 第四节图乘法计算静定结构的位移第四节图乘法计算静定结构的位移 第五节支座移动和温度改变时静定结构第五节支座移动和温度改变时静定结构的位移计算的位移计算 第六节弹性体系的互等定理第六节弹性体系的互等定理下一页返回上一页目目 录录第十五章超静定结构的计算
41、第十五章超静定结构的计算 第一节超静定结构基本知识第一节超静定结构基本知识 第二节力法第二节力法 第三节位移法第三节位移法 第四节力矩分配法第四节力矩分配法下一页返回上一页目目 录录第十六章影响线及其应用第十六章影响线及其应用 第一节影响线的概念第一节影响线的概念 第二节单跨静定梁的影响线第二节单跨静定梁的影响线 第三节影响线的应用第三节影响线的应用参考文献参考文献返回上一页第一章静力学基本知识第一章静力学基本知识 第一节力和平衡的概念第一节力和平衡的概念 第二节静力学基本公理第二节静力学基本公理 第三节约束与约束反力第三节约束与约束反力 第四节物体的受力分析和受力图第四节物体的受力分析和受力
42、图 第五节荷载的概念与分类第五节荷载的概念与分类第一节力和平衡的概念第一节力和平衡的概念 一、力一、力 1.力的概念力的概念 力的概念来源于人们的劳动实践。通过长期的生产劳动和力的概念来源于人们的劳动实践。通过长期的生产劳动和科学实践，人们逐渐认识到力是物体间的相互机械作用，这科学实践，人们逐渐认识到力是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的运动状态或形状发生改变。物体相互间的机种作用使物体的运动状态或形状发生改变。物体相互间的机械作用形式多种多样，可以归纳为两类。一类是两物体相互械作用形式多种多样，可以归纳为两类。一类是两物体相互接触时，它们之间相互产生的拉力或压力接触时，它们之间相互产生的
43、拉力或压力;另一类是地球与物另一类是地球与物体之间相互产生的吸引力，对物体来说，这种吸引力就是重体之间相互产生的吸引力，对物体来说，这种吸引力就是重力。力。 力不能脱离物体而单独存在，有力必定存在两个物体一施力不能脱离物体而单独存在，有力必定存在两个物体一施力体和受力体。力体和受力体。 物体在受到力的作用后，产生的效应可以分为两种物体在受到力的作用后，产生的效应可以分为两种: (1)外效应，也称为运动效应一使物体的运动状态发生改变外效应，也称为运动效应一使物体的运动状态发生改变; (2)内效应，也称为变形效应一使物体的形状发生变化。内效应，也称为变形效应一使物体的形状发生变化。 2.力的三要素
44、力的三要素 下一页 返回第一节力和平衡的概念第一节力和平衡的概念力对物体的作用效应取决于三个要素力对物体的作用效应取决于三个要素:力的大小、方向、作用力的大小、方向、作用点。点。 (1)力的大小反映物体相互间机械作用的强弱程度，它可以力的大小反映物体相互间机械作用的强弱程度，它可以通过力的外效应和内效应的大小来度量。在国际单位制中，通过力的外效应和内效应的大小来度量。在国际单位制中，度量力的大小以牛顿度量力的大小以牛顿(N)或千牛顿或千牛顿(kN)为单位。为单位。 (2)力的方向表示物体间的相互机械作用具有方向性，它包力的方向表示物体间的相互机械作用具有方向性，它包括力所顺沿的直线括力所顺沿的
45、直线(称为力的作用线称为力的作用线)在空间的方位和力沿其在空间的方位和力沿其作用线的指向。例如重力的方向是作用线的指向。例如重力的方向是“铅垂向下铅垂向下”，“铅垂铅垂”是力的方位，是力的方位，“向下向下”是力的指向。是力的指向。 (3)力的作用点是指力在物体上的作用位置。实际上，两个力的作用点是指力在物体上的作用位置。实际上，两个物体之间相互作用时，其接触的部位总是占有一定的面积，物体之间相互作用时，其接触的部位总是占有一定的面积，力总是按照各种不同的方式分布于物体接触面的各点上。当力总是按照各种不同的方式分布于物体接触面的各点上。当接触面面积很小时，则可以将微小面积抽象为一个点，这个接触面
46、面积很小时，则可以将微小面积抽象为一个点，这个点称为力的作用点，该作用力称为集中力点称为力的作用点，该作用力称为集中力;上一页 下一页 返回第一节力和平衡的概念第一节力和平衡的概念反之，如果接触面积较大而不能忽略时，则力在整个接触面反之，如果接触面积较大而不能忽略时，则力在整个接触面上分布作用，此时的作用力称为分布力。分布力的大小用单上分布作用，此时的作用力称为分布力。分布力的大小用单位面积上的力的大小来度量，称为荷载集度，用位面积上的力的大小来度量，称为荷载集度，用q(N/m2)来表来表示。示。 3.力的表示力的表示 力的三要素表明力是矢量力的三要素表明力是矢量(其计算符合矢量代数运算法则其
47、计算符合矢量代数运算法则)，记作记作F(图图1-1)，用一段带有箭头的线段，用一段带有箭头的线段(AB)来表示来表示:线段线段(AB)的长度按一定的比例尺表示力的大小的长度按一定的比例尺表示力的大小;线段的方位和箭头的指线段的方位和箭头的指向表示力的方向向表示力的方向;线段的起点线段的起点A或终点或终点B(应在受力物体上应在受力物体上)表示表示力的作用点。线段所沿的直线称为力的作用线。力的作用点。线段所沿的直线称为力的作用线。 二、力系与平衡二、力系与平衡 1.力系力系 一般情况下，一个物体总是同时受到若干个力的作用。我们一般情况下，一个物体总是同时受到若干个力的作用。我们把同时作用于一个物体
48、上的一组力称为力系。把同时作用于一个物体上的一组力称为力系。 按照力系中各力作用线分布的不同形式，力系可分为按照力系中各力作用线分布的不同形式，力系可分为: 上一页 下一页 返回第一节力和平衡的概念第一节力和平衡的概念(1)汇交力系。力系中各力作用线汇交于一点。汇交力系。力系中各力作用线汇交于一点。 (2)力偶系。力系中各力可以组成若干力偶或力系由若干力力偶系。力系中各力可以组成若干力偶或力系由若干力偶组成。偶组成。 (3)平行力系。力系中各力作用线相互平行。平行力系。力系中各力作用线相互平行。 (4)一般力系。力系中各力作用线既不完全交于一点，也不一般力系。力系中各力作用线既不完全交于一点，
49、也不完全相互平行。按照各力作用线是否位于同一平面内，力系完全相互平行。按照各力作用线是否位于同一平面内，力系又可以分为平面力系和空间力系两大类，如平面汇交力系、又可以分为平面力系和空间力系两大类，如平面汇交力系、空间一般力系等。空间一般力系等。 2.平衡平衡 平衡是指物体相对于地球保持静止或匀速直线运动的状态。平衡是指物体相对于地球保持静止或匀速直线运动的状态。例如，房屋、水坝、桥梁相对于地球保持静止例如，房屋、水坝、桥梁相对于地球保持静止;沿直线匀速起沿直线匀速起吊的构件相对于地球是做匀速直线运动等。它们的共同特点吊的构件相对于地球是做匀速直线运动等。它们的共同特点就是运动状态没有发生变化。
50、建筑力学研究的平衡主要是物就是运动状态没有发生变化。建筑力学研究的平衡主要是物体处于静止状态。体处于静止状态。 上一页 下一页 返回第一节力和平衡的概念第一节力和平衡的概念3.平衡力系平衡力系 使物体处于平衡状态的力系称为平衡力系。物体在力系作使物体处于平衡状态的力系称为平衡力系。物体在力系作用下处于平衡时，力系所应该满足的条件，称为力系的平衡用下处于平衡时，力系所应该满足的条件，称为力系的平衡条件，这种条件有时是一个，有时是几个，它们是建筑力学条件，这种条件有时是一个，有时是几个，它们是建筑力学分析的基础。分析的基础。 4.力系的分解与合成力系的分解与合成 在不改变物体作用效应的前提下，用一