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1、第第1章章 绪论绪论第1章 绪论 返回【内容提要内容提要】 本章介绍结构的概念及其分类，建筑力学的研本章介绍结构的概念及其分类，建筑力学的研究对象和基本任务。究对象和基本任务。【学习要求学习要求】 1. 了解结构的概念和结构的分类了解结构的概念和结构的分类。了解建筑力了解建筑力学的主要研究对象。学的主要研究对象。 2. 了解平衡状态和平衡力系等概念。了解平衡状态和平衡力系等概念。 3. 了解结构的静力分析、强度、刚度、稳定性了解结构的静力分析、强度、刚度、稳定性和几何组成的和几何组成的概念。概念。了解建筑力学的基本任务。了解建筑力学的基本任务。11 建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象12 建
2、筑力学的基本任务建筑力学的基本任务第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象目录 建筑力学在建筑、桥梁、交通、水利、运输、建筑力学在建筑、桥梁、交通、水利、运输、港口、航天、航空、机械、电力等部门有着广泛港口、航天、航空、机械、电力等部门有着广泛应用。应用。单击图片播放影片单击图片播放影片 第1章 绪论全屏播放全屏播放第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象11 建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 1. 荷载、结构和构件的概念荷载、结构和构件的概念 荷载：工程中习惯把主动作用于建筑物上的外力称为荷载：工程中习惯把主动作用于建筑物上的外力称为荷载。荷载。例如自重、
3、风压力、水压力、土压力及车辆对桥梁例如自重、风压力、水压力、土压力及车辆对桥梁的作用力等都属于荷载的作用力等都属于荷载 结构和构件：在建筑物中承受和传递荷载而起骨架作结构和构件：在建筑物中承受和传递荷载而起骨架作用的部分或体系称为结构。用的部分或体系称为结构。最简单的结构可以是一根梁或最简单的结构可以是一根梁或柱。但往往一个结构是由多个结构元件所组成，这些结构柱。但往往一个结构是由多个结构元件所组成，这些结构元件称为元件称为构件构件（如图）（如图） 。目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象由屋架、柱子、吊车梁、屋面板及基础等组成了工业厂房结构由屋架、柱子、吊车梁、屋面板及
4、基础等组成了工业厂房结构 目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象北京故宫太和殿北京故宫太和殿目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象三峡大坝三峡大坝目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象埃菲尔铁塔埃菲尔铁塔比萨斜塔比萨斜塔目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象巴黎凯旋门巴黎凯旋门目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象美国白宫美国白宫目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象万里长城万
5、里长城目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象上海东海大桥上海东海大桥目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象鸟巢鸟巢目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象水立方水立方目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 2. 结构的分类结构的分类 工程中结构的类型是多种多样的，可按不同的观点工程中结构的类型是多种多样的，可按不同的观点进行分类。进行分类。 （1） 按几何特征分类按几何特征分类 由杆件组成的结构称为杆件结构。由杆件组成的结构称为杆件结构。 杆件的几何特征是它的长度杆件的几何特征是它的长度l远大远大于其横截面的
6、宽度于其横截面的宽度b和高度和高度h。横截横截面面和和轴线轴线是杆件的两个主要几何因是杆件的两个主要几何因素，前者指的是垂直于杆件长度方素，前者指的是垂直于杆件长度方向的截面，后者则为所有横截面形向的截面，后者则为所有横截面形心的连线（如图）。心的连线（如图）。 杆件结构杆件结构目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 如果杆件的轴线为直线，则称为如果杆件的轴线为直线，则称为直杆直杆 ；所有横截面所有横截面都相同的直杆称为都相同的直杆称为等直杆等直杆（图（图a）若为曲线，则称为）若为曲线，则称为曲杆曲杆（图（图b）。）。目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研
7、究对象房屋框架房屋框架 目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象楼盖中主次梁楼盖中主次梁 目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象桥梁桥梁 目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象钢筋混凝土屋架钢筋混凝土屋架 目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 板壳结构板壳结构 由薄板或薄壳组成的结构称为由薄板或薄壳组成的结构称为板壳结构板壳结构。薄板和薄壳。薄板和薄壳的几何特征是它们的长度的几何特征是它们的长度l和宽度和宽度b远大于其厚度远大于其厚度（如（如图）。当构件为平面状时称为薄板；当构件为曲面状时称图）。当构件为平
8、面状时称为薄板；当构件为曲面状时称为薄壳。板壳结构也称为为薄壳。板壳结构也称为薄壁结构薄壁结构。目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 楼盖中的平板就是薄板楼盖中的平板就是薄板目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 蓄水池是由平板和柱壳组成的板壳结构蓄水池是由平板和柱壳组成的板壳结构蓄水池蓄水池 储气罐储气罐目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象三角形折板结构三角形折板结构长筒壳结构长筒壳结构体育馆屋顶是薄壳结构体育馆屋顶是薄壳结构目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 实体结构实体结构 如果结构的长如果结
9、构的长l、宽、宽b、高高h三三个尺度为同一量级，个尺度为同一量级，则称为则称为实体结构。实体结构。 实体结构挡土墙实体结构挡土墙 除了上面三类结构外，在工程中还会遇到悬索结构、除了上面三类结构外，在工程中还会遇到悬索结构、充气结构等其它类型的结构。充气结构等其它类型的结构。 三峡大坝三峡大坝目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 （2） 按空间特征分类按空间特征分类 平面结构平面结构 凡组成结构的所有构件的轴线及外力都在同一平面内，凡组成结构的所有构件的轴线及外力都在同一平面内，这种结构称为这种结构称为平面结构平面结构。目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的
10、研究对象 凡组成结构的所有构件的轴线及外力不在同一平面内，凡组成结构的所有构件的轴线及外力不在同一平面内，这种结构称为这种结构称为空间结构空间结构。 空间结构空间结构目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 实际结构都是空间的，但在计算时，根据其实际受力实际结构都是空间的，但在计算时，根据其实际受力特点，有许多可简化为平面结构来处理，如图所示厂房结特点，有许多可简化为平面结构来处理，如图所示厂房结构（参看构（参看24）。但有些空间结构不能简化为平面结构，）
11、。但有些空间结构不能简化为平面结构，必须按空间结构来分析。必须按空间结构来分析。 目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 3. 建筑力学的研究对象建筑力学的研究对象 在建筑工程中，杆件结构是应用最为广泛的结构形在建筑工程中，杆件结构是应用最为广泛的结构形式。杆件结构可分为平面杆件结构和空间杆件结构两类。式。杆件结构可分为平面杆件结构和空间杆件结构两类。建筑力学的主要研究对象是杆件结构。本书主要研究平面建筑力学的主要研究对象是杆件结构。本书主要研究平面杆件结构。杆件结构。 目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的基本任务建筑力学的基本任务12 建筑力学的基本任务 各种建筑物在正常
12、工作时总是处于各种建筑物在正常工作时总是处于平衡状态平衡状态。所谓。所谓平衡状态是指物体相对于地球处于静止或作匀速直线运动平衡状态是指物体相对于地球处于静止或作匀速直线运动的状态的状态。一般地，处于平衡状态的物体上所受的力不止一。一般地，处于平衡状态的物体上所受的力不止一个而是若干个，我们把这若干个力总称为个而是若干个，我们把这若干个力总称为力系力系。能使物体。能使物体保持平衡状态的力系称为保持平衡状态的力系称为平衡力系平衡力系。平衡力系所必须满足。平衡力系所必须满足的条件称为力系的的条件称为力系的平衡条件平衡条件。 结构在荷载作用下处于平衡状态，作用于结构及各结构在荷载作用下处于平衡状态，作
13、用于结构及各构件上的外力构成了各种力系。建筑力学首先要研究各种构件上的外力构成了各种力系。建筑力学首先要研究各种力系的简化及平衡条件。根据这些平衡条件，可以由作用力系的简化及平衡条件。根据这些平衡条件，可以由作用于结构上的已知力求出各未知力，这个过程称为于结构上的已知力求出各未知力，这个过程称为静力分析静力分析。静力分析是对结构和构件进行其他力学计算的基础。静力分析是对结构和构件进行其他力学计算的基础。 目录第第1章章 绪论绪论建筑力学的基本任务建筑力学的基本任务 结构的主要作用是承受和传递荷载。在荷载作用下结结构的主要作用是承受和传递荷载。在荷载作用下结构的各构件内部会产生内力并伴有变形。要
14、使建筑物按预构的各构件内部会产生内力并伴有变形。要使建筑物按预期功能正常工作，必须满足以下基本要求：期功能正常工作，必须满足以下基本要求： （1）结构和构件应具有）结构和构件应具有足够的强度足够的强度。所谓强度是指。所谓强度是指结构和构件抵抗破坏的能力。结构和构件抵抗破坏的能力。 （2）结构和构件应具有）结构和构件应具有足够的刚度足够的刚度。所谓刚度是指。所谓刚度是指结构和构件抵抗变形的能力。结构和构件抵抗变形的能力。 （3）结构和构件应具有）结构和构件应具有足够的稳定性足够的稳定性。所谓稳定性。所谓稳定性是指结构和构件保持原有平衡状态的能力。是指结构和构件保持原有平衡状态的能力。 （4）构件
15、必须按一定几何组成规律组成结构，以确）构件必须按一定几何组成规律组成结构，以确保在预定荷载作用下，结构能维持其原有的几何形状。保在预定荷载作用下，结构能维持其原有的几何形状。目录 构件的强度、刚度和稳定性，与其本身的几构件的强度、刚度和稳定性，与其本身的几何形状、尺寸大小、所用材料、荷载情况以及工何形状、尺寸大小、所用材料、荷载情况以及工作环境等都有着非常密切的关系。一般地，为构作环境等都有着非常密切的关系。一般地，为构件选用较好的材料和较大的截面尺寸，那末强度、件选用较好的材料和较大的截面尺寸，那末强度、刚度和稳定性的要求是可以满足的，但是这样做刚度和稳定性的要求是可以满足的，但是这样做可能
16、造成材料的浪费和结构的笨重。由此可见，可能造成材料的浪费和结构的笨重。由此可见，结构的安全性与经济性之间是存在矛盾的。建筑结构的安全性与经济性之间是存在矛盾的。建筑力学就是为解决这一对矛盾而形成的科学。力学就是为解决这一对矛盾而形成的科学。第第1章章 绪论绪论建筑力学的基本任务建筑力学的基本任务 综合上述，综合上述，建筑力学的基本任务就是研究结构的强建筑力学的基本任务就是研究结构的强度、刚度和稳定性问题，为此提供相关的计算方法和实验度、刚度和稳定性问题，为此提供相关的计算方法和实验技术，为构件选择合适的材料、合理的截面形式及尺寸，技术，为构件选择合适的材料、合理的截面形式及尺寸，以及研究结构的几何组成规律和合理形式，以确保安全和以及研究结构的几何组成规律和合理形式，以确保安全和经济两方面的要求经济两方面的要求。 建筑力学是建筑工程类专业的一门重要的技术基础建筑力学是建筑工程类专业的一门重要的技术基础课程，是研究建筑结构力学计算理论和方法的科学，也是课程，是研究建筑结构力学计算理论和方法的科学，也是从事建筑设计和施工的工程技术人员应具备的必不可少的从事建筑设计和施工的工程技术人员应具备的必不可少的基础理论。基础理论。 目录