第一篇：建筑力學研究的對象

建筑力學研究的對象：主要是桿件和桿件結構

結構按幾何特征分：桿件結構、薄壁結構、實體結構

桿件結構分：梁、拱、桁架、鋼架、組合結構

建筑力學包括：靜力學、材料力學、結構力學

力的三個要素中任何一個改變時，力的作用效應也要隨之改變

單位牛頓1kgf=9.8N一噸=10KN

剛體：在力的作用下不變形的物體靜力學又稱為剛體靜力學

靜力學的基本公理：二力平衡公理、加減平衡力系公理

推論一：作用在剛體上的力可以沿其作用線任意移動，而不改變它對剛體的作用效應

推論二：若剛體在三個力作用下處于平衡，且其中有兩個力的作用線交于一點，則地三個力的作用線必須通過該交點（三力平衡必匯交于一點）

作用力與反作用力公理：分別作用在兩個物體上（找到作用點明確對象）

三個力交于一點，物體不一定平衡

根據斜邊求領邊乘以弦值，根據領邊求斜邊除以弦值

當力的作用線垂直于某軸其投影等于零，當力的作用線平行于某軸其投影等于本身。力系的合力在某軸上的投影等于各分力在同一軸上投影時代數和稱為合力投影定理。力對物體的作用效應，除了使物體產生移動效應外，還可使物體產生轉動效應。

力矩是反應力對物體轉動效應的物理量 M=Fd

正負表示轉向，力對矩心逆時針轉動取正號，對矩心順時針轉動取負號，力偶矩同理 力的平移定理：作用在剛體上的力F

第二篇：《建筑力學》教學改革研究

《建筑力學》教學改革研究

（內蒙古自治區巴彥淖爾市建筑工程技工學校，015000）

【摘要】文章首先對中職學校的《建筑力學》教學現狀進行了分析；以此為基礎，筆者結合教學經驗，從改革教材、改革教法、改革實驗以及改革考核等幾個方面，對中職學校的《建筑力學》教學改革提出了建設性意見。筆者希望，通過本文的研究，能為部分兄弟學校《建筑力學》的教學改革提供參考；同時，也希望能為廣大學子的專業學習有所啟發。

【關鍵詞】建筑力學；中職學校；教學改革；實踐；能動性

《建筑力學》是為土建類學生開設的一門專業基礎課。該課程實踐性比較強，通過學習旨在引導、啟發學生掌握相關專業技能，如分析與計算的能力以及對工程力學問題的簡化能力等[1]，在此前提下，為下一步《建筑結構》、《工程造價》等專業課的學習奠定基礎。《建筑力學》課程里面滲透了好多關于《高等數學》、《物理學》的內容，也就是說需要用他們理解、解決分析《建筑力學》中的問題，而這一點對于中職學生而言，可以說是他們的“軟肋”。由于中職學生本身所學習掌握的相關基礎理論就很薄弱，所以他們學習起這門課程來，感覺特別吃力，成效不是很理想。如何讓“先天不足”的中職學生能夠吃透、理解、掌握以及學會應用這門課程的精髓，讓他們畢業后步入社會，走向生產一線，在工作中能夠運用自如、順應萬變，一直是大多數中職教師所關注的問題。鑒于此，筆者擬結合自我教學經驗談一下自己的看法，希望能與廣大同行共勉。改革教材，優化內容

對于教學而言，教材在整個教學環節占據一個很重要的位置。我國傳統的《建筑力學》內容的制定，是依據專業的授課計劃確定的授課時數，同時是根據既定的教材（內容已經確定）擬定的授課計劃。但相對于中職教育的現實而言，以往的教材及授課計劃等遠遠滯后于現實需求。對于教師而言，如若虔誠的按照原來設定的框框進行教學，仍走不出“知識本位”的話，教學效果可想而知。對于中職學生本人而言，他們畢業后或者直接走上就業崗位或者繼續深造，這一點也向我們提出了與時俱進的要求。因此，《建筑力學》教材內容也要隨著社會的發展做相應的變化，如內容的增刪等。根據從業經驗以及相關調研，筆者認為，應結合中職學生知識架構及解決問題的能力這一現實，對于教材內容的增刪要著重考慮以下幾個方面的問題：一是以應用為原則，難度適當降低，可以拓展定性分析。二是應凸顯實踐環節的重要地位，尤其在工程應用等方面，同時，教學中要加強對學生的職業能力素養的培養力度。三是對于有特殊需求的學生（如繼續學習或深造），要對他們的教學適當加大難度，但對于教材中是重點，學生不需要掌握的知識點（如組合變形、圓軸扭轉等），教學中可以弱本文源自http://www.tmdps.cn如需職稱論文代寫發表請上星論文網!化，或者直接刪除。對于不常用，又容易在相關手冊中查詢的復雜公式（如梁的撓度與轉角公式），可以不強求學生硬性記憶。在教學中，要盡量與實踐結合起來，要嘗試、實踐以學生為主體的教學方式，引導、激勵學生發揮主觀能動性，利用已有的知識架構和能力去分析、解決問題。例如，教材中，針對“提高梁的承載能力”這一知識點[2]，讓學生結合實例和已具備的知識，嘗試從哪些方面提高這一措施；再如，可以對“力學建模”的內容進行適當拓展，讓學生根據具體實例學會力學模型的建立以及相關分析。改革教法，實現主體性教學

許多教師認為《建筑力學》是一門比較重要的課程，也都通過各種辦法探索有效途徑，但結果下來，盡管費力不少，效果 ；卻；不遂人愿。筆者認為，傳統的滿堂灌等教學方式已經不能夠滿足當前學生的需求，教師要通過案例教學、啟發式教學、分層教學等各種教學方法，盡可能激發學生的學習主動性和積極性，發揮學生在學習過程中的主體地位。據文獻分析，同時結合教學經驗，筆者認為有效實施主體性教學，應掌握如下原則：第一，建立情感基礎。教師在教學中要學會靈活運用“以心為本”的管理理念，主動與學生建立情感紐帶，增加情感基礎，對學生的理解與尊重能夠創造和諧融洽的學習氛圍。第二，把握學生內在心理，拔高需求層次。教學實踐中，我們不僅要滿足學生一些基本的需求，在給 ；予； 肯定的基礎上，進一步創設條件滿足其更高的需求層次。第三，逐步提高學生的自我效能感。根據“環境→個體→目標”的目標實現途徑，幫助學生樹立自信心，逐步提高自我效能感。第四，創設條件，增加自主性。教師要根據時機主動留出時間和空間，讓學生主動創造活動，增加其獨立性、主體性以及自我性的鍛煉機會。第五，傳授學習方法和提高解決問題的能力。具體教學環節，要通過創設情境、針對性教育等，進行精心設計教學環節，激發學習需求；要通過幫助學生獲得學習成功的經歷或經驗，尊重學生的問題回答，樹立榜樣，參照學習等方式增強學生的自信心；要創設條件，把部分課堂空間和時間交給學生，讓他們自主教學活動；此外，教師還要通過示范引導、優化教學過程等方法傳授給學生如何有效學習。改革實驗，強調應用

目前，中職建筑力學普遍地把材料拉伸與壓縮實驗和直梁彎曲應力實驗作為基本實驗。為了增強對學生實際操作技能的培養，一些學校在考慮增加實驗內容。

當前，好多中職學校為了增強學生的動手操作能力，特別強調一些基本實驗（如直梁彎曲應力實驗、材料拉伸與壓縮實驗等）[3]的操作；更有甚者，有些學校還在醞釀，打算要在基本實驗部分進一步加大教學內容及授課時數。但筆者認為，中職不是高職和大學，中職教學中，《建筑力學》的教學實驗沒有必要注重面面俱到。實驗環節還是要和實踐結合起來，還是要基于實踐這一現實。基本實驗的操作，盡管在一定程度上可以增強學生的動手協調能力，但對相關教學內容及教學目標的理解可還是不知所以然；另外，這些點也并不是今后實踐中要著力應用的方向。筆者認為，中職學校的《建筑力學》教學，不僅基本實驗是實踐，諸如對實際結構的力學建模、受力分析也是實踐。因此，教學實驗中，要突出主要（實踐）內容，如建筑結構的力學建模和分析實訓[2]，以此為核心內容精心設計實驗，讓同學們在生動、有趣的實驗環節，將力學模型與實際工程問題結合起來。這樣不但加深了學生對相關知識點的理解，同時職業實踐能力也得到了進一步強化，起到事半功倍的效果。改革考核，引導實踐

對于中職學校的《建筑力學》考核，筆者認為應改變 “考試成績+平時成績” 傳統模式，應該加大實踐環節的考核，以滿足社會和學生的現實需求。具體可以這樣操作：一是考核內容。在考核內容方面，相關題目應凸顯考核學生的理解、運用能力。題目應該體現知識面寬、靈活性大以及綜合運用能力強等特點。通過這種方式，更有利于引導、激發學生的學習熱情，進而在下一步的學習中，能發揮主觀能動性和創新意識。二是考核方法及過程。整個考核應涵蓋多個環節，如課堂提問、作業、開卷考試、閉卷考試、實驗操作以及案例分析等等，這樣的考核不但會對學生《建筑力學》的學習有個全面的了解和評價，同時，從另一個層面可以促發同學們在以后的學習中，把握學習方式和方法，加強學習的主動性和積極性。結語

中職學生的基礎相對還比較差，這一現狀直接決定了中職學校的《建筑力學》教學改革是一項較為艱巨的工程。盡管如此，只要我們與時俱進，以實踐應用為目標，踏踏實實，用心去處理、應對或改變教學中所面臨的問題，我們必定能在教學中凸顯出能力和素質教育這一特色。

參考文獻

[1]趙萍,高麗榮.建筑力學課程改革與實踐[J].石家莊職業技術學院學報，2006.[2]張立柱.改革建筑力學課程適應“2+1”教學模式[J].遼寧高職學報, 2008, 10(5).[2]陳春梅.提高高職建筑力學教學質量的幾點體會 [J].高教論壇 ,2008,(3).

第三篇：建筑力學教案

建筑力學重點內容教案

（四）靜定結構和超靜定結構

建筑物中支承荷載、傳遞荷載并起骨架作用的部分叫做結構，例如在房屋建筑中由梁、板、柱、基礎等構件組成的體系。前面，我們介紹了單個桿件的強度、剛度和穩定性問題。本章將要介紹結構的幾何組成規則、結構受力分析的基本知識、不同結構形式受力特點等問題。

第一節結構計算簡圖

實際結構很復雜，完全根據實際結構進行計算很困難，有時甚至不可能。工程中常將實際結構進行簡化，略去不重要的細節，抓住基本特點，用一個簡化的圖形來代替實際結構。這種圖形叫做結構計算簡圖。也就是說，結構計算簡圖是在結構計算中用來代替實際結構的力學模型。結構計算簡圖應當滿足以下的基本要求：

1．基本上反映結構的實際工作性能； 2．計算簡便。

從實際結構到結構計算簡圖的簡化，主要包括支座的簡化、節點的簡化、構件的簡化和荷載的簡化。

一、支座的簡化

一根兩端支承在墻上的鋼筋混凝土梁，受到均布荷載g的作用(圖10—1。)，對這樣一個最簡單的結構，如果要嚴格按實際情況去計算，是很困難的。因為梁兩端所受到的反力沿墻寬的分布情況十分復雜，反力無法確定，內力更無法計算。為了選擇一個比較符合實際的計算簡圖，先要分析梁的變形情況：因為梁支承在磚墻上，其兩端均不可能產生垂直向下的移動，但在梁彎曲變形時，兩端能夠產生轉動；整個梁不可能在水平方向移動，但在溫度變化時，梁端能夠產生熱脹冷縮。考慮到以上的變形特點，可將梁的支座作如下處理：通常在一端墻寬的中點設置固定鉸支座，在另一端墻寬的中點設置可動鉸支座，用梁的軸線代替梁，就得到了圖10—16的計算簡圖。這個計算簡圖反映了：梁的兩端不可能產生垂直向下移動但可轉動的特點；左端的固定鉸支座限制了梁在水平方向的整體移動；右端的可動鉸支座允許梁在水平方向的溫度變形。這樣的簡化既反映了梁的實際工作性能及變形特點，又便于計算。這就是所謂的簡支梁。

假設某住宅樓的外廊，采用由一端嵌固在墻身內的鋼筋混凝土梁支承空心板的結構方案(圖10—20)。由于梁端伸入墻身，并有足夠的錨固長度，所以梁的左端不可能發生任何方向的移動和轉動。于是把這種支座簡化為固定支座，其計算簡圖如圖10—26所示，計算跨度可取梁的懸挑長加縱墻寬度的一半。

預制鋼筋混凝土柱插入杯形基礎的做法通常有以下兩種：當杯口四周用細石混凝土填實、地基較好且基礎較大時，可簡化為固定支座(圖10—3a)；在杯口四周填入瀝青麻絲，柱端可發生微小轉動，則可簡化為鉸支座(圖10一36)。當地基較軟、基礎較小時，圖口的做法也可簡化為鉸支座。

支座通常可簡化為可動鉸支座、固定鉸支座、固定支座三種形式。

二、節點的簡化 結構中兩個或兩個以上的構件的連接處叫做節點。實際結構中構件的連接方式很多，在計算簡圖中一般可簡化為鉸節點和剛節點兩種方式。

1．鉸節點鉸節點連接的各桿可繞鉸節點做相對轉動。這種理想的鉸在建筑結構中很難遇到。但象圖10—40中木屋架的端節點，在外力作用下，兩桿間可發生微小的相對轉動，工程 中將它簡化為鉸節點(圖10—46)。

2·剛節點剛節點連接的各桿不能繞節點自由轉動，在鋼筋混凝土結構中剛節點容易實現。圖10—5a是某鋼筋混凝土框架頂層的構造，圖中的梁和柱的混凝土為整體澆注，梁和柱的鋼筋為互相搭接。梁和柱在節點處不可能發生相對移動和轉動，因此，可把它簡化為剛節點(圖10—56)。

三、構件的簡化

構件的截面尺寸通常比長度小得多。在計算簡圖中構件用其軸線表示，構件之間的連接用節點表示，構件長度用節點間的距離表示。

四、荷載的簡化

在工程實際中，荷載的作用方式是多種多樣的。在計算簡圖上通常可將荷載作用在桿軸上，并簡化為集中荷載和分布荷載兩種作用方式。關于荷載的分類及簡化已在第一章中述及。這里不再重復。

在結構設計中，選定了結構計算簡圖后，在按簡圖計算的同時，還必須采取相應韻措施，以保證實際結構的受力和變形特點與計算簡圖相符。因此，在按圖施工時，必須嚴格實現圖紙中規定的各項要求。施工中如疏忽或隨意修改圖紙；就會使實際結構與計算簡圖不符，這將導致結構的實際受力情況與計算不符，就可能會出現大的事故。檢查與回顧 1.結構計算簡圖應滿足哪些基本要求？

2.結構計算簡圖的簡化主要包括哪些內容？

新授課 第二節平面結構的幾何組成分析

一、幾何組成分析的概念

建筑結構通常是由若干桿件組成的，但并不是用一些桿件就可隨意地組成建筑結構。例如圖10—6a中的鉸接四邊形，可不費多少力就把它變成平行四邊形(圖。一6b)，但這種鉸接四邊形不能承受任何荷載的作用，當然不能作為建筑結構使用。如果在鉸接四邊形中加上一根斜桿(圖10—7)，那么在外力作用下其幾何形狀就不會改變了。

圖10—6 圖110—7

從幾何組成的觀點看，由桿件組成的體系可分為兩類：

1·幾何不變體系 在荷載作用下，不考慮材料的應變時，體系的形狀和位置是不能改變的

2·幾何可變體系在荷載作用下，不考慮材料的應變時，體系的形狀和位置是可以改變的(圖10—6a)。

對結構的幾何組成進行分析，以判定體系是幾何不變體系還是幾何可變體系，叫做幾何組成分析。

顯然，建筑結構必須是幾何不變體系。

在體系的幾何分析中，把幾何不變的部分叫做剛片。一根柱可視為一個剛片；任一肯定的幾何不變體系可視為一個剛片；整個地球也可視為一個剛片。

二、幾何不變體系的組成規則(一)鉸接三角形規則

實踐證明，鉸接三角形是幾何不變體系。如果將圖10—8口鉸接三角形A船中的鉸A拆開：AB桿則可繞曰點轉動，AB桿上4點的軌跡是弧線①；4C桿則可繞C點轉動，AC桿上的A點的軌跡是弧線②。這兩個弧線只有一個交點，所以A點的位置是唯一的，三角形ABC的位置是不可改變的。這個幾何不變體系的基本規則叫做鉸接三角形規則。

如果在鉸接三角形中再增加一根鏈桿仰(圖10—86)，體系ABCD仍然是幾何不變的，從維持體系幾何不變的角度看，AD桿是多余的，因而把它叫做多余約束。所以ABCD體系是有多余約束的幾何不變體系，而鉸接三角形ABC是沒有多余約束的幾何不變體系。

②

鉸接三角形規則的幾種表達方式

1·二元體規則在鉸接三角形中，將一根桿視為剛片，則鉸接三角形就變成一個剛片上用兩根不共線的鏈桿在一端鉸接成一個節點，這種結構叫做二元體結構(圖10—9)。于是鉸接三角形規則可表達為二元體規則：一個點與一個剛片用兩根不共線的鏈桿相連，可組成幾何不變體系。且無多余約束。

2·兩剛片規則若將鉸接三角形中的桿AB和桿日C均視為剛片，桿AC視為兩剛片間的約束(圖10—10)，于是鉸接三角形規則可表達為兩剛片規則：兩剛片間用一個鉸和一根不通過此鉸的鏈桿相連，可組成幾何不變體系，且無多余約束。圖10一ll a表示兩剛片用兩根不平行的鏈桿相連，兩鏈桿的延長線相交于A點，兩剛片可繞

圖 10一10 圖 10—11 A點做微小的相對轉動。這種連接方式相當于在A點有一個鉸把兩剛片相連。當然，實際上在A點沒有鉸，所以把A點叫做“虛鉸”。為了阻止兩剛片間的相對轉動，只需增加一根鏈桿(圖10—11 b)。因此，兩剛片規則還可以這樣表達：兩剛片間用三根不全平行也不全相交于一點的三根鏈桿相連，可組成幾何不變體系，且無多余約束。

3．三剛片規則若將鉸接三角形中的三根桿均視為剛片(圖10—12)，則有三剛片規則：三剛片用不在同一直線上的三個鉸兩兩相連，可組成幾何不變體系。且無多余約束。

總結

作業：P238 10-

1、10-2 檢查與回顧 鉸結三角形的表達形式 新授課

三、超靜定結構的概念

簡支梁通過鉸A和鏈桿B與地球相連(圖10—13a)，是幾何不變體系，且無多余約束。這種沒有多余約束的幾何不變體系叫做靜定結構。靜定結構的反力和內力可通過靜力平衡方程求得。如果在簡支梁中增加一個鏈桿(圖10—13b)，它仍然是幾何不變體系，但有一個多余約束。有多余約束的幾何不變體系叫做超靜定結構。超靜定結構的支座反力和內力不能由靜力平衡方程式全部求得。例如圖10—13b中的梁，在荷載和支座反力的作用下，構成一個平面一般力系，可列出三個獨立的平衡方程，而未知的支座反力有四個，三個方程只能解算三個未知量，所以不能求出全部的反力，因而內力也無法確定。超靜定結構的內力計算，除了運用靜力平衡條件外，還要利用變形條件，這里不予介紹。．

四、幾何組成分析的實例

幾何不變體系的組成規則，是進行幾何組成分析的依據。對體系重復使用這些規則，就可判定體系是否是幾何不變體系及有無多余約束等問題。運用規則對體系分析時，可先在體系中找到一個簡單的幾何不變部分，如剛片或鉸接三角形，然后按規則逐步組裝擴大，最后遍及全體系；也可在復雜的體系中，逐步排除那些不影響幾何不變的部分，例如逐步排除二元體，使分析對象得到簡化，以便于判別其幾何組成。

例10—1試對圖10—14中的體系做幾何組成分析。

解鉸接三角形是幾何不變體系(圖中的陰影部分)，在此基礎上不斷增加二元體，最后可遍及整個桁架。將整個桁架視為一個剛片，地球視為另一個剛片，依據兩剛片規則，它們之間用鉸A與不通過鉸A的支座鏈桿B相連，組成了沒有多余約束的幾何不變體系。

結論體系是幾何不變的，且無多余約束。‘

C

例10一2試分析圖10一15中體系的幾何組成。

解整個體系可分為左右兩個部分：左邊的AC可視為剛片，在剛片上增加二元體ADF；右邊的CB可視為剛片，在剛片上增加二元體GEB。左、右兩部分均可視為剛片，它們之間用鉸C和鏈桿DE相連(兩剛片規則)，形成一個大剛片。這個大剛片與地球用鉸A和鏈桿B相連，構成一個沒有多余約束的幾何不變體系。

現在從另一角度進行分析：左邊的AD、AC、DF可視為三剛片，它們通過不在同一直線上的三個鉸A、D、F相連，組成了一個幾何不變體系；右邊的CB、BE、GE可視為三剛片，它們通過不在同一直線上的三個鉸G、E、B、相連，也組成了一個幾何不變體系。左、右兩部分用鉸C和鏈桿冊相連，組成了一個沒有多余約束的幾何不變體系，然后再與地球相連。

結論體系是幾何不變的，且無多余約束。

例10—3試分析圖10—16中體系的幾何組成。

解圖10—16中的桿AB可視為剛片工，桿BC可視為剛片II，地球為剛片III。三剛片通過鉸A、B、C兩兩相連，但這三個鉸在同一直線上，不符合三剛片規則。現在分析在這種情況下會出現的問題。

B點是桿AB及BC的公共點。對AB桿而言，B點可沿以AB為半徑的圓弧線①運動；對嬲桿而言，B點可沿以BC為半徑的圓弧線②運動。由于A、曰、C三點共線，兩個圓弧在B點有公切線。所以，在圖示的瞬時，B點可沿公切線做微小的運動，即體系在這一瞬時是幾何可變的。但是，B點經過微小的位移后，A、B、C三點就不再共線，B點的位移不能再繼續增大。這種本來是幾何可變的體系，經過微小的位移后又成為幾何不變的體系，叫做瞬變體系。瞬變體系不能作為結構使用，任何接近于瞬變體系的構造，在實際建筑結構中也不允許出現。圖10—17中，A、B、C三鉸雖不共線，但在e角很小時，鏈桿的軸力將很大；當日角趨近于零時，體系趨近瞬變狀態，鏈桿的軸力將趨于無窮大。

結論體系是瞬變體系，不能作為結構使用。

例10-4試對圖中的體系作幾何組成分析。

解 曲桿AC、CB和直桿通過不在同一直線上的三個鉸A、B、C兩兩相連，組成了幾何不變體系且沒有多余約束。體系的兩端通過鉸A、B與基礎相連，顯然多了一個約束。

分析：曲桿AC、CB和地基可視為三剛片，它們通過不在同一直線上的鉸A、C相連，組成了幾何不變體系，因此，鏈桿衄可視為多余約束。結論體系是幾何不變的，且有一個多余約束。

建筑結構可分為平面結構和空間結構。如果組成結構的所有桿件的軸線菇在同一個平而Ⅱ為平面結構，否則，便是空間結構。嚴格說來，實際建筑結構 ‘多場合下，根據結構的組成特點及荷載的傳遞途徑，在實際許可的進五磊主 內，把它們分解為若干個獨立的平面結構，可簡化計算。

從結構的幾何組成角度看，結構又可分為靜定結構和超靜定結構。

第四篇：建筑力學教案

第十章 靜定結構和超靜定結構

第二節平面結構的幾何組成分析

教學要求：1.理解幾何組成分析中的名詞含義；

2.掌握平面幾何不變體系的組成規則；

3.會對常見平面體系進行幾何組成分析。重 點：掌握平面幾何不變體系的組成規則。難 點：對平面體系進行幾何組成分析。授課方式：課堂講解和練習教學內容：平面結構的幾何組成分析

一、概念

體系：若干個桿件相互聯結而組成的構造。

1、幾何不變體系：在任何荷載作用下，若不計桿件的變形，其幾何形狀與位置均保持不變的體系。

2.幾何可變體系：即使不考慮材料的變形，在很小的荷載作用下，會引起很大的形狀或位置的改變的體系。

3、剛片：幾何形狀不能變化的平面物體。

二、幾何不變體系的組成規則

1.鉸接三角形規則:三個剛片用不共線的三個單較兩兩相聯,組成的體系為幾何不變。

此體系由三個剛片用不共線的三個單鉸A、B、C兩兩鉸聯組

成的，為幾何不變。（1）二元體規則: 二元體:兩根不共線的鏈桿聯結一個新結點的構造。在一個剛片上增加或減少一個二元體,仍為幾何不變體系。

為沒有多余約束的幾何不變體系 結論：在一個體系上增加或拆除二元體，不會改變原體系的幾何構造性質。（2）兩剛片規則: 兩個剛片用一個鉸和一根不通過此鉸的鏈桿相聯,為幾何不變體系。

虛鉸：

O為相對轉動中心。起的作用相當一個單鉸，稱為虛鉸。

或者

兩個剛片用三根不完全平行也不交于同一點的鏈桿相聯，為幾何不變體系。

例如：

基礎為剛片Ⅰ，桿BCE為剛片Ⅱ，用鏈桿AB、EF、CD 相聯，為幾何不變體系。

三、課后練習：

建筑力學公開課教案

系

部：綜合二祖

內

容：平面結構的幾何組成分析

班

級：高一建筑一班

教

師：陳

燕

第五篇：建筑力學教案

第一章

緒論

§1—1 建筑力學的任務和內容

一．結構

由建筑材料按合理方式組成并能承受一定載荷作用的物體或物體系。或言建筑物中承受荷載而起骨架作用的部分。Ex 梁、柱、基礎，以及由這些構件單元組成的結構體系都稱為結構。圖示：單層廠房結構。構件：組成結構的各獨立單元。二．結構的分類（按幾何特征）

⑴ 桿系結構：組成桿系結構的構件是桿件。桿件的幾何特征：長度運大于橫截面寬度和高度。Ex 直桿、曲桿、折桿。此外 桿件又可分為等截面桿和變截面桿。⑵ 板殼結構（薄壁結構）：組成薄壁結構的構件是薄板或薄殼。薄板或薄殼的幾何特征：其厚度遠遠小于寬度和高度。

⑶ 實體結構 ：其三個方向的尺寸相當。

三、建筑力學的基本任務

建筑力學的基本任務是研究結構的幾何組成規律，以及在荷載作用下結構和構件的強度、剛度和穩定性的計算方法和計算原理。其目的是保證所設計的結構和構件能正常工作，并充分發揮材料的力學性能，使設計的結構既安全可靠又經濟合理。

說明：⑴ 幾何組成： 是指結構必須按一定規律由構件連接組成，以確保結構在荷載作用下能夠維持其幾何形狀和相對位置不變。保證結構能夠承受荷載并維持平衡。

⑵ 強度：指結構和構件抵抗破壞的能力。即保證結構和構件正常工作不發生斷裂。

⑶ 剛度：指結構和構件抵抗變形的能力。即保證結構和構件在使用過程中不致產生實用上不允許的過大變形。

⑷ 穩定性：指承壓結構和構件抵抗失穩的能力。即保證結構和構件在使用過程中始終保持其原來的直線平衡形式，不發生因彎曲變形而喪失承載能力導致破壞的現象。

四、建筑力學的內容

1． 靜力學基礎及靜定結構的內力計算 包括：⑴ 物體的受力分析。

⑵ 力系的簡化及平衡方程。⑶ 結構的幾何組成規律。⑷ 靜定結構的內力計算。

由于這些問題均與變形無關，故此部分內容中的結構和構件均可視為剛體。即以剛體為研究對象。2． 強度問題

研究結構和構件在各種基本變形形式下內力的計算原理和方法，以保證結構和構件滿足強度要求。3． 剛度問題

研究靜定結構和構件在荷載作用下變形和位移的計算原理和計算方法。以保證結構和構件滿足剛度要求。同時也為超靜定結構的計算奠定基礎。4． 超靜定結構的內力計算

介紹力法、位移法求解超靜定問題以及力矩分配法求解連續梁及無側移剛架的內力。以確保超靜定結構的強度和剛度滿足要求。5． 穩定性問題

僅討論不同支撐條件下中心受壓直桿的穩定性問題。

在2—5的各部分內容中，變形因素在所研究的問題中起主要作用，所以，研究這些問題時，結構和構件均視為理想變形固體，即以理想變形固體為研究對象。

§1—2 剛體、變形固體及其基本假設

建筑力學中通常將物體抽象為兩種力學模型：剛體模型和理想變形固體模型。

⑴剛體：在力的作用下不變形的物體。是研究物體在特定問題狀態下一種理想化的力學模型。⑵ 理想變形固體：

（a）變形：在荷載作用下物體的形狀和尺寸的改變稱作變形。變形包括：彈性變形和塑性變形。彈性變形：撤去荷載可消失的變形。

塑性變形：撤去荷載后殘留下來而無法消失的變形。

（b）變形固體：荷載作用下產生變形的物體稱變形固體。

（c）理想變形固體：為研究問題的方便，將滿足下面三個假設條件的變形固體稱理想變形固體。是一種理想化的力學模型。

① 連續性假設：組成物體的材料是密實的，其內部物質連續分布無任何空隙。

② 均勻性假設：組成物體的材料的力學性質是均勻的，其任何一部分材料的力學性質均相同。③ 各向同性假設：組成物體的材料各個方向的力學性質均相同。若各個方向力學性質不相同則為各向異性材料。Ex 木材、竹子等。

§1—3 桿件變形的基本形式

桿件據其所受荷載方式的不同，其變形有所不同，盡管變形形式復雜多樣但總括起來可歸結為四種基本變形形式之一，或是基本變形形式的組合。⑴ 軸向拉伸與壓縮

桿件在軸線方向的荷載作用下產生的伸長或縮短的變形即為拉壓變形。這種變形形式稱軸向拉伸與壓縮。⑵ 剪切

桿件承受一對相距很近，作用線垂直于桿件軸線且方向相反的平行荷載的作用，桿件的變形為橫截面沿荷載作用方向發生相對錯動，此種變形形式稱剪切變形。⑶ 扭轉

桿件在一對作用于桿件橫截面且方向相反的力偶作用下，產生的相鄰橫截面繞軸線轉動的變形稱扭轉變形。⑷ 彎曲

桿件在一對方向相反的作用于桿件縱向平面內的力偶作用下產生的軸線由直線變為曲線的變形成為彎曲變形。

§1—4 荷載的分類

一．荷載的概念

作用在結構上的外力稱荷載。Ex 結構自重、水壓力、土壓力、風壓力、雪壓力以及設備重量等。此外還有一些其它因素如：溫度變化、基礎沉陷、制造誤差等，廣義上說這些因素都可以稱作荷載。

確定結構所受荷載，需根據實際結構受力狀況，既不能將荷載估計過大造成浪費，也不能將荷載估計過小造成設計的結構不夠安全。二．荷載的分類

⑴ 根據荷載的分布情況分

分布荷載：作用于體積、面積和線段上的體荷載、面荷載和線荷載統稱為分布荷載。

重力屬于體荷載，風、雪屬于面荷載。由于本教材僅研究平面桿系結構，故通常將體荷載、面荷載簡化成沿桿件軸線分布的線荷載。

集中荷載：作用于結構上一點的荷載。Ex 吊車輪壓。⑵ 按荷載作用時間久暫分

恒荷載：長期作用于結構上不變的荷載。Ex 結構的自重、固定設備等。活荷載：暫時作用于結構的短期荷載。Ex 風、雪等荷載。⑶ 按荷載作用性質分

靜力荷載：荷載的大小、方向、作用位置不隨時間變化，或雖有變化，變化極緩不致引起結構產生加速度而具有慣性力的作用。

動力荷載：荷載的大小、方向、作用位置隨時間變化，由此引起結構的質量產生加速度而具有慣性力的作用。Ex 結構上轉動的偏心電機、地震荷載等。由此引起的結構的內力和位移都隨時間變化，稱之為動內力和動位移，統稱為動力反應。