土木工程力学课件完整.pptx
《土木工程力学课件完整.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《土木工程力学课件完整.pptx(212页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、土木工程力学课件完整图文,1.土木工程与力学用建筑材料(土、石、砖、木、混凝土、钢、铝、聚合物、钢筋混凝土、复合材料等)建造房屋、道路、铁路、桥梁、隧道、河、港、市政、卫生等建筑物或构筑物的生产活动和工程技术称为,土木工程。,1.土木工程与力学土木工程。,2.课程的研究对象建筑物或构筑物中承受外部作用的骨架称为结构(彩图7)。,图0-1杆件、板壳、块体,2.课程的研究对象图0-1杆件、板壳、块体,3.课程的任务结构和构件必须具备安全、适用、耐久的功能。,图0-2现浇钢筋混凝土梁的模板支设情况,3.课程的任务图0-2现浇钢筋混凝土梁的模板支设情况,图0-3小实验压杆的稳定性,图0-3小实验压杆的
2、稳定性,4.课程的学习方法本课程注重贴近工程实际,教材以图片的形式列举了大量的土木工程结构和构件的实例。,4.课程的学习方法,土木工程力学课件完整图文,1.1.1力,力是物体之间相互的机械作用。,1.1.1力力是物体之间相互的机械作用。,图1-1力与变形、与运动状态改变的一致性,图1-1力与变形、与运动状态改变的一致性,如图1-1所示,脚踢球的力作用在球的一定部位、一定范围,并且有一定的方向和大小。,图1-2对力的单位的体验,1.1.2集中力分布力,如图1-1所示,脚踢球的力作用在球的一定部位、一定范围,并,图1-3小实验分布力、集中力的变形效应不同,图1-3小实验分布力、集中力的变形效应不同
3、,图1-4平衡,图1-4平衡,1.2.1二力平衡公理作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是,这两个力在同一直线上,指向相反,大小相等。,1.2.2作用与反作用公理作用力和反作用力总是同时存在,分别作用在相互作用的两个物体上,沿同一直线,指向相反,大小相等。,1.2.1二力平衡公理1.2.2作用与反作用公理,图1-5比较两个公理,图1-5比较两个公理,1.2.3平行四边形法则,图1-6力与力系的等效替换,1.2.3平行四边形法则图1-6力与力系的等效替换,1.2.4加减平衡力系公理在已知的力系上,加上或减去任意的平衡力系,不改变原力系对刚体的作用效应。,图1-7力系的合成与力的分
4、解,1.2.4加减平衡力系公理图1-7力系的合成与力的分解,图1-8加减平衡力系,图1-8加减平衡力系,1.3.1计算简图,1.结构的简化 将空间杆系结构简化为平面杆系结构一般的杆系结构都是空间结构(图1-9a)。,图1-9单层厂房的计算简图,1.3.1计算简图1.结构的简化图1-9单层厂房的计算简,图1-10装配式门式刚架,图1-10装配式门式刚架,图1-11实际支座抽象为固定铰支座,图1-11实际支座抽象为固定铰支座,图1-12实际支座抽象为可动铰支座,图1-12实际支座抽象为可动铰支座,图1-13实际支座抽象为固定端支座,图1-13实际支座抽象为固定端支座,结构构件的自重、楼面上人群或物
5、品的重量、厂房中设备的重量、水压、风压、雪压、车轮的轮压等,都是以力的形式直接作用在结构上的,称为直接作用,习惯称为荷载。,2.荷载的简化,结构构件的自重、楼面上人群或物品的重量、厂房中设备的重量、,1.3.2实验模型一些重大工程,要建立试验模型进行模拟测试,检验工程计算的精度。,图1-14肋拱式输水渡槽计算简图,1.3.2实验模型图1-14肋拱式输水渡槽计算简图,图1-15中铁大桥局桥科院展示的贵州巴陵河大桥的试验模型,图1-15中铁大桥局桥科院展示的贵州巴陵河大桥的试验模型,1.杆件采用容易变形的钢锯条、硬纸条做杆件。,2.结点将几根钢锯条端部的圆孔对齐,插入螺栓,即形成铰结点(图1-16
6、a)。,1.杆件2.结点,图1-16结点与支座的模型,图1-16结点与支座的模型,3.支座,将两根塑料短链杆的一端用螺栓拼到木条的两个孔上,另一端孔对孔穿螺栓再与锯条端孔相连,形成固定铰支座;在木条上开一个V形槽,限制锯条的端部左右移动和向下移动,容许转动,也可模拟固定铰支座(图1-16c)。,4.荷载链条展开,模拟分布荷载;链条集中,模拟集中荷载(图1-3)。,3.支座 将两根塑料短链杆的一端用螺栓拼到木条的两个孔上,另,1.4.1几种理想约束的约束力,1.柔性约束由绳索、钢丝束、链条、胶带等形成的约束称为柔性约束。,1.4.1几种理想约束的约束力 1.柔性约束,图1-17几种理想约束的约束
7、力,图1-17几种理想约束的约束力,图1-17几种理想约束的约束力(续),图1-17几种理想约束的约束力(续),2.二力杆件约束只受二力作用且处于平衡状态的杆件称为二力杆件。,3.光滑接触面约束当约束与研究对象的接触略去摩擦时,接触面抽象为光滑接触面,此时的约束称为光滑接触面约束。,2.二力杆件约束3.光滑接触面约束,4.光滑圆柱铰链约束一个光滑的圆柱销钉插入两构件的光滑圆孔,形成光滑圆柱铰链。,4.光滑圆柱铰链约束,分析结构或构件的受力,需要把结构或构件从与周围相连的物体中隔离出来,从而明确研究对象,准确显示其他物体对研究对象的作用。,图1-18物块的受力图,1.4.2隔离体与受力图,分析结
8、构或构件的受力,需要把结构或构件从与周围相连的物体中,1.4.3单个物体的受力图如图1-9a所示,单层厂房在建造时,预制的钢筋混凝土柱是怎样吊装到位的?,1.4.3单个物体的受力图,图1-19起吊钢筋混凝土柱的两种绑扎方法,图1-19起吊钢筋混凝土柱的两种绑扎方法,图1-20起吊初期柱的受力图,图1-20起吊初期柱的受力图,图1-21斜吊、直吊状态下柱的受力图,图1-21斜吊、直吊状态下柱的受力图,图1-22楼盖大梁的受力图,图1-22楼盖大梁的受力图,图1-23屋架的受力图,图1-23屋架的受力图,图1-24管道支架梁的受力图,图1-24管道支架梁的受力图,两个或多个物体按一定方式连接的系统
9、称为物体系。,图1-25滑轮的受力图,1.4.4简单物体系统的受力图,两个或多个物体按一定方式连接的系统称为物体系。图1-25滑,图1-26三铰拱的受力图,图1-26三铰拱的受力图,图1-27钢筋混凝土管的受力图,图1-27钢筋混凝土管的受力图,土木工程力学课件完整图文,图2-1力在坐标轴上的投影,图2-1力在坐标轴上的投影,图2-2力在坐标轴上的投影,图2-2力在坐标轴上的投影,2.2.1平面力系的分类图2-3a所示两台起重机正在起吊一个圆柱形构件。,2.2.1平面力系的分类,图2-3平面力系分类,图2-3平面力系分类,2.2.2平面汇交力系的平衡方程图2-4a所示的平面汇交力系(F1、F2
10、、F3)中,力F1、F2可以用合力FR1代替,FR1的大小和方向由平行四边形的对角线确定;图2-4b中,力FR1、F3可以用合力FR代替,FR的大小和方向由平行四边形的对角线确定。,2.2.2平面汇交力系的平衡方程,图2-4平面汇交力系的合成,图2-4平面汇交力系的合成,图2-5求绳的拉力,图2-5求绳的拉力,图2-6管道支架杆件的受力分析,图2-6管道支架杆件的受力分析,图2-7求杆所受的力,图2-7求杆所受的力,图2-8桁架各杆的受力,图2-8桁架各杆的受力,图2-9力对轴之矩与力对点之矩,图2-9力对轴之矩与力对点之矩,图2-10力矩,图2-10力矩,图2-11土压力的倾覆力矩,图2-1
11、1土压力的倾覆力矩,2.4.1力偶、力偶矩相互平行、指向相反大小相等的两个力所组成的力系(F,F)称为力偶(图2-12a)。,2.4.1力偶、力偶矩,图2-12力偶力偶矩,图2-12力偶力偶矩,2.4.2力偶的性质性质1力偶无合力,图2-13力偶在坐标轴上的投影为零,2.4.2力偶的性质图2-13力偶在坐标轴上的投影为零,图2-14力偶的常见表示,图2-14力偶的常见表示,意一点,该点到力作用线的距离为d。,图2-15力的平移定理,2.4.3力的平移定理如图2-15a所示,在刚体的A点处作用有力F,点O为刚体上的任,意一点,该点到力作用线的距离为d。图2-15力的平移定理2,图2-16偏心压缩
12、受力变形的分解,图2-16偏心压缩受力变形的分解,2.5.1平面一般力系的平衡方程如图2-17a所示平面一般力系,各力向任意点A平移,得一平面汇交力系和一平面力偶系(图2-17b)。,2.5.1平面一般力系的平衡方程,图2-17平面一般力系向一点简化,图2-17平面一般力系向一点简化,表2-1平面力系的平衡方程,表2-1平面力系的平衡方程,表2-1平面力系的平衡方程,表2-1平面力系的平衡方程,表2-1平面力系的平衡方程,表2-1平面力系的平衡方程,2.5.2单个构件的平衡问题 应用平面力系的平衡方程解单个刚体的平衡问题,其步骤为:,2.5.2单个构件的平衡问题,图2-18求悬臂梁的支座反力,
13、图2-18求悬臂梁的支座反力,图2-19求外伸梁的支座反力,图2-19求外伸梁的支座反力,每人支承桶重的几分之几?离桶近,支承的力大。力的大小按距离比例分配为:FP、FP图2-20求简支梁的支座反力,每人支承桶重的几分之几?,图2-21求固定端支座的支座反力,图2-21求固定端支座的支座反力,图2-22简支刚架,图2-22简支刚架,*2.5.3简单物体系统的平衡问题,*2.5.3简单物体系统的平衡问题,图2-23三铰拱的受力分析,图2-23三铰拱的受力分析,图2-24静定多跨梁的受力分析,图2-24静定多跨梁的受力分析,土木工程力学课件完整图文,图3-1杆件的基本受力变形形式,图3-1杆件的基
14、本受力变形形式,图3-2组合变形,图3-2组合变形,图3-3柱的受力变形形式,图3-3柱的受力变形形式,3.3.1杆件的内力如图3-4所示,用力拉橡皮筋的A、B两端,橡皮筋会伸长。,3.3.1杆件的内力,图3-4橡皮筋的受力与变形,图3-4橡皮筋的受力与变形,3.3.2显示内力计算内力的方法截面法为了计算内力,须用一个假想的截面将杆件截为两部分,使构件的内力显示出来,然后,取其中一部分为研究对象,用静力平衡方程计算内力。,3.3.2显示内力计算内力的方法截面法,图3-5求指定截面的内力,3.3.3轴力,图3-5求指定截面的内力3.3.3轴力,图3-6求任意截面的轴力,图3-6求任意截面的轴力,
15、图3-7柱的轴力函数,图3-7柱的轴力函数,3.3.4轴力图图3-7c以数学的形式表现轴力的函数图象,略加改造即得工程实用的轴力图(图3-7d):用x轴上与梁对齐的线段代替x轴,这一线段称为基线;轴力函数图线上的点到基线的垂直线段称为纵坐标线。,3.3.4轴力图,图3-8四人拉绳与两人拉绳,图3-8四人拉绳与两人拉绳,3.4.1应力图3-9表示受力变形较为复杂的杆件,假想地在某个横截面处截开,杆段之间相互的作用力实际上是连续分布在横截面上(图3-9b)。,3.4.1应力,图3-9分布内力,图3-9分布内力,图3-10体会应力的单位,图3-10体会应力的单位,3.4.2直杆轴向拉伸压缩时横截面的
16、应力当外力(外力的合力)与直杆轴线重合时,杆发生伸长或缩短。,3.4.2直杆轴向拉伸压缩时横截面的应力,图3-11轴向拉压杆的应力,图3-11轴向拉压杆的应力,3.5.1轴向拉压杆的强度条件杆件材料抵抗破坏的能力称为杆件的强度。,3.5.1轴向拉压杆的强度条件,表3-1钢材基本许用应力,表3-1钢材基本许用应力,应用强度条件,可以进行三个方面的强度计算:,图3-12钢板的拉伸强度计算,3.5.2强度计算的三种类型,应用强度条件,可以进行三个方面的强度计算:图3-12钢板的,3.6.1弹性变形和塑性变形固体在外力作用下会产生两种不同性质的变形:一种是弹性变形当外力撤除时随着消失的变形(图3-14
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 土木工程 力学 课件 完整
链接地址:https://www.31ppt.com/p-1329020.html