建筑力学

第一章绪论

第一节基本假设

第二节基本概念

第三节计算简图

第四节杆件的基本变形

第二章平面杆件体系的几何组成分析

第一节几何不变体系、几何可变体系的概念

第二节  自由度和约束的概念

第三节无多余约束的几何不变体系组成规则

第四节体系几何组成分析举例

第三章刚体平衡

第一节力的基本知识

第二节平面汇交力系和平面力偶系

第三节平面一般力系

第四节空间力系

第四章杆件的轴向拉伸和压缩

第一节轴向拉伸和压缩的概念

第二节内力、截面法

第三节轴向拉(压)杆横截面上的应力

第四节拉(压)杆的变形

第五节拉伸和压缩时材料的力学性能

第六节拉(压)杆的强度条件及其应用

第七节拉伸和压缩超静定问题

第八节联结件的剪切和挤压强度计算

第五章圆轴扭转

第一节外力偶矩、扭矩和扭矩图

第二节圆轴扭转时横截面上的应力和应变

第三节  圆轴扭转时横截面上的切应力和强度条件

第四节圆轴扭转的变形和刚度条件

第六章梁的弯曲内力

第一节剪力和弯矩

第二节列方程作内力图

第三节简易法作内力图

第四节叠加法作梁的弯矩图

第七章梁的应力和变形

......

    建筑力学主要研究土建结构的力学性能。结构，是指建筑物中承担荷载起骨架作用的部分，组成结构的部件称为构件。建筑力学研究的主要内容包括：刚体的平衡问题；构件(主要是杆件)在外部因素作用下的内力与变形分析；结构(主要是杆系结构)的几何组成、受力变形特性及内力、位移的计算等。

    在平衡分析中．不考虑受力物体本身的变形。即视为刚体，然后研究各种力系对于物体作用的总效应和力系的平衡条件。其基本问题为：讨论各种力系的简化方法及其平衡条件。

    构件的受力分析包括对各种基本变形形式下构件的强度、刚度和稳定性分析，同时研究各种材料的主要力学性质。构件本身为可变形固体。

    结构分析中讨论各种结构的几何特性，并进而进行内力、应力、位移和变形的计算，为解决结构的设计与校验问题奠定基础。

    第一节基本假设

    自然界中的物体不仅受多种外部因素的影响。其本身性质也是五花八门、多种多样的。在建筑力学的研究中．不可能将各种因素同时加以考虑。这就需要忽略若干次要性质，集中讨论其主要性质，即将复杂的真实物体抽象简化为只具有主要性质的理想物体，然后再对其进行研究。

    一、刚体与变形固体

    在静力平衡问题的研究中，将被研究物体视为刚体。实际上自然界中并不存在绝对的刚体——永不变形的固体。一般的固体，例如房屋的各个部分或机器的各个零、部件．受力后都将发生变形，但这种变形通常都非常小。因此，在进行力的外效应(力作用使物体的机械运动状态发生改变)计算时，都不考虑它们受力后所发生的微小变形，而把它们看作是不变形的刚体。力使受力物体发生变形，称为力的内效应或变形效应。在考虑力对物体的内效应时，则必须考虑物体几何形状与尺寸的变化，即将物体视为可变形固体。本教材第二、三章所讨论物体均视为刚体，其余各章均为可变形固体。

    二、完全弹性体与小变形

    变形固体在外力作用下产生的变形，就其变形性质可以分为两种：弹性变形和塑性变形。弹性变形是指变形体上外力去掉后可以消失的变形。塑性变形是指外力去掉后残留的变形，又称残余变形。

    去掉外力后能完全恢复原状的物体称为完全弹性体。虽然自然界并不存在完全弹性体，但常用的一些工程材料，如金属、木材等，当外力不超过某一限度时，很接近于完全弹性体，这时可以将其看作完全弹性体。本书中所讨论的问题，除特别指明外，均将所研究物体视为完全弹性体。

    工程中大多数的构件，在荷载下产生的变形与构件本身尺寸相比很小，称为“小变形”。本书中所研究的变形均属小变形的范围。因此，在研究构件的平衡问题时，可以用构件变形前的原始尺寸进行计算；在进行变形计算时，也可以略去变形的高次项。

  三、材料的连续、均匀和各向同性

  连续是指固体内部没有空隙。相应地，固体内出现的物理量(如变形、位移等)也可以看成是连续的，从而可以用坐标的连续函数来描述。

    均匀是指固体内各处的力学性质完全相同。从而可以取出物体的任意微小部分来研究，其结果可以推广至整个物体；同时，也可以将那些用大尺寸试件在实验中获得的材料的力学性质用到任何微小部分上去。

    各向同性是指固体在各个方向上具有相同的力学性质。这样，在研究了材料沿某一方向的力学性质后，就可以将其结论用于任何方向。

    根据上述假设，将常用的工程材料如钢、铸铁、塑料以及混凝土等简化为连续、均匀，各向同性的理想介质，不仅使工程计算得以大大简便，更重要的是这些假设虽具有近似性，但已为实践所验证：依据它们所得出的结论是可以满足工程所需精确度的。

    第二节基本概念

    建筑力学研究中，涉及到荷载、反力、内力、位移等多种物理量，下面进行简单地介绍。

    一、荷载

    构件在正常工程情况下，通常都承受一定的力。如建筑物中的粱承受楼板或屋顶传给它的重量，螺钉承受被紧固物对它的作用力等等。这些重量和力统称为加在构件上的荷载。工程中常见的荷载有以下几种：

    1．集中力

    荷载作用在很小的面积上时，可以近似地看作一个集中力，其大小等于分布荷载的合力，作用在该小面积所在处的一个点上。

    通常用FP表示集中力，其单位为N，kN等。