第一篇：《建筑力學》教學大綱

《建筑力學》教學大綱

適用專業(yè)：建筑工程技術 課程性質：專業(yè)基礎課 學 時 數： 24 大綱執(zhí)筆人：何冬

一、課程定位與目標

課程定位：本課程是建筑工程技術專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎課,主要研究結構受力及構件承載能力,是工程技術人員必備的知識。

課程目標：通過對結構、構件受力情況的分析和平衡狀態(tài)的研究，學會分析工程結構的受力情況；研究結構、構件在載荷作用下的內力及變形規(guī)律；建立構件強度、剛度和穩(wěn)定性計算的理論基礎，保證結構、構件在既安全又經濟的前提下工作。培養(yǎng)學生的分析問題、解決問題的抽象思維能力，培養(yǎng)認真負責的工作態(tài)度和嚴謹細致的工作作風。

二、課程內容及要求

（一）緒 論（2時）

教學重點、難點：

教學重點：強度、剛度、穩(wěn)定性等概念；結構計算簡圖的簡化要點；剛體及變形固體假定。

教學難點：結構計算簡圖。

教學內容和基本要求：

（1）了解建筑力學的任務及研究對象；（2）了解強度、剛度、穩(wěn)定性的概念；（3）了解構件及桿件結構的分類；（4）掌握結構的計算簡圖；（5）掌握荷載的分類。

考核的主要知識與技能：

建筑力學的任務及研究對象；強度、剛度、穩(wěn)定性的概念；剛體及變形固體假定，本課程的特點、內容、任務、學習方法。

（二）靜力學基本概念與受力圖（2時）

教學重點、難點：

教學重點：靜力學公理；常見約束及其約束反力；物體的受力分析與受力圖。

教學難點：物體的受力分析。

教學內容和基本要求：（1）了解力的基本概念；（2）掌握靜力學公理；

（3）掌握約束類型及其約束反力；（4）掌握物體的受力分析與受力圖。

考核的主要知識與技能：

力的基本概念；掌握靜力學公理，約束類型及其約束反力；物體的受力分析與受力圖。

（三）平面匯交力系和平面力偶系（2時）

教學重點、難點：

教學重點：平面匯交力系合成與平衡的解析法；合力投影定理；力矩與力偶的概念；合力矩定理；

教學難點：力矩與力偶

教學內容和基本要求：

（1）了解平面匯交力系合成與平衡的幾何法；（2）掌握平面匯交力系合成與平衡的解析法；（3）掌握力矩與力偶；

（4）了解平面力偶系合成與平衡?？己说闹饕R與技能：

平面匯交力系合成與平衡的幾何法，平面匯交力系合成與平衡的解析法，力矩與力偶概念；平面力偶系合成與平衡。

（四）平面任意力系（2時）

教學重點、難點：

教學重點：平面任意力系的平衡條件及應用。

教學難點：平面任意力系的平衡條件及應用。

教學內容和基本要求：（1）了解平面任意力系的簡化；

（2）掌握平面任意力系的平衡條件及應用；（3）掌握物體系的平衡計算?？己说闹饕R與技能：

平面任意力系的簡化，平面任意力系的平衡條件及應用，物體系的平衡計算。

（五）軸向拉伸、壓縮與剪切（2時）教學重點、難點：

教學重點：軸向拉壓桿的內力、應力及強度計算。

教學難點：內力、應力概念；剪切與擠壓計算。

教學內容和基本要求：

（1）掌握軸向拉壓桿的內力與軸力圖；（2）了解軸向拉壓桿的應力；

（3）了解軸向拉壓桿的強度和變形計算；（4）掌握材料在拉伸和壓縮時的力學性能；（5）掌握剪切與擠壓實用計算。

考核的主要知識與技能: 軸向拉壓桿的內力、應力及強度計算，剪切與擠壓計算；理解內力、應力概念；材料在拉伸和壓縮時的力學性能。

（六）組合變形計算（2時）

教學重點、難點：

教學重點：拉壓與彎曲組合變形計算。

教學難點：斜彎曲、彎曲與扭轉組合變形計算。

教學內容和基本要求：（1）了解斜彎曲梁的變形計算；（2）了解拉壓與彎曲組合變形計算；（3）了解彎曲與扭轉組合變形計算； 考核的主要知識與技能：

斜彎曲梁的變形計算，拉壓與彎曲組合變形計算，彎曲與扭轉組合變形計算。

（七）壓桿穩(wěn)定（2時）

教學重點、難點：

教學重點：壓桿的臨界力。

教學難點：壓桿的臨界力。

教學內容和基本要求：（1）了解壓桿穩(wěn)定的概念；（2）了解細長壓桿的臨界力；（3）掌握壓桿的臨界應力；（4）掌握壓桿穩(wěn)定計算。

考核的主要知識與技能：

壓桿穩(wěn)定的概念、細長壓桿的臨界力及壓桿穩(wěn)定計算。

（八）平面體系的幾何組成分析（2時）

教學重點、難點：

教學重點：平面體系的幾何組成分析。

教學難點：平面體系的幾何組成分析。

教學內容和基本要求：

（1）掌握平面體系的幾何組成規(guī)則及分析方法；（2）了解靜定結構和超靜定結構概念。

考核的主要知識與技能：

平面體系的幾何組成規(guī)則及分析方法；了解靜定結構和超靜定結構概念。（九)靜定結構的內力分析(2)教學重點、難點：

教學重點：單跨靜定梁、靜定平面剛架的內力計算。

教學難點：靜定平面剛架、桁架、多跨梁計算。教學內容和基本要求：

（1）掌握單跨靜定梁、多跨靜定梁及斜梁的內力計算；（2）掌握靜定平面剛架的內力計算；（3）了解靜定平面桁架的內力計算?？己说闹饕R與技能：

單跨靜定梁、多跨靜定梁及斜梁的內力計算，靜定平面剛架的內力計算，了解靜定平面桁架、拱的內力計算。

（十）靜定結構的位移計算（2時）

教學重點、難點：

教學重點：圖乘法計算位移。

教學難點：虛功原理。

教學內容和基本要求：（1）掌握虛功原理；

（2）了解單位荷載法計算位移；（3）掌握圖乘法。

考核的主要知識與技能: 圖乘法計算位移；單位荷載法計算位移。

（十一）力法（2時）教學重點、難點：

教學重點：力法的基本原理；力法解超靜定梁和超靜定剛架。

教學難點：力法解高次超靜定剛架、桁架。教學內容和基本要求：

（1）了解超靜定結構概念及超靜定次數確定；（2）掌握力法的基本原理；（3）掌握力法典型方程；（4）掌握力法解超靜定梁；（5）掌握力法解超靜定剛架；（6）了解力法解超靜定桁架；（7）了解力法解超靜定排架?？己说闹饕R與技能：

超靜定結構概念及超靜定次數確定；力法的基本原理，力法典型方程，力法解超靜定梁，力法解超靜定剛架；力法解超靜定桁架、排架。

（十二）位移法（1）教學重點、難點：

教學重點：位移法的基本原理。

教學難點：位移法的基本原理；位移法計算無側移剛架。教學內容和基本要求：（1）掌握位移法的基本原理；（2）掌握形常數和載常數；（3）掌握位移法的基本未知量；（4）掌握位移法典型方程；

（5）了解位移法計算連續(xù)梁和無側移剛架；（6）了解直接平衡法解超靜定結構?？己说闹饕R與技能：

位移法的基本原理，形常數和載常數，位移法的基本未知量，位移法計算連續(xù)梁和無側移剛架；直接平衡法解超靜定結構。

三、本課程教學意見

《建筑力學》是一門計算性很強的課程，初學者往往因概念抽象，知識點多、計算量大而感到學習困難，教師要注重從以下幾個方面做好學生引導工作：

1、注重基本概念、基本理論、基本方法的講解，尤其對受力分析、力矩、截面法計算梁在受彎時的內力等問題要重點講解；

2、理論聯系實際，在講解過程中要把工程實際中較簡單受力問題轉化為力學模型；

3、在授課過程中，注意知識的內在聯系，講清楚分析問題的常用方法和分析步驟。

4、在實際教學過程當中，教師要根據學生的專業(yè)情況、知識水平、教材版本，對部分內容要進行有重點的補充和刪減。

四、本課程學業(yè)評價

（一）考核目的

檢驗學生通過學習，是否達到了《建筑力學》教學大綱的基本要求，檢查學生對課程涉及的的基本知識、基本理論、基本方法和基本技能的掌握程度。

（二）考核方式及考核用時

考核包括平時考核和期末考核兩部分組成，考核總成績?yōu)?00分（四舍五入取整數）。平時考核成績占總成績的40%，由作業(yè)成績（占總成績的20%）和平時測驗成績（占總成績的20%）組成。其中，作業(yè)成績登記10次：每次總分10分，共100分。期末考核成績占總成績的60%，采取閉卷筆試方式進行，試卷總分100分，考試時長為110分鐘。

（三）命題要求

1、依據教學大綱命題，命題要突出教學的重點內容，要覆蓋大綱中考核主要知識、技能的大部分；題型可以是填空、選擇、判斷、簡答、證明、分析、計算等，但不能少于四種，題量適宜，難度適中。

2、A、B兩套試卷，100分制，附參考答案和評分標準。

五、建議教材和教學參考書

1、建議教材

[1]梁圣復，《建筑力學》第2版，機械工業(yè)出版社，2012年6月；

[2]周國瑾，《建筑力學》，同濟大學出版社，2002年10月。

2、教學參考書

[1]陳永龍，《建筑力學》，高等教育出版社，2004年11月； [2]李廉錕《結構力學》，高等教育出版社，2004年10月； [3]劉壽梅，《建筑力學》，高等教育出版社，2002年7月； [4]劉成云，《建筑力學》，機械工業(yè)出版社，2006年1月； [5]李永福，《建筑力學》，中國建筑工業(yè)出版社，2006年1月； [6]羅奕，《建筑力學》，人民交通出版社，2001年4月。

第二篇：2012級建筑力學2課程教學大綱

建筑力學2 課程教學大綱 Engineering Mechanics Ⅱ

學 時 數:40 學 分 數:2.5 編寫日期:2012年11月

適用專業(yè):建筑工程技術（本科）執(zhí) 筆 人:王春燕

一、課程的性質和目的

本課程屬于建筑工程技術專業(yè)的專業(yè)基礎課程，并在許多工程領域中廣泛應用。通過本課程的學習，使學生掌握有關結構力學的基礎理論和應用技巧，一般工程結構的受力特點、分析方法；掌握桿件結構體系的組成分析，桿件結構內力的分析與計算；提高學生分析實際問題、解決實際工程結構計算的能力。

二、課程教學環(huán)節(jié)的基本要求

課堂講授：本課程以課堂講授為主，引入現代化教學手段，精講多練，通過適量的作業(yè)練習加以理解和應用。在課堂教學中適當補充難易適中的題目作為例題。并適當增加結合工程實際型題的數量，以提高學生的學習興趣，鍛煉學生解決實際問題的能力。作業(yè)方面：為達到課程教學基本要求，本課程要求學生在課外完成一定量的習題。通過練習題，首先要求學生提高課程基本內容的掌握，并學會應用這些原理和方法解決具體問題，其次要求提高學生的計算能力、分析能力和書面表達能力。采取的形式主要是課后布置作業(yè)，每次課后習題量為1－3題，并安排適當數量的分析討論課?？荚嚟h(huán)節(jié)：

1、考試資格：按照學校12級學生手冊的有關規(guī)定執(zhí)行；

2、考試內容：全學期教學內容，注重考察能力；

3、考核方式：教學過程考核和期末閉卷筆試。

三、課程的教學內容和學時分配

第一章平面體系的幾何組成分析（4學時）

教學內容：基本概念；幾何不變體系的組成規(guī)律；幾何組成分析；幾何組成與靜定性的關系。教學要求：

1、理解約束、自由度、幾何不變體系、幾何可變體系、瞬變體系的概念；

2、掌握幾何不變體系的基本組成規(guī)則。

重點：平面體系的幾何組成規(guī)則及具體分析。難點：平面體系的幾何組成分析。

第二章 靜定結構的受力分析（10學時）

教學內容：多跨靜定梁、靜定平面剛架、桁架、組合結構的內力計算；幾種主要桁架受力性能的比較，靜定結構的基本特征。教學要求：

1、了解剛結點的力學特性，理想靜定平面桁架，零桿的分析；

2、熟練掌握多跨靜定梁內力圖的繪制，各種靜定剛架支座反力和內力的計算、內力圖的繪制，節(jié)點法、截面法、聯合法計算桁架內力，簡單靜定組合結構的內力的計算方法。

重點：繪制多跨靜定梁、靜定平面剛架、靜定桁架的內力圖。難點：靜定組合結構的內力計算。

第三章 靜定結構的位移計算（8學時）

教學內容：虛功原理的基本概念，變形體虛功原理，靜定結構在荷載、支座移動作用下引起的位移計算，互等定理。教學要求：

1、了解結構線位移、角位移、實功與虛功，廣義力與廣義位移，產生位移的原因，計算位移的目的；變形體虛功原理的兩種形式（虛力原理、虛位移原理）；功的互等定理，位移互等定理，反力互等定理，反力與位移互等定理；

2、理解靜定結構在荷載作用下的位移計算的積分法；靜定結構因支座移動時的位移計算原理和方法；靜定結構的一般特征；

3、掌握用圖乘法計算靜定結構的位移，應用互等定理簡化結構計算； 重點：用圖乘法計算靜定結構的位移。難點：變形體虛功原理，圖乘法。

第四章 用力法計算超靜定結構（6學時）

教學內容：超靜定結構的一般概念和超靜定次數的確定，力法基本原理與力法典型方程及其應用，超靜定結構的位移計算，內力圖的校核，對稱結構的計算。教學要求：

1、了解力法計算超靜結構的位移及其最后內力圖的校核，靜定結構、超靜定結構的受力特性；

2、掌握力法的基本原理，判定超靜定次數，選擇力法基本體系，建立力法基本方程；力法計算荷載作用下1、2個未知量的超靜定梁、剛架；用半結構計算對稱結構；力法計算支座移動引起的單跨超靜定梁的內力。重點：力法計算超靜定梁、剛架在荷載作用下的內力。難點：力法的基本原理；計算系數及自由項。第五章 位移法和力矩分配法（10學時）

教學內容：等截面直桿的轉角位移方程，位移法的基本概念，位移法的典型方程的建立。力矩分配法的基本概念，用力矩分配法計算連續(xù)梁和無結點線位移的剛架；對稱性的利用。教學要求：

1、了解力矩分配法的正負號規(guī)定、轉動剛度、分配系數、傳遞系數的物理意義；

2、理解單跨超靜定梁的形常數、載常數的計算及常用形常數、載常數表的應用，通過單結點的力矩分配法，理解力矩分配法的物理意義；

3、掌握位移法的基本概念、基本體系、基本未知量、基本原理；用位移法的典型方程計算連續(xù)梁、剛架在荷載作用及支座移動下的內力；利用轉角位移方程計算超靜定結構；根據遠端的不同支承條件熟練地寫出各種情形的桿端轉動剛度、傳遞系數，并計算分配系數；力矩分配法的主要環(huán)節(jié)；利用力矩分配法計算多結點連續(xù)梁和無側移剛架。

重點：利用位移法的典型方程計算連續(xù)梁、剛架；力矩分配法計算連續(xù)梁和無側移剛架。

難點：計算系數及自由項，多層、多跨剛架的計算。第六章 影響線及其應用（2學時）

教學內容：影響線的概念，靜定梁的影響線，利用影響線計算影響量。教學要求：

1、了解影響線的概念，影響線與內力圖的區(qū)別，連續(xù)梁內力包絡圖的繪制方法；

2、掌握靜力法作靜定梁的反力和內力影響線，可動均布活載最不利位置的確定方法，移動荷載最不利位置的確定方法，簡支梁的內力包絡圖和絕對最大彎矩的求法。

重點：靜力法作梁的影響線，移動荷載最不利位置的確定方法，簡支梁的絕對最大彎矩的求法。

難點：內力包絡圖。

四、本課程和其它課程的聯系與分工

本課程是《砌體結構》、《鋼筋混凝土》、《鋼結構》等后續(xù)專業(yè)課的先行課，與土建、機械等專業(yè)的許多課程有密切聯系，同時他又以先修課《高等數學》、《普通物理》、《工程力學1》等為基礎。特別是和《建筑力學1》中的靜力學、材料力學部分知識關系緊密。它們的任務基本相同，只是研究對象有所不同。材料力學以研究單個桿件為主，而結構力學主要研究的是由桿件組成的結構，即桿系結構。該課程的學習也為今后進行結構設計、科學研究打下了力學基礎。

五、建議教材和教學參考書 建議教材：

[1] 周國瑾.《建筑力學》（第二版）.2000.同濟大學出版社； [2] 李前程.《建筑力學》（第一版）.2004.高等教育出版社； [3] 劉鳴.《工程力學》（第一版）.2004.中國建筑工業(yè)出版社。建議教學參考書：

[1] 沈養(yǎng)中.《建筑力學（下冊）》（第一版）.科學出版社.2006； [2] 雷桂珍.《建筑力學練習題 下冊》（第一版）.2003.西南交通大學出版社； [3] 周樹培.《建筑工程力學》（第一版）.1991.重慶大學出版社； [4] 楊天祥.《結構力學（上、下冊）》（第一版）.1979.高等教育出版社； [5] 龍馭球.《結構力學教程（上、下冊）》（第一版）.1979.高等教育出版社。

第三篇：力學實驗教學大綱

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普通物理實驗（力學）教學大綱

（物理系物理教育專業(yè)用）

實驗目的：本課程是對理科學生進行科學實驗訓練的一門必修課程，通過本課程的學習，使學生了解科學實驗的主要過程與基本方法，培養(yǎng)學生熟練、扎實的實驗基本知識、方法和技能，培養(yǎng)學生良好的科學素質，創(chuàng)新精神和實踐能力，為今后的學習和工作奠定基礎。

基本要求：本課程要求學生對基本物理現象進行觀察和研究，學習基本物理量的測量方法，學習常用測量儀器的結構原理和測量方法，提高學生的基本實驗能力、分析能力、表達能力和綜合設計能力。通過完成一定數量的力學、熱學實驗，應達到如下要求：

1、掌握常用基本物理實驗儀器的原理和性能，學會正確使用、調節(jié)和讀數。

2、了解一些物理量的測量方法，知道如何根據實驗要求確定實驗方案、選擇實驗儀器、設備，如何減少實驗誤差。學會對實驗進行誤差分析和不確定度評定的基本方法，正確運用有效數字，學會定性判斷和定量估算實驗結果的可靠性。

3、養(yǎng)成良好的實驗習慣和嚴謹的科學作風，特別是嚴肅認真對待實驗數據，杜絕弄虛作假，樹立實事求是的科學態(tài)度和道德。

第一部分 力學實驗（36 學時）

緒論（誤差理論）4 學時

實驗一 長度測量

要求：練習使用測長度的幾種儀器；做好實驗記錄和計算不確定度。實驗類型：驗證實驗 學時分配：2 學時

實驗二 自由落體運動

要求：學習用自由落下的物體測量重力加速度，對組合測量進行數據處理。實驗類型：驗證實驗 學時分配：2 學時

實驗三 密度的測量

要求：熟習物質密度的測量方法，測定規(guī)則和不規(guī)則物體的密度。實驗類型：驗證實驗 學時分配：2 學時

實驗四 傾斜氣墊導軌上滑塊運動的研究

要求：用傾斜氣墊導軌測定重力加速度，分析和修正實驗中的部分系統(tǒng)誤差分量。實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗五 阻尼振動

要求：觀察彈簧振子在有阻尼情況下的振動，測定表征阻尼振動特征的一些參量，利用動態(tài)法測定

滑塊和導軌之間的粘性阻尼常量。更多免費資料請訪問：豆丁教育百科

實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗六 單擺

要求：使用停表和米尺測單擺周期和長度，求出當地重力加速度g 值，考查單擺的系統(tǒng)誤差對測重

力加速度的影響。實驗類型：驗證實驗 分配學時：2 學時

實驗七 楊氏彈性模量測量

要求：用伸長法測定金屬絲的楊氏模量，學習光杠桿的原理并掌握使用方法。實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗八 轉動慣量的測定

要求：測量不同形狀物體的轉動慣量。實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗九 弦振動的研究

要求：觀察弦振動時形成的駐波，測量均勻弦線上橫波的傳播速度及均勻弦線的線密度。實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗十 復擺振動的研究

要求：考查復擺振動時振動周期與質心到支點距離的關系，測出重力加速度、回轉半徑和轉動慣量。

實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗十一 牛頓第二定律的驗證

要求：學習在氣墊導軌上驗證牛頓第二定律 實驗類型：驗證實驗 學時分配：2 學時

實驗十二 彈簧振子的研究

要求：研究彈簧本身質量對振動的影響 實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗十三 碰撞實驗

要求：驗證動量守恒定理，了解非完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特點。實驗類型：驗證實驗 分配學時：2 學時

實驗十四 慣性秤

要求：掌握用慣性秤測定物體質量的原理和方法，了解儀器的定標和使用。實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

第四篇：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(wěn)定性問題。本章將要介紹結構的幾何組成規(guī)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(jié)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(jié)，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(jié)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(fā)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(fā)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?？珊喕癁榭蓜鱼q支座、固定鉸支座、固定支座三種形式。

二、節(jié)點的簡化 結構中兩個或兩個以上的構件的連接處叫做節(jié)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(jié)點和剛節(jié)點兩種方式。

1．鉸節(jié)點鉸節(jié)點連接的各桿可繞鉸節(jié)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(jié)點，在外力作用下，兩桿間可發(fā)生微小的相對轉動，工程 中將它簡化為鉸節(jié)點(圖10—46)。

2·剛節(jié)點剛節(jié)點連接的各桿不能繞節(jié)點自由轉動，在鋼筋混凝土結構中剛節(jié)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(jié)點處不可能發(fā)生相對移動和轉動，因此，可把它簡化為剛節(jié)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(jié)點表示，構件長度用節(jié)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(guī)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(jié)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(guī)則(一)鉸接三角形規(guī)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(guī)則叫做鉸接三角形規(guī)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(guī)則的幾種表達方式

1·二元體規(guī)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(jié)點，這種結構叫做二元體結構(圖10—9)。于是鉸接三角形規(guī)則可表達為二元體規(guī)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(guī)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(guī)則可表達為兩剛片規(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(yè)：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(guī)則，是進行幾何組成分析的依據。對體系重復使用這些規(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(xù)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(tài)，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。

第五篇：建筑力學教案

第十章 靜定結構和超靜定結構

第二節(jié)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(guī)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(guī)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(guī)則

1.鉸接三角形規(guī)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(guī)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(guī)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