建筑力學(xué)

前言

　　2009年1月，溫家寶總理在常州科教城高職教育園區(qū)視察時(shí)深情地說：“國家非常重視職業(yè)教育，我們也許對職業(yè)教育偏心，去年（2008年）當(dāng)把全國助學(xué)金從18億增加到200億的時(shí)候，把相當(dāng)大的部分都給了職業(yè)教育。職業(yè)學(xué)校孩子的助學(xué)金比例，或者說是覆蓋面達(dá)到90％以上，全國平均1500元到1600元，這就是國家的態(tài)度！國家把職業(yè)學(xué)校、職業(yè)教育放在了一個(gè)重要位置，要大力發(fā)展。在當(dāng)前應(yīng)對金融危機(jī)的情況下，其實(shí)我們面臨兩個(gè)最重要的問題，這兩個(gè)問題又互相關(guān)聯(lián)，一個(gè)問題就是如何保持經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展而不發(fā)生大的波動(dòng)，第二就是如何保證群眾的就業(yè)而不致造成大批的失業(yè)，解決這兩個(gè)問題的根本是靠發(fā)展，因此我們采取了一系列擴(kuò)大內(nèi)需，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的措施。但是，我們還要解決就業(yè)問題，這就需要在全國范圍內(nèi)開展大規(guī)模培訓(xùn)，培養(yǎng)適用人才，提高他們的技能，適應(yīng)當(dāng)前國際激烈的產(chǎn)業(yè)競爭和企業(yè)競爭，在這個(gè)方面，職業(yè)院校就承擔(dān)著重要任務(wù)。”　　大力發(fā)展高等職業(yè)教育，培養(yǎng)一大批具有必備專業(yè)理論知識和較強(qiáng)的實(shí)踐能力，適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)崗位等第一線需要的高等職業(yè)應(yīng)用型專門人才，是實(shí)施科教興國戰(zhàn)略的重大決策。高等職業(yè)教育院校的專業(yè)設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容體系、課程設(shè)置和教學(xué)計(jì)劃安排均應(yīng)突出社會職業(yè)崗位的需要、實(shí)踐能力的培養(yǎng)和應(yīng)用型的教學(xué)特色。其中，教材建設(shè)是基礎(chǔ)和關(guān)鍵?！　　陡呗毟邔＝ㄖこ碳夹g(shù)專業(yè)系列教材》是根據(jù)最新頒布的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，按9罩高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)及教材建設(shè)的總體要求、課程的教學(xué)要求和大綱，由中國建材工業(yè)出版社組織全國部分有多年高等職業(yè)教育教學(xué)體會與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師編寫而成。　　本套教材是按照三年制（總學(xué)時(shí)1600～1800）、兼顧二年制（總學(xué)時(shí)1100～1200）的高職高專教學(xué)計(jì)劃和經(jīng)反復(fù)修訂的各門課程大綱編寫的。共計(jì)11個(gè)分冊，主要包括：《建筑材料與檢測》、《建筑識圖與構(gòu)造》、《建筑力學(xué)》、《建筑結(jié)構(gòu)》、《地基與基礎(chǔ)》、《建筑施工技術(shù)》、《建筑工程測量》、《建筑施工組織》、《高層建筑施工》、《建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)》、《工程項(xiàng)目招投標(biāo)與合同管理》?；A(chǔ)理論課程以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為尺度，以講清概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn)；專業(yè)課程以最新頒布的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為依據(jù)。反映國內(nèi)外先進(jìn)的工程技術(shù)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)實(shí)用性、針對性和可操作性，注意形象教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和現(xiàn)代教學(xué)手段的應(yīng)用，加強(qiáng)典型工程實(shí)例分析?！　”咎捉滩倪m用范圍廣泛，努力做到一書多用。既可作為高職高專教材，又可作為電大、職大、業(yè)大和函大的教學(xué)用書，同時(shí)，也便于自學(xué)。本套教材在內(nèi)容安排和體系上，各教材之間既是有機(jī)聯(lián)系和相互關(guān)聯(lián)的，又具有獨(dú)立性和完整性。因此，各地區(qū)、各院?？筛鶕?jù)自身的教學(xué)特點(diǎn)擇優(yōu)選用。

內(nèi)容概要

本書共分為七章，分別為建筑力學(xué)基礎(chǔ)、平面力系的合成和平衡、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算與內(nèi)力圖繪制、桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算、桿件的變形與剛度計(jì)算、超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算與內(nèi)力圖繪制、壓桿穩(wěn)定。其中第1章～第2章主要研究物體受力的分析方法和物體在力作用下的平衡問題；第3章～第6章主要研究桿件結(jié)構(gòu)的反力、內(nèi)力、內(nèi)力圖的繪制以及強(qiáng)度和剛度問題；第7章主要研究構(gòu)件的穩(wěn)定性計(jì)算問題。    本書在內(nèi)容和章節(jié)安排上嚴(yán)格按照理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐的先后順序，層次清晰，由淺入深。內(nèi)容按照學(xué)時(shí)要求盡量精練，在文字的敘述上做到通俗易懂?？紤]到高職教學(xué)需求，本教材在內(nèi)容的敘述上結(jié)合必要的圖形和表格進(jìn)行講解，易于讀者理解與自學(xué)。    本書不僅可作為高等職業(yè)院校建筑工程技術(shù)專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為建筑工程技術(shù)人員的自學(xué)參考書。

書籍目錄

第1章  建筑力學(xué)基礎(chǔ)  1.1  建筑力學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容    1.1.1  建筑力學(xué)的任務(wù)    1.1.2  建筑力學(xué)的內(nèi)容  1.2  剛體、變形固體及其基本假設(shè)    1.2.1  剛體    1.2.2  變形固體及其基本假設(shè)  1.3  桿件變形的基本形式  1.4  荷載分類及其簡化    1.4.1  荷載分類    1.4.2  實(shí)際工程荷載的簡化  1.5  力的概念和性質(zhì)    1.5.1  力及力系的概念    1.5.2  力的性質(zhì)    1.5.3  力矩    1.5.4  力偶  1.6  約束和約束力    1.6.1  約束與約束力的概念    1.6.2  節(jié)點(diǎn)和支座的概念    1.6.3  約束類型    1.6.4  實(shí)際工程的計(jì)算簡圖  1.7  物體的受力分析    1.7.1  受力分析方法與步驟    1.7.2  實(shí)際工程的受力分析  1.8  平面體系的幾何組成分析    1.8.1  幾何組成分析的概念    1.8.2  平面幾何不變體系的組成規(guī)則  思考題  習(xí)題第2章  平面力系的合成和平衡  2.1  平面匯交力系的合成和平衡    2.1.1  平面匯交力系的合成    2.1.2  平面匯交力系的平衡條件  2.2  平面力偶系的合成和平衡    2.2.1平面力偶系的合成    2.2.2  平面力偶系的平衡條件  2.3  力的平移定理  2.4  平面一般力系的合成和平衡    2.4.1  平面一般力系的合成    2.4.2  平面一般力系的平衡條件    2.4.3  實(shí)際工程平衡條件的應(yīng)用  思考題  習(xí)題第3章  靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算與內(nèi)力圖繪制  3.1  工程中的靜定結(jié)構(gòu)  3.2  靜定平面桁架    3.2.1  桁架的特點(diǎn)與分類    3.2.2  簡單桁架的內(nèi)力計(jì)算  3.3  靜定梁    3.3.1  梁的特點(diǎn)與分類    3.3.2  梁的內(nèi)力計(jì)算    3.3.3  梁的內(nèi)力圖繪制    3.3.4  彎矩、剪力和分布荷載集度之間的關(guān)系  3.4  靜定平面剛架    3.4.1  剛架的特點(diǎn)與分類    3.4.2  剛架的支座反力    3.4.3  剛架各桿的桿端內(nèi)力    3.4.4  剛架的內(nèi)力圖繪制  思考題  習(xí)題第4章  桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算  4.1  拉桿和壓桿的應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算    4.1.1  拉桿和壓桿的概念及應(yīng)用    4.1.2  拉桿和壓桿件截面上的應(yīng)力    4.1.3  拉桿和壓桿件強(qiáng)度計(jì)算    4.1.4  材料在拉伸、壓縮時(shí)的力學(xué)性能    4.1.5  許用應(yīng)力、強(qiáng)度條件  4.2  梁的應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算    4.2.1  平面彎曲的概念及應(yīng)用    4.2.2  梁的正應(yīng)力    4.2.3  常用截面的幾何性質(zhì)    4.2.4  梁的剪應(yīng)力    4.2.5  梁的強(qiáng)度計(jì)算    4.2.6  提高梁彎曲強(qiáng)度的措施  思考題  習(xí)題第5章  桿件的變形與剛度計(jì)算  5.1  拉桿和壓桿的變形    5.1.1  絕對變形    5.1.2  相對變形    5.1.3  橫向變形  5.2  梁彎曲時(shí)的變形    5.2.1  梁撓曲線近似微分方程    5.2.2  積分法計(jì)算梁的撓度與轉(zhuǎn)角    5.2.3  疊加法計(jì)算梁的撓度與轉(zhuǎn)角  5.3  梁的剛度計(jì)算    5.3.1  單位荷載法    5.3.2  圖乘法    5.3.3  提高梁的剛度的措施  思考題  習(xí)題第6章  超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算與內(nèi)力圖繪制  6.1  工程中的超靜定結(jié)構(gòu)  6.2  力法    6.2.1  超靜定次數(shù)的確定    6.2.2  力法的基本原理    6.2.3  對稱性的利用    6.2.4  力法的應(yīng)用  6.3  力矩分配法    6.3.1  力矩分配法的基本原理    6.3.2  力矩分配法的應(yīng)用  思考題  習(xí)題第7章  壓桿穩(wěn)定  7.1  工程中的穩(wěn)定問題  7.2  壓桿穩(wěn)定的概念  7.3  細(xì)長中心壓桿的臨界力歐拉公式    7.3.1  兩端鉸支細(xì)長壓桿的臨界力    7.3.2  其他支承形式細(xì)長壓桿的臨界力  7.4  歐拉公式應(yīng)用的范圍臨界應(yīng)力    7.4.1  臨界應(yīng)力與長細(xì)比的概念    7.4.2  歐拉公式應(yīng)用的范圍  7.5  壓桿穩(wěn)定的實(shí)用計(jì)算φ系數(shù)法  7.6  提高壓桿穩(wěn)定性的措施  思考題  習(xí)題附錄  型鋼規(guī)格表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.2 剛體、變形固體及其基本假設(shè)　　1.2.1 剛體　　任何物體受到力的作用后，總會產(chǎn)生一些變形。但在通常情況下，絕大多數(shù)構(gòu)件或零件的變形都是很微小的。研究證明，在很多情況下，這種微小的變形對物體的外效應(yīng)影響甚微，可以忽略不計(jì)，也就是說可以認(rèn)為物體在力作用下大小和形狀保持不變。我們把這種在力作用下不產(chǎn)生變形的物體稱為剛體，剛體是對實(shí)際物體經(jīng)過科學(xué)的抽象和簡化而得到的一種理想模型。而當(dāng)變形在所研究的問題中成為主要因素時(shí)（如在材料力學(xué)中研究變形桿件），通常就不能再把物體看作是剛體了?！　?.2.2 變形固體及其基本假設(shè)　　1.變形固體的概念　　工程中的構(gòu)件均由固體材料（比如鋼、混凝土）制成。這些固體材料在外力作用下會發(fā)生變形，稱為變形固體。如果變形在外力卸去后消失，則稱這種變形為彈性變形；不能消失的變形稱為塑性變形。彈性變形和塑性變形是變形固體的兩大宏觀屬性。在材料力學(xué)中，通常把構(gòu)件簡化為發(fā)生彈性變形的變形固體，即彈性變形體?！　?gòu)件所用材料雖然在物理性質(zhì)方面是多種多樣的，但是它們的共同特點(diǎn)是在外力作用下均會發(fā)生變形。為了解決構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問題，需要研究構(gòu)件在外力作用下的內(nèi)效應(yīng)——內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變等。應(yīng)力、應(yīng)變都與構(gòu)件材料的變形有關(guān)。因此，在研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問題時(shí)，不能再將物體看作剛體，而應(yīng)將組成構(gòu)件的固體材料看作彈性變形體?！　?.彈性變形體的基本假設(shè)　　材料力學(xué)是以變形固體的宏觀力學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，并不涉及其微觀結(jié)構(gòu)，所以，在進(jìn)行理論分析時(shí)，為了使問題得到簡化，可以取彈性變形體作為材料力學(xué)中研究對象的理想化模型，但需要作出以下三個(gè)基本假設(shè)。　?。?）連續(xù)性假設(shè)　　連續(xù)性假設(shè)認(rèn)為組成固體的物質(zhì)是連續(xù)、毫無空隙地充滿了固體的體積。根據(jù)這個(gè)假設(shè)，物體內(nèi)的一些物理量才能用連續(xù)的函數(shù)表示其變化規(guī)律，對這些量就可以進(jìn)行坐標(biāo)增量為無限小的極限分析，從而有利于建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。實(shí)際上，可變形固體內(nèi)部存在氣孔、雜質(zhì)等缺陷，但其與構(gòu)件尺寸相比極其微小，可忽略不計(jì)，所以我們的假設(shè)就是可以成立的?！　。?）均勻性假設(shè)　　均勻性假設(shè)認(rèn)為物體內(nèi)部各部分的材料性質(zhì)都是完全相同的。根據(jù)這個(gè)假設(shè)，從構(gòu)件內(nèi)部任何部位切取的微小單元體都與構(gòu)件具有相同的性質(zhì)。因此，從任意一點(diǎn)處取出的體積單元，其力學(xué)性能都能代表整個(gè)物體的力學(xué)性能。這樣，在研究構(gòu)件時(shí)，可取構(gòu)件內(nèi)任意的微小部分作為研究對象。

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