《建筑力學(xué)》期末復(fù)習(xí)資料指導(dǎo)

1、11秋建筑施工與管理專(zhuān)科 建筑力學(xué)期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)一、課程說(shuō)明建筑力學(xué)是廣播電視大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè)（本科）和水利水電工程專(zhuān)業(yè)（本科）的補(bǔ)修課。本課程的教材：建筑力學(xué)，作者：吳國(guó)平，中央廣播電視大學(xué)出版社出版。二、考試說(shuō)明1、考核方式閉卷考試，考試時(shí)間為 90分鐘。2、試題類(lèi)型試題類(lèi)型分為兩類(lèi)：第一類(lèi)判斷題與選擇題，占30%第二類(lèi)計(jì)算題，占 70%計(jì)算題共4題，主要類(lèi)型有：求靜定結(jié)構(gòu)支座反力并畫(huà)內(nèi)力圖，梁的正應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算，圖乘 法求位移，力法計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)，力矩分配法計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)。三、復(fù)習(xí)要點(diǎn)第一章靜力學(xué)基本知識(shí)一、約束與約束反力1.2.3.4.5.6.柔索約束：由軟繩構(gòu)成的約束。約束反力是拉力；

2、光滑面約束：由兩個(gè)物體光滑接觸構(gòu)成的約束。約束反力是壓力；滾動(dòng)鉸支座：將桿件用鉸鏈約束連接在支座上，支座用滾軸支持在光滑面上，這樣的支座 稱(chēng)為滾動(dòng)鉸支座。約束反力垂直光滑面；鏈桿約束：鏈桿是兩端用光滑鉸鏈與其它物體連接，不計(jì)自重且中間不受力作用的桿件。 約束反力作用線與兩端鉸鏈的連線重合。固定鉸支座：將鉸鏈約束與地面相連接的支座。約束反力是一對(duì)相互垂直的力 固定端：使桿件既不能發(fā)生移動(dòng)也不能發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的約束。約束反力是一對(duì)相互垂直的力和 一個(gè)力偶。力偶不等效一個(gè)力，也不能與一個(gè)力平衡。力偶的轉(zhuǎn)動(dòng)效果由力偶矩確定，與矩心無(wú)關(guān)。力對(duì)點(diǎn)之矩一般與矩心位置有關(guān)，對(duì)不同的矩心轉(zhuǎn)動(dòng)效果不同 力偶與矩心位置無(wú)

3、關(guān)，對(duì)不同點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相同。二、力矩與力偶1.2.3.4.三、主矢和主矩1. 主矢與簡(jiǎn)化中心位置無(wú)關(guān)，主矩與簡(jiǎn)化中心位置有關(guān)。2. 平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的結(jié)果a）主矢不為零，主矩為零：一個(gè)合力；b）主矢不為零，主矩不為零：一個(gè)合力、一個(gè)合力偶；C）主矢為零，主矩不為零一一一個(gè)合力偶；d）主矢為零，主矩為零一一平衡力系。丘=0屹=° ,是平面任意力系的平衡的必四、平面力系1. 平面任意力系的主矢和主矩同時(shí)為零，即 要與充分條件。2. 平面一般力系有三個(gè)獨(dú)立方程可求解三個(gè)未知數(shù)，平面平行力系有二個(gè)獨(dú)立方程可求解二 個(gè)未知數(shù)。第二章靜定結(jié)構(gòu)基本知識(shí)、幾何不變體系的組成規(guī)律1.2.二剛片：

4、桿相聯(lián)，三剛片： 束。用不交于一點(diǎn)也不完全平行的三個(gè)鏈桿相聯(lián)， 所組成的體系是幾何不變的，且多余約束。用不在一條直線的三個(gè)鉸兩兩相聯(lián)，則組成幾何不變體系，且無(wú)多余約或不共線的一個(gè)鉸一個(gè)鏈結(jié)點(diǎn)與剛片：用兩根不共線的鏈桿相聯(lián)，則組成幾何不變體系，且無(wú)多余約束。3.二、靜定結(jié)構(gòu)與超靜定結(jié)構(gòu)的區(qū)別1. 幾何特征靜定結(jié)構(gòu)：幾何不變無(wú)多余約束超靜定結(jié)構(gòu)：幾何不變有多余約束2. 靜力特征靜定結(jié)構(gòu)：平衡方程可確定全部未知力超靜定結(jié)構(gòu)：平衡方程不能確定全部未知力第三章 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算當(dāng)截面上的軸力使分離體受拉時(shí)為正；反之為負(fù)。當(dāng)截面上的剪力使分離體作順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為正；反之為負(fù)。 當(dāng)截面上的彎矩使分離體上部

5、受壓、下部受拉時(shí)為正，反之為負(fù)。一、截面內(nèi)力及符號(hào)1. 物體因受外力作用，在物體各部分之間所產(chǎn)生的相互作用力稱(chēng)為物體的內(nèi)力。2. 對(duì)內(nèi)力的正、負(fù)號(hào)作如下規(guī)定：軸力符號(hào)：剪力符號(hào)：彎矩符號(hào)：二、內(nèi)力圖內(nèi)力圖為表示內(nèi)力隨橫截面的位置變化的函數(shù)的圖形。一般取桿軸線為坐標(biāo)軸，橫截的位置選擇用 X表示，則梁的各個(gè)橫截面上的內(nèi)力可以表示為 X的函數(shù)，函數(shù)圖形即內(nèi)力圖。三、荷載與剪力、彎矩的對(duì)應(yīng)圖形關(guān)系純彎曲：剪力圖為零，彎矩圖為一水平直線。q 0:剪力圖為一水平直線，彎矩圖為一斜直線。q 常數(shù):剪力圖為一斜直線，彎矩圖為一拋物線。集中力：剪力圖為一水平直線，處有轉(zhuǎn)折。力偶作用處無(wú)變化。彎矩圖為水平線，力偶

6、作用處有突變,集中力偶：剪力圖為一水平直線，P作用處有突變，突變值等于 P。彎矩圖為一折線，P作用第四章桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算、軸向拉伸與壓縮1應(yīng)力一一橫截面上內(nèi)力分布的集度。NA軸力N作用于截面A上 單位： 符號(hào)：2.拉max1P a=1N/m2 1MP a=106 Pa, 1GP a=109 Pa 以拉為正(壓)桿強(qiáng)度條件：N maxA突變值等于集中力偶。二、彎曲變形1. 正應(yīng)力公式(1 )公式由純彎推導(dǎo)，但對(duì)非純彎曲也適用。ML其中M橫截面上的彎矩；I Z -截面對(duì)中性軸的慣性矩；y所求應(yīng)力點(diǎn)至中性軸的距離，Z軸為通過(guò)形心的軸。(2) 簡(jiǎn)單截面的慣性矩I bh3IZ百d4IZ育(3

7、)常用的一些組合截面，其慣性矩可以用簡(jiǎn)單截面慣性矩，通過(guò)平行移軸公式換算得到。慣性矩平行移軸公式：矩形截面對(duì)Z軸的慣性矩:圓形截面對(duì)通過(guò)圓心的 Z軸的慣性矩:I Z1組合截面的慣性矩:Iz2IZ a AnIzii 12. 梁的強(qiáng)度條件(1) 正應(yīng)力強(qiáng)度條件M maxmax 7；WZWz -抗彎截面模量。WzIzy max；矩形截面ymax=h/2 ；圓形截面ymax=d/2代入公式即得：矩心截面Wzbh26d2圓形截面Wz 32(2)三種強(qiáng)度的計(jì)算問(wèn)題M maxmaxWz即強(qiáng)度條件不等式的不同應(yīng)用方式：已知三項(xiàng)，即校核不等式是否成立；或已知其中二項(xiàng)可求 第三項(xiàng)。a、已知maxb已知maxWz

8、, ,Mmax，校核強(qiáng)度條件M maxWz,M max ； 確定截面尺寸M maxWzC、已知Wz ,；確定M max，確定容許荷載三、細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力歐拉公式 2eiPcr ?長(zhǎng)度系數(shù)，丨一一計(jì)算長(zhǎng)度。第五章靜定結(jié)構(gòu)位移計(jì)算、單位荷載法計(jì)算位移的公式的應(yīng)用條件：1、EI=常數(shù)；2、桿件軸線是直線；3、Mp與M圖中至少一個(gè)是直線圖形。1IT y0二、圖乘法公式:其中3為M P或M圖的面積，yo為對(duì)應(yīng)面積形心位置在另一個(gè)直線M圖(M或M P )中的標(biāo)距。注意：1、Mp, M圖取作面積3與取作標(biāo)距 y0在桿同側(cè)時(shí)乘積為正；2、M P , M圖均為直線形時(shí)，可取任一圖作面積，另一圖中取標(biāo)距;3、 計(jì)

9、算面積的桿端應(yīng)對(duì)應(yīng)的M圖是一整段直線(不能是桿線)；4、y0必須在直線圖形上取得。第六章 超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算一、超靜定結(jié)構(gòu)的概念和超靜定次數(shù)的確定求解超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，必須考慮變形條件；超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與材料的物理性質(zhì)和截面的幾何性質(zhì)有關(guān); 超靜定結(jié)構(gòu)因支座移動(dòng)、溫度改變等原因而產(chǎn)生內(nèi)力； 超靜定結(jié)構(gòu)的撓度和內(nèi)力均小于靜定結(jié)構(gòu)。1超靜定結(jié)構(gòu)與靜定結(jié)構(gòu)相比較所具有的性質(zhì)：(1)(2)(3)(4)2 .超靜定次數(shù)的確定(1) 超靜定次數(shù)：超靜定結(jié)構(gòu)中多余聯(lián)系的數(shù)目，稱(chēng)為超靜定次數(shù)。(2) 超靜定次數(shù)的確定：如果從原結(jié)構(gòu)中去掉n個(gè)聯(lián)系后，結(jié)構(gòu)成為靜定的，則原結(jié)構(gòu)的超 靜定次數(shù)就等于n。去掉一個(gè)鏈桿或

10、切斷一根鏈桿，相當(dāng)于去掉一個(gè)聯(lián)系； 去掉一個(gè)鉸支座或一個(gè)單鉸，相當(dāng)于去掉二個(gè)聯(lián)系； 去掉一個(gè)固定端或切斷一個(gè)梁式桿，相當(dāng)于去掉三個(gè)聯(lián)系； 在連續(xù)桿上加一個(gè)單鉸，相當(dāng)于去掉一個(gè)聯(lián)系。二、力法1 .力法的基本概念(1) 力法的基本未知量：力法的基本未知量是對(duì)應(yīng)于多余聯(lián)系的約束反力。(2) 力法的基本結(jié)構(gòu)：力法的基本結(jié)構(gòu)是超靜定結(jié)構(gòu)去掉多余聯(lián)系后得到的靜定結(jié)構(gòu)體系。 2用力法計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)的步驟(1) 去掉多余聯(lián)系代之以多余未知力，得到靜定的基本結(jié)構(gòu)，并定出基本未知量的數(shù)目；(2) 根據(jù)原結(jié)構(gòu)在去掉多余聯(lián)系處的位移與基本結(jié)構(gòu)在多余未知力和荷載作用下相應(yīng)處的位移 相同的條件，建立力法典型方程；(3)

11、在基本結(jié)構(gòu)的單位內(nèi)力圖和荷載內(nèi)力圖，求出力法方程的系數(shù)和自由項(xiàng)；(4) 解力法典型方程，求出多余未知力；(5) 按分析靜定結(jié)構(gòu)的方法，作出原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖。3. 結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性的利用(1) 對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)在對(duì)稱(chēng)荷載作用下，只存在對(duì)稱(chēng)的未知力，反對(duì)稱(chēng)未知力為零。(2) 對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)在反對(duì)稱(chēng)荷載作用下，只存在反對(duì)稱(chēng)未知力，對(duì)稱(chēng)未知力為零。(3) 非對(duì)稱(chēng)荷載可以分解為對(duì)稱(chēng)與反對(duì)稱(chēng)兩組，分別按上述方法計(jì)算內(nèi)力，然后將計(jì)算結(jié)果迭 加。三、位移法桿端彎矩順時(shí)針為正；對(duì)結(jié)點(diǎn)或支座則以逆時(shí)針為正。 桿端剪力使桿件產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)為正，反之為負(fù)。 桿端轉(zhuǎn)角以順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)為正，反之為負(fù)。桿件兩端的連線順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)線位移

12、為正，反之為負(fù)。1符號(hào)的規(guī)定(1)(2)(3)(4)2.位移法的基本概念(1) 位移法基本結(jié)構(gòu)：將組成結(jié)構(gòu)的各個(gè)桿件都變成單跨超靜定梁，這些單跨超靜定梁的組合稱(chēng) 為位移法的基本結(jié)構(gòu)。(2) 位移法的基本未知量：基本結(jié)構(gòu)中各桿件的匯交點(diǎn)稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)位移是位移法的基本未知量。3. 位移法基本未知量數(shù)目的確定（1）位移法的基本未知量的數(shù)目等于形成基本結(jié)構(gòu)所需加的附加約束的數(shù)目的概念。（2）結(jié)點(diǎn)角位移的數(shù)目等于結(jié)構(gòu)剛結(jié)點(diǎn)的數(shù)目；獨(dú)立結(jié)點(diǎn)線位移的數(shù)目等于將剛結(jié)點(diǎn)改為鉸結(jié)點(diǎn)后得到的鉸結(jié)體系的自由度的數(shù)目。4. 力法與位移法的比較：位移法是通過(guò)加附加約束的辦法力法是將超靜定結(jié)構(gòu)去掉多余聯(lián)系而得到靜定的基本

13、結(jié)構(gòu)。 將結(jié)構(gòu)變成超靜定梁系而得到基本結(jié)構(gòu)。力法是以多余未知力作為基本未知量，位移法則以結(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量。力法中基本未 知量的數(shù)目等于結(jié)構(gòu)超靜定的次數(shù)。位移法中基本未知量的數(shù)目與結(jié)構(gòu)超靜定的次數(shù)無(wú)關(guān)。力法的典型方程是根據(jù)原結(jié)構(gòu)的位移條件建立的。位移法的典型方程是根據(jù)附加約束的反力矩（或反力）等于零的條件建立的。四、力矩分配法1 . Sij 轉(zhuǎn)動(dòng)剛度數(shù)質(zhì)上等于桿端產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角所需的力矩，由遠(yuǎn)端支承情況所確定。2 .傳遞系數(shù)GjM jiMij運(yùn)端固定Cij12鉸支Cij 0四、綜合復(fù)習(xí)題（一）單項(xiàng)選擇題：B .壓力D.一個(gè)方向不確定的約束力 （C ） °1、圓柱鉸鏈約束的約束反力通

14、常是（D ） °A .拉力C.一個(gè)方向確定的約束力2、約束反力中含有力偶的支座為可動(dòng)鉸支座 固定鉸支座 固定端支座 以上都不是A.B.C.D.3、能夠限制物體角位移的約束是固定鉸支座 固定端支座 簡(jiǎn)單鉸滾動(dòng)鉸支座A .B .C .4、力偶（D ） °A .B .C .D .D .有合力5、平面匯交力系有（A . 1C . 36、如圖2所示結(jié)構(gòu)為C)B .D .(D能用一個(gè)力等效代替 能與一個(gè)力平衡 無(wú)合力，不能用一個(gè)力等效代替 個(gè)獨(dú)立的平衡方程，可作來(lái)不解未知量。24）°3O-4A.幾何可變體系B.幾何瞬變體系C.幾何不變體系，無(wú)多余約束D.幾何不變體系，有一個(gè)多

15、余約束7、低碳鋼的拉伸過(guò)程中，虎克定律在（A ）范圍內(nèi)成立。A .彈性階段B .屈服階段C .強(qiáng)化階段D .頸縮階段8、靜定結(jié)構(gòu)是（CA .幾何可變體系B .幾何瞬變體系C .幾何不變體系，無(wú)多余約束D .幾何不變體系，有多余約束）。(D )。9、力法的基本未知量是A .B .C .D .結(jié)點(diǎn)位移 約束反力 內(nèi)力 多余約束力10、位移法的基本未知量是（A ）。A .B .C .D .11、結(jié)點(diǎn)位移支座位移桿件的變形多余約束力對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)作用對(duì)稱(chēng)荷載時(shí)，內(nèi)力圖為對(duì)稱(chēng)的有（B ）。A .N圖和Q圖B .N圖和M圖C .Q圖和M圖D .Q圖12、圖:示單跨梁AB的傳遞系數(shù)Cab是（B）。A.0B.1/2

16、TC.1D.-1AEl（二）計(jì)算題：L/26kN.m2kN/m(1)1 1 HA A JB求下列圖示外伸梁的支座反力，并作內(nèi)力圖。轉(zhuǎn)2m小2m2ml5kN/mlOkN.mA AlB mM<-m_川 2m 川 2m_,4kN/m10kNA2mI 2m I 2m2、強(qiáng)度計(jì)算(1)圖示矩形截面簡(jiǎn)支梁，已知截面尺寸60MPa , P=20kN ,試校核梁的強(qiáng)度。(Wzb=12cm,h=20cn,bh2pTnmm(2)圖示園形截面簡(jiǎn)支梁，材料容許應(yīng)力b 210M Pa , P=16kN，試求梁截面直徑。M max、(Wz尋32B(3)圖示矩形截面簡(jiǎn)支梁，已知截面尺寸80MPa，P=20kN ，試校 核梁的強(qiáng)度。(Wzb=12cm,h=20cn, 材料容許應(yīng)力bh2B13、位移計(jì)算(1)用圖乘法計(jì)算圖示剛架A端的水平位移；EI=