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1、 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，了解建筑力學(xué)的研究對(duì)象、通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，了解建筑力學(xué)的研究對(duì)象、任務(wù)；熟悉桿件變形的基本形式；理解建筑結(jié)構(gòu)任務(wù)；熟悉桿件變形的基本形式；理解建筑結(jié)構(gòu)的分類；認(rèn)識(shí)建筑力學(xué)與建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)系。的分類；認(rèn)識(shí)建筑力學(xué)與建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)系。第第1 1章章 緒緒 論論 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】建筑力學(xué)的研究對(duì)象、任務(wù)；結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的建筑力學(xué)的研究對(duì)象、任務(wù)；結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；桿件變形的基本形式。強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；桿件變形的基本形式。1.1 1.1 建筑力學(xué)的研究對(duì)象、任務(wù)建筑力學(xué)的研究對(duì)象、任務(wù)1.1.建筑力學(xué)的研究對(duì)象建筑力學(xué)的研究對(duì)象結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在建筑物中

2、承受并傳遞荷載而起骨在建筑物中承受并傳遞荷載而起骨架作用的部分。架作用的部分。構(gòu)件構(gòu)件組成結(jié)構(gòu)的單個(gè)基本部件。組成結(jié)構(gòu)的單個(gè)基本部件。研究對(duì)象研究對(duì)象建筑工程結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。建筑工程結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。如：如：梁、板、柱、墻、基礎(chǔ)等。梁、板、柱、墻、基礎(chǔ)等。如：如：梁柱體系、板殼體系、網(wǎng)架體系、橋梁、擋土梁柱體系、板殼體系、網(wǎng)架體系、橋梁、擋土墻等。墻等。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)（1 1）桿件結(jié)構(gòu)）桿件結(jié)構(gòu)縱向長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面上兩個(gè)方向尺寸的構(gòu)件稱為縱向長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面上兩個(gè)方向尺寸的構(gòu)件稱為桿件，如梁、柱等。桿件，如梁、柱等。由若干桿件通過(guò)相互連接而組成的結(jié)構(gòu)稱為桿件結(jié)由若干桿件通過(guò)相互連

3、接而組成的結(jié)構(gòu)稱為桿件結(jié)構(gòu)。構(gòu)。結(jié)構(gòu)按幾何特征可分為以下三類：結(jié)構(gòu)按幾何特征可分為以下三類：圖圖1-1 1-1 桿件結(jié)構(gòu)桿件結(jié)構(gòu)（2 2）薄壁結(jié)構(gòu)）薄壁結(jié)構(gòu)厚度遠(yuǎn)小于長(zhǎng)度和寬度的構(gòu)件稱為薄壁。厚度遠(yuǎn)小于長(zhǎng)度和寬度的構(gòu)件稱為薄壁。當(dāng)表面為平面形狀時(shí)稱為薄板，由若干塊薄板可組成當(dāng)表面為平面形狀時(shí)稱為薄板，由若干塊薄板可組成薄壁結(jié)構(gòu)；具有曲面外形的薄壁結(jié)構(gòu)，稱為薄殼結(jié)構(gòu)。薄壁結(jié)構(gòu)；具有曲面外形的薄壁結(jié)構(gòu)，稱為薄殼結(jié)構(gòu)。板和殼圖圖1-2 1-2 薄壁結(jié)構(gòu)薄壁結(jié)構(gòu) （3 3）實(shí)體結(jié)構(gòu)）實(shí)體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)、寬、高尺寸均接近的結(jié)構(gòu)稱為實(shí)體結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)、寬、高尺寸均接近的結(jié)構(gòu)稱為實(shí)體結(jié)構(gòu)。圖圖1-3 1-3 實(shí)體結(jié)構(gòu)實(shí)體

4、結(jié)構(gòu)建筑力學(xué)的研究對(duì)象是桿件結(jié)構(gòu)。建筑力學(xué)的研究對(duì)象是桿件結(jié)構(gòu)。2.2.建筑力學(xué)的任務(wù)建筑力學(xué)的任務(wù)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。（1 1）強(qiáng)度）強(qiáng)度 強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承受外力時(shí)抵抗破強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承受外力時(shí)抵抗破壞的能力。壞的能力。（2 2）剛度）剛度 剛度是指結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承受外力時(shí)抵抗變剛度是指結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承受外力時(shí)抵抗變形的能力。形的能力。（3 3）穩(wěn)定性）穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是指構(gòu)件承受外力時(shí)保持原有穩(wěn)定性是指構(gòu)件承受外力時(shí)保持原有平衡狀態(tài)的能力。平衡狀態(tài)的能力。建筑力學(xué)的任務(wù)是研究構(gòu)件或結(jié)構(gòu)在荷載作建筑力學(xué)的任務(wù)是研究構(gòu)件或結(jié)構(gòu)在荷載作用下的平衡條件及承載力

5、，為構(gòu)件設(shè)計(jì)提供必要用下的平衡條件及承載力，為構(gòu)件設(shè)計(jì)提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法，使所設(shè)計(jì)的構(gòu)件既安全的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法，使所設(shè)計(jì)的構(gòu)件既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理。可靠，又經(jīng)濟(jì)合理。3.3.建筑力學(xué)的研究?jī)?nèi)容建筑力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 （1 1）研究各種力系的簡(jiǎn)化及平衡，對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件進(jìn)）研究各種力系的簡(jiǎn)化及平衡，對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件進(jìn)行受力分析。行受力分析。（2 2）研究構(gòu)件受力后的變形和破壞規(guī)律，以便建）研究構(gòu)件受力后的變形和破壞規(guī)律，以便建立構(gòu)件滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求所需的條件，為設(shè)立構(gòu)件滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求所需的條件，為設(shè)計(jì)既安全又經(jīng)濟(jì)的合理構(gòu)件，提供科學(xué)的計(jì)算方法。計(jì)既安全又經(jīng)濟(jì)的合理構(gòu)件，

6、提供科學(xué)的計(jì)算方法。（3 3）以桿件體系為研究對(duì)象，分析其組成規(guī)律和）以桿件體系為研究對(duì)象，分析其組成規(guī)律和合理形式以及結(jié)構(gòu)在外力作用下內(nèi)力和位移的計(jì)算，為合理形式以及結(jié)構(gòu)在外力作用下內(nèi)力和位移的計(jì)算，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供方法和計(jì)算公式。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供方法和計(jì)算公式。1.2 1.2 桿件變形的基本形式桿件變形的基本形式桿件的變形可分為下列四種基本形式：桿件的變形可分為下列四種基本形式：1.1.軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮 在一對(duì)大小相等、方向相反、作用線與桿軸線重合的在一對(duì)大小相等、方向相反、作用線與桿軸線重合的外力作用下，桿件發(fā)生沿桿軸線方向的伸長(zhǎng)或縮短，這種外力作用下，桿件發(fā)生沿桿軸線方向的伸長(zhǎng)或

7、縮短，這種變形形式稱為軸向拉伸或壓縮。變形形式稱為軸向拉伸或壓縮。2.2.剪切剪切 在一對(duì)相距很近、大小相等、方向相反、作用線與在一對(duì)相距很近、大小相等、方向相反、作用線與桿軸線垂直的外力作用下，桿件的橫截面沿外力作用方桿軸線垂直的外力作用下，桿件的橫截面沿外力作用方向發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，這種變形形式稱為剪切。向發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，這種變形形式稱為剪切。3.3.扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn) 在一對(duì)大小相等、方向相反、位于垂直于桿軸線的兩在一對(duì)大小相等、方向相反、位于垂直于桿軸線的兩平面內(nèi)的外力偶作用下，桿件的任意橫截面之間繞軸線發(fā)平面內(nèi)的外力偶作用下，桿件的任意橫截面之間繞軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種變形形式稱為扭轉(zhuǎn)。生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種變形

8、形式稱為扭轉(zhuǎn)。4.4.彎曲彎曲 在工程實(shí)際中，桿件可能同時(shí)承受各種荷載作用而發(fā)生在工程實(shí)際中，桿件可能同時(shí)承受各種荷載作用而發(fā)生復(fù)雜的變形，但都可以看作是上述基本變形的組合。復(fù)雜的變形，但都可以看作是上述基本變形的組合。在一對(duì)大小相等、方向相反、位于桿的縱向?qū)ΨQ平面在一對(duì)大小相等、方向相反、位于桿的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)的外力偶作用下，桿件的軸線由直線彎成曲線，這種變內(nèi)的外力偶作用下，桿件的軸線由直線彎成曲線，這種變形形式稱為彎曲。形形式稱為彎曲。1.3 1.3 建筑結(jié)構(gòu)的分類建筑結(jié)構(gòu)的分類1.1.按使用材料分類按使用材料分類按所使用材料不同：按所使用材料不同：可分為混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)

9、構(gòu)等。可分為混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)等。（1 1）混凝土結(jié)構(gòu)）混凝土結(jié)構(gòu) 以混凝土材料為主，并根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力以混凝土材料為主，并根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼骨、鋼管、纖維等，共同受力的結(jié)構(gòu)均可稱為鋼筋、鋼骨、鋼管、纖維等，共同受力的結(jié)構(gòu)均可稱為混凝土結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)：自重大、抗裂性差、現(xiàn)澆時(shí)耗費(fèi)模板多、工缺點(diǎn)：自重大、抗裂性差、現(xiàn)澆時(shí)耗費(fèi)模板多、工期長(zhǎng)等。期長(zhǎng)等。優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、耐久性好、可模性好、整體性好等。優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、耐久性好、可模性好、整體性好等。（2 2）砌體結(jié)構(gòu)）砌體結(jié)構(gòu) 砌體結(jié)構(gòu)是由塊體材料和砂漿砌筑而成的墻、柱作為砌體結(jié)構(gòu)是由塊體材料和砂漿砌筑而成

10、的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是可就地取材，造價(jià)低廉、有很好的耐火優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是可就地取材，造價(jià)低廉、有很好的耐火性和較好的耐久性、保溫和隔熱性能較好、施工設(shè)備簡(jiǎn)單，性和較好的耐久性、保溫和隔熱性能較好、施工設(shè)備簡(jiǎn)單，施工技術(shù)上無(wú)特殊要求。施工技術(shù)上無(wú)特殊要求。缺點(diǎn)：自重大、強(qiáng)度較低、抗震和抗裂性能差、勞缺點(diǎn)：自重大、強(qiáng)度較低、抗震和抗裂性能差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、用量大占用耕地。動(dòng)強(qiáng)度大、用量大占用耕地。（3 3）鋼結(jié)構(gòu)）鋼結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu)是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼結(jié)構(gòu)是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制作而成的結(jié)構(gòu)。鋼制作而成的結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：

11、強(qiáng)度高、自重輕、材質(zhì)均勻、塑性和韌性好、優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、自重輕、材質(zhì)均勻、塑性和韌性好、制造簡(jiǎn)便、拆遷方便等優(yōu)點(diǎn)。制造簡(jiǎn)便、拆遷方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：易銹蝕、耐火性差、維護(hù)費(fèi)用高等。缺點(diǎn)：易銹蝕、耐火性差、維護(hù)費(fèi)用高等。（4 4）木結(jié)構(gòu)）木結(jié)構(gòu) 木結(jié)構(gòu)是指全部或大部分用木材（方木、圓木、條木結(jié)構(gòu)是指全部或大部分用木材（方木、圓木、條木、板材等）制成的結(jié)構(gòu)。木、板材等）制成的結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：就地取材，制作簡(jiǎn)單，便于施工等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：就地取材，制作簡(jiǎn)單，便于施工等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：易燃，易腐蝕和結(jié)構(gòu)變形等缺點(diǎn)。缺點(diǎn)：易燃，易腐蝕和結(jié)構(gòu)變形等缺點(diǎn)。2.2.按受力和構(gòu)造特點(diǎn)分類按受力和構(gòu)造特點(diǎn)分類按受力和構(gòu)造特點(diǎn)：按

12、受力和構(gòu)造特點(diǎn)：混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)等。其中大跨度結(jié)構(gòu)多采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、懸索其中大跨度結(jié)構(gòu)多采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)以及膜結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)以及膜結(jié)構(gòu)等。（1 1）混合結(jié)構(gòu)）混合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)通常是指墻體、混合結(jié)構(gòu)通常是指墻體、柱、基礎(chǔ)等豎向承重構(gòu)件采柱、基礎(chǔ)等豎向承重構(gòu)件采用砌體（磚、石、砌塊）材用砌體（磚、石、砌塊）材料，而屋蓋、樓蓋等水平承料，而屋蓋、樓蓋等水平承重構(gòu)件采用鋼筋混凝土或木重構(gòu)件采用鋼筋混凝土或木材等其他材料。材等其他材料。圖圖1-5 1-5 混

13、合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)（2 2）框架結(jié)構(gòu)）框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)由梁、柱及基礎(chǔ)組成主要承重體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)由梁、柱及基礎(chǔ)組成主要承重體系。圖圖1-6 1-6 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)（3 3）剪力墻結(jié)構(gòu)）剪力墻結(jié)構(gòu)縱、橫向布置的成片鋼筋混凝土墻體稱為剪力墻。縱、橫向布置的成片鋼筋混凝土墻體稱為剪力墻。圖圖1-7 1-7 剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)（4 4）框架）框架-剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是在框架縱、橫向的適當(dāng)位置，在剪力墻結(jié)構(gòu)是在框架縱、橫向的適當(dāng)位置，在柱與柱之間設(shè)置幾道鋼筋混凝土墻體（剪力墻）而形成的柱與柱之間設(shè)置幾道鋼筋混凝土墻體（剪力墻）而形成的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系。圖圖1-8 1-8 框架框架-

14、剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)（5 5）筒體結(jié)構(gòu)）筒體結(jié)構(gòu)圖圖1-9 1-9 筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)1.4 1.4 建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系建筑力學(xué)的內(nèi)容是理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)。建筑力學(xué)的內(nèi)容是理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)。建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)容是混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)容是混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)等。和木結(jié)構(gòu)等。建筑力學(xué)與建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)系是：建筑力學(xué)與建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)系是：建筑力學(xué)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。建筑力學(xué)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。砌體結(jié)構(gòu)房屋傳力路徑：砌體結(jié)構(gòu)房屋傳力路徑：圖圖1-10 1-10 砌體結(jié)構(gòu)房屋傳力路徑砌體結(jié)構(gòu)房屋傳力路徑本章小結(jié)本章小結(jié)

15、 （1 1）在建筑物中承受并傳遞荷載而起骨架作用的）在建筑物中承受并傳遞荷載而起骨架作用的部分稱為結(jié)構(gòu)。組成結(jié)構(gòu)的單個(gè)基本部件稱為構(gòu)件。結(jié)部分稱為結(jié)構(gòu)。組成結(jié)構(gòu)的單個(gè)基本部件稱為構(gòu)件。結(jié)構(gòu)按幾何特征可分為桿件結(jié)構(gòu)、薄壁結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)。構(gòu)按幾何特征可分為桿件結(jié)構(gòu)、薄壁結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)。（2 2）建筑力學(xué)的任務(wù)是研究構(gòu)件或結(jié)構(gòu)在荷載作）建筑力學(xué)的任務(wù)是研究構(gòu)件或結(jié)構(gòu)在荷載作用下的平衡條件及承載力，為構(gòu)件設(shè)計(jì)提供必要的理論用下的平衡條件及承載力，為構(gòu)件設(shè)計(jì)提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法，使所設(shè)計(jì)的構(gòu)件既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和計(jì)算方法，使所設(shè)計(jì)的構(gòu)件既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理。合理。（3 3）桿件變形的基本形式有：軸向拉伸和壓縮、）桿件變形的基本形式有：軸向拉伸和壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲。剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲。（4 4）建筑結(jié)構(gòu)按所使用材料不同可分為混凝土結(jié)構(gòu)、）建筑結(jié)構(gòu)按所使用材料不同可分為混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)等。建筑結(jié)構(gòu)按受力和構(gòu)造特砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)等。建筑結(jié)構(gòu)按受力和構(gòu)造特點(diǎn)的不同可分為混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架點(diǎn)的不同可分為混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)等。剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)等。（5 5）建筑力學(xué)與建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)系是：建筑力學(xué)是建）建筑力學(xué)與建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)系是：建筑力學(xué)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。