建筑工程力学课件
有限公司
汇报人：XX
目录
第一章
力学基础知识
第二章
结构力学分析
第四章
力学计算方法
第三章
土木工程应用
第六章
案例分析与实践
第五章
力学在设计中的作用
力学基础知识
第一章
力学的基本概念
力是物体间相互作用的量度，可以改变物体的运动状态或形状。
力的定义
力按性质分为接触力和非接触力，如摩擦力、重力等，它们在工程中有着不同的应用和影响。
力的分类
牛顿第一定律定义了惯性，第二定律阐述了力与加速度的关系，第三定律说明了作用力与反作用力。
牛顿三大定律
多个力作用于同一物体时，可以合成一个合力；一个力也可以分解为多个分力，以简化问题分析。
力的合成与分解
01
02
03
04
静力学原理
静力学中，一个物体处于平衡状态时，作用在物体上的所有力和力矩的代数和为零。
力的平衡条件
静力学研究如何将复杂的力系统分解为更简单的分力，以及如何将多个力合成一个合力。
力的分解与合成
在静力学中，了解不同类型的支撑和约束对结构稳定性的影响至关重要，如固定支撑和铰接支撑。
支撑与约束
分析结构中力的传递路径有助于理解力如何在结构中分布和传递，例如通过梁和柱的传递。
力的传递路径
材料力学特性
弹性模量是衡量材料抵抗形变能力的重要参数，如钢材的弹性模量远高于木材。
弹性模量
01
屈服强度指材料开始发生塑性变形时的应力极限，例如铝合金在特定载荷下会发生屈服。
屈服强度
02
断裂韧性衡量材料抵抗裂纹扩展的能力，如高强度钢在承受冲击时表现出较高的断裂韧性。
断裂韧性
03
疲劳极限是指材料能够承受无限次循环载荷而不发生疲劳破坏的最大应力，例如碳钢的疲劳极限较高。
疲劳极限
04
结构力学分析
第二章
结构受力分析
弯矩和剪力图绘制
静力平衡分析
通过分析结构在静止状态下的受力情况，确保结构在各种荷载作用下保持平衡。
绘制结构在不同荷载作用下的弯矩和剪力图，以直观展示结构内部受力状态。
材料力学性能考量
考虑材料的弹性模量、屈服强度等力学性能，评估结构在实际工作中的承载能力。
力学模型建立
明确结构的支撑条件和作用在结构上的各种载荷，如集中力、分布力或温度变化引起的应力。
定义边界条件和载荷
根据结构特点选择适当的力学理论，如弹性理论、塑性理论或有限元分析方法。
选择合适的力学理论
在建立力学模型时，需简化实际结构，如假设梁为刚性或忽略小变形，以简化计算。
确定结构简化假设
结构稳定性评估
考虑风载、地震等外部荷载对结构稳定性的影响，评估其在极端条件下的表现。
01
分析不同材料的强度、刚度等性能参数，确定其对结构整体稳定性的作用。
02
评估结构在长期使用过程中，如疲劳、腐蚀等因素对稳定性的影响，确保结构安全。
03
通过计算结构冗余度，评估在部分构件失效时结构的自我调整能力和整体稳定性。
04
荷载作用下的稳定性分析
材料性能对稳定性的影响
长期使用下的稳定性评估
结构冗余度的考量
土木工程应用
第三章
土压力计算
朗肯理论用于计算无黏性土的主动和被动土压力，是土木工程中常用的一种计算方法。
朗肯土压力理论
介绍土压力在不同深度下的分布规律，以及如何根据土层特性确定土压力的大小和方向。
土压力分布特性
举例说明如何应用土压力计算公式，分析实际工程中土压力对建筑物稳定性的影响。
土压力计算实例
基础工程力学
在土木工程中，计算土压力对于确保挡土墙和地下室的稳定性至关重要，如著名的库伦理论。
土压力计算
地基承载力分析对于确保建筑物安全至关重要，涉及土壤力学和结构工程的综合应用。
地基承载力分析
梁的弯曲理论是基础工程力学的核心内容之一，广泛应用于桥梁和建筑结构的设计中。
梁的弯曲理论
桥梁结构力学
桥梁在设计时需考虑各种荷载，如车辆、风载、雪载等，确保结构安全可靠。
桥梁荷载分析
桥梁设计遵循力学原理，确保结构稳定，如拱桥利用拱形结构分散压力。
桥梁结构设计原则
为抵御地震影响，桥梁设计需考虑抗震因素，采用隔震支座等技术。
桥梁抗震设计
桥梁施工过程中，力学计算至关重要，如悬索桥的索力调整和张拉控制。
桥梁施工过程力学
力学计算方法
第四章
手算与计算机辅助
手算方法依赖于经典力学公式和数学运算，如静力平衡方程和材料力学公式。
手算方法的原理
01
CAD软件能够帮助工程师进行精确的图形绘制和结构分析，提高设计效率。
计算机辅助设计(CAD)
02
FEA是计算机辅助的一种，通过将复杂结构划分为小单元进行应力和变形分析。
有限元分析(FEA)
03
数值模拟软件如ANSYS和ABAQUS，能够模拟各种复杂条件下的力学行为，提供精确结果。
数值模拟软件
04
数值分析方法
离散元法
有限元分析
01
03
离散元法(DEM)用于模拟由大量离散颗粒组成的介质，广泛应用于岩土工程和颗粒材料的力学分析。
有限元分析(F