spContent=建筑力学是一门有丰富建筑内涵的课程,绕开土木工程三大力学的繁杂计算,立足专业特点,从建筑师培养的基本力学概念出发,注重定性分析,让你体验建筑美学与力学的合理性统一,让你在未来更好地同结构工程师进行有效的沟通,成为一名全面的杰出建筑师。
建筑力学是一门有丰富建筑内涵的课程,绕开土木工程三大力学的繁杂计算,立足专业特点,从建筑师培养的基本力学概念出发,注重定性分析,让你体验建筑美学与力学的合理性统一,让你在未来更好地同结构工程师进行有效的沟通,成为一名全面的杰出建筑师。
—— 课程团队
课程概述
建筑力学是建筑学、城乡规划、工程管理等专业的学科基础必修课。它的主要任务是讨论和研究建筑结构及构件在荷载或其他因素作用下的工作状态,为建筑设计和国家注册规划、建筑师考试奠定力学基础。
授课目标
掌握建筑力学的基本概念为学习有关后续课程打好必要的基础;培养学生运用力学概念和理论分析方法为规划师、建筑师合理选择建筑结构形式打下基础。
成绩 要求
课程大纲
概述
课时目标:掌握荷载及杆件结构的分类,杆件的几何特征与基本变形形式,支座的分类及其反力;理解结构计算简图的简化方法、变形固体的定义和基本假设。
1.1 建筑力学的任务:强度、刚度和稳定概念
1.2 荷载的分类:恒载和活载、分布荷载与集中荷载、静力荷载和动力荷载
1.3 平面结构的支座及反力:活动铰支座、固定铰支座、固定支座和定向支座的概念和受力特征
1.4 结构的计算简图:构件、支座和荷载的简化原则
1.5 杆件结构的分类:梁、刚架、拱、桁架和组合结构的受力特征
1.6 变形固体及其基本假设:连续、均匀和各向同性
1.7 杆件的几何特征及其基本变形形式:轴向拉压、剪切、扭转和弯曲
力、力矩、力偶
课时目标:掌握力、力矩、力偶的基本概念和性质,受力分析方法及受力图的绘制;理解平衡和刚体的概念。
2.1 力的性质:5大公理
2.2 力矩:基本概念、合力矩定律、力矩平衡条件
2.3 力偶:基本概念、性质
平面力系的合成与平衡
课时目标:了解平面力系的定义及其分类;掌握平面力系平衡方程及其意义,平面力系平衡问题的求解;理解力线平移原理,平面力系简化过程及简化结果。
3.1 平面汇交力系的合成与平衡:数解法。
3.2 力线的平移:平移法则。
3.3 平面一般力系的平衡方程与应用:平衡方程的三种形式(一、二和三矩式)。
轴向拉伸与压缩
课时目标:了解材料在轴向拉伸和压缩下力学性能,低碳钢拉伸变形的四个阶段及混凝土材料的力学性能,应力集中的基本概念;掌握截面法的基本原理及其步骤,轴力图的绘制,拉压杆横截面的应力类型、分布规律及其计算方法,剪应力互等定理,应变的定义及其计算方法,拉压杆的虎克定律,拉压杆强度条件的计算;理解轴向拉压变形特点,内力、应力、极限应力、许用应力和安全系数的概念。
5.1 拉(压)杆横截面上的内力、轴力图:内力的概念及符号的约定;截面法的解题步骤。
5.2 应变的概念
5.3 拉(压)杆横截面的应力:应力的概念及计算方法。
5.4 拉(压)杆的变形、虎克定律:应变、弹性模量、泊松比的基本概念;胡克定理的应用。
5.5 材料在拉伸和压缩时的力学性能:低碳钢拉伸试验过程的四阶段――弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。
5.6 拉压杆的强度条件:强度校核、最小横截面的选择、最大承载力的确定。
5.7 应力集中的概念
扭转
课时目标:了解内力的形式,杆件扭转的变形特点;理解等直圆杆扭转时横截面上应力分布规律。
6.1 基本概念。
6.2 等直圆杆扭转时的应力与变形的基本特征
平面体系的几何组成
课时目标:了解几何组成分析的目的;掌握约束、多余约束、链杆和铰的概念,几何不变体系的组成规律及其应用,静定结构和超静定结构的基本概念。
7.1 几何组成分析的目的
7.2 组成几何不变体系的基本规则:两规则(两刚片、三刚片)
7.3 体系几何组成分析的举例
7.4 静定结构和超静定结构
静定结构的内力分析
课时目标:掌握常见结构(梁、刚架和桁架)的内力计算方法和内力图的绘制,拱和组合结构的受力特点;理解平面弯曲的概念及其弯曲的内力形式(剪力和弯矩)及其符号的规定,弯矩、剪力和分布荷载之间的微分关系,拱合理轴线的概念,桁架的零杆的判断方法。
8.1 梁的内力:弯矩和剪力的概念和符号的确定。
8.2 绘制梁的内力图――剪力图和弯矩图
8.3 弯矩、剪力和分布荷载集度之间的微分关系:快速绘制弯矩图的大致形状。
8.4 多跨静定梁的内力:区分基本部分和附属部分。
8.5 静定平面刚架的内力:结点弯矩平衡。
8.6 三铰拱的内力:受力特征、拱的合理轴线。
8.7 静定平面桁架的内力:受力特征和零杆的判断;截面的合理选用。
8.8 组合结构的内力:先桁架构件,再其它构件。
8.9 静定结构的基本特征
梁的应力
课时目标:掌握梁正应力及剪应力的计算及其强度条件。
9.1 梁的正应力、强度条件:正应力沿截面分布规律及计算方法。
9.2 梁的剪应力、强度条件:剪应力沿截面分布规律及计算方法。
梁的变形
课时目标:了解梁挠曲线的近似微分方程的物理意义。掌握提高梁刚度的措施。
10.1 梁挠曲线的近似微分方程
10.2 积分法的基本概念
10.3 梁的刚度计算和提高梁的刚度的措施:抗弯刚度、跨度和结构形式的改变。
组合变形的概念
课时目标: 了解组合变形的概念、斜弯曲截面应力的计算方法、拉伸(压缩)与弯曲组合变形的应力计算方法。
11.1 斜弯曲
11.2 拉伸(压缩)与弯曲组合变形的强度计算
压杆稳定
课时目标:理解压杆失稳和临界力的概念;掌握压杆的临界力计算。
12.1 工程中的稳定问题
12.2 压杆的稳定和不稳定平衡
12.3 细长中心压杆的临界力:欧拉公式。
静定结构位移计算
课时目标:掌握支座移动和荷载作用下静定结构位移计算方法(图乘法)。
13.1 计算结构位移的目的
13.2 功与虚功
13.3 刚体的虚功原理:支座移动下位移计算
13.4变形体的虚功原理:静定结构由于荷载作用下位移计算。
13.5 用图乘法计算梁及刚架的位移:图乘法的应用条件。
力法计算超静定结构
课时目标:了解超静定结构位移计算方法,超静定次数的判断;掌握超静定结构的基本特点,力法计算超静定结构在荷载下的内力,对称性的应用。
14.1 超静定结构概述
14.2 力法的基本原理
14.3 对称性的应用
14.4 超静定结构的位移计算
14.5 超静定结构的特性
位移法和力矩分配法
课时目标: 了解位移法的概念;掌握应用位移法计算简单超静定结构的方法。理解转动刚度、分配系数、传递力矩三个基本概念;掌握应用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架的方法。
15.1 位移法的基本概念:
15.2 位移法的基本未知数和基本结构:刚性结点的角位移和线位移。
15.3 等截面直杆的转角位移方程:单跨超静定结构的形常数和载常数。
15.4 应用转角位移方程计算超静定结构
15.5 力矩分配法的基本概念:转动刚度、分配系数和传递系数的概念。
15.6 用力矩分配法计算连续梁和结点无线位移刚架
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预备知识
参考资料
(1)《建筑力学》普通高等教育“十二五”国家规划教材
主编:高红梅、赵继涛
出版社:哈尔滨工业大学出版社
出版或修订时间:2011.5
(2)《建筑力学》(第二版)高校建筑学专业指导委员会规划推荐教材,国家自然科学基金资助项目
主编:吕令毅、吕小华
出版社:中国建筑工业出版社
出版或修订时间:2010.6
(3)《一级注册建筑师考试辅导教材:第2分册建筑结构》(第十一版)2015年执业资格考试丛书
主编:北京市注册建筑师管理委员会
出版社:中国建筑工业出版社
出版或修订时间:2014.11