第4章 土木工程中的力学和结构

土木工程概论

第4章 土木工程中的力学和结构 概念

土木工程概论

力、力矩和平衡 力是一种物体间有方向的相互作用，使 物体改变原来的形状或改变运动方向。P

O

力的三要素：作用点、大小、方向 力的三要素：作用点、大小、

土木工程概论

工程构件受力模型

拉 伸

拉力： 拉力：+N

土木工程概论

工程构件受力模型

压 缩

压力： 压力：-N

土木工程概论

工程构件受力模型

剪 切

剪力： 剪力：V

土木工程概论

工程构件受力模型

扭 转

扭矩： 扭矩：MT

土木工程概论

工程构件受力模型

弯 曲

弯矩： 弯矩：M

土木工程概论

工程构件受力模型

组合受力

土木工程概论

工程构件受力模型

弯 曲

土木工程概论

内力( 内力(Internal Forces) Forces)弹性体受力后， 由于变形， 弹性体受力后 ， 由于变形 ， 其内部各点均会 发生相对位移，因而产生相互作用力。 发生相对位移，因而产生相互作用力。 F1

F2

F3

Fn

土木工程概论

荷载的分类 1. 永久荷载：恒载 永久荷载： 2. 可变荷载(活载):使用活载、车辆荷载、风载、雪载 可变荷载(活载):使用活载、车辆荷载、风载、 ):使用活载 3. 偶然载荷：撞击荷载、爆炸荷载 偶然载荷：撞击荷载、

-9-

土木工程概论

土木工程概论主要内容 外力作用使结构内部产生内力和变形 抗震增强工程介绍(熊本大学1号楼) 抗震增强工程介绍(熊本大学1号楼) 结构类型和结构失效 建筑工程 建筑工程的类别 高层建筑世界前十名简介

土木工程概论

外力作用使结构内部产生内力和变形 约束变形作用：温差作用 约束变形作用： 外加变形作用：地基的沉陷作用 外加变形作用： 惯性作用：地震作用 惯性作用：

土木工程概论

约束变形作用(温差作用) 温差作用)

法国戴高乐机场候机楼 内部混凝土薄壳结构， 内部混凝土薄壳结构，外部钢 结构支撑冷暖变化使外部钢结 构每天变形1 厘米， 构每天变形1-2厘米，混凝土 薄壳部位不断受到磨损， 薄壳部位不断受到磨损，导致 穿透并塌落。 穿透并塌落。

土木工程概论

约束变形作用(温差作用+地基沉陷作用) 温差作用+地基沉陷作用)

中国体育博物馆 95%的墙体与80%的楼板裂缝贯通， 95%的墙体与80%的楼板裂缝贯通， 的墙体与80%的楼板裂缝贯通 开裂原因主要是砌墙用的建材强度 不够， 不够，受温度影响发生变形以及受 力不均导致地基不均匀沉降。 力不均导致地基不均匀沉降。

土木工程概论

惯性作用(地震作用) 地震作用)

总水平地震 作用为其总 重的5~8% 重的