《工程力學(xué)》課件-第一章 靜力學(xué)基礎(chǔ)

工程力學(xué)單擊此處添加副標(biāo)題課程的性質(zhì)——《工程力學(xué)》是道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)必修的一門專業(yè)主干平臺課。《工程力學(xué)》是運(yùn)用力學(xué)的基本原理，研究構(gòu)件在荷載作用下的平衡規(guī)律及承載能力的一門課程。課程的作用——是通過學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握路橋施工一線技術(shù)人員所必需的力學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能；學(xué)習(xí)運(yùn)用力學(xué)方法分析和解決路橋工程中簡單的力學(xué)問題；培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素質(zhì)；為學(xué)習(xí)專業(yè)課程和繼續(xù)深造提供必要的理論基礎(chǔ)；同時(shí)，注意培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思想方法和工作方法。工程力學(xué)的教學(xué)目標(biāo)職業(yè)崗位能力與課程的關(guān)系工程施工能力1地質(zhì)土質(zhì)鑒定及土力學(xué)計(jì)算能力2建筑材料知識及實(shí)驗(yàn)技能3橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力4橋涵施工與設(shè)計(jì)能力靜力學(xué)知識及分析計(jì)算材料性質(zhì)與變形、應(yīng)力分析平面圖形幾何性質(zhì)分析計(jì)算構(gòu)件內(nèi)力及強(qiáng)度、剛度計(jì)算平面體系幾何組成分析靜定結(jié)構(gòu)與超靜定結(jié)構(gòu)受力計(jì)算繪制影響線工程力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)橋面結(jié)構(gòu)大型橋梁與高速公路

公路、橋梁

與工程力學(xué)纜索與立柱橋墩工程力學(xué)課程學(xué)習(xí)要求1、聽課：重點(diǎn)、難點(diǎn)2、筆記：適當(dāng)、記思路3、作業(yè)：按時(shí)、獨(dú)立完成4、考核評價(jià)方式：平時(shí)（作業(yè)、課堂表現(xiàn)、課堂紀(jì)律、考勤等）

期中考試或模塊測驗(yàn)（筆試、開卷、獨(dú)立完成）期末考試（筆試、閉卷）緒論一、工程力學(xué)的研究對象——結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛體——在力的作用下其形狀、大小保持不變的物體。（理論力學(xué)）變形固體（材料力學(xué)）變形固體的基本假設(shè)：（1）連續(xù)均勻性假設(shè)（2）各向同性假設(shè)（3）小變形假設(shè)緒論二、工程力學(xué)的基本任務(wù)靜力分析、承載能力計(jì)算安全與經(jīng)濟(jì)的矛盾材料的力學(xué)性質(zhì)緒論二、工程力學(xué)的基本任務(wù)靜力分析、承載能力計(jì)算承載能力——構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性強(qiáng)度——構(gòu)件抵抗破壞的能力；剛度——構(gòu)件抵抗變形的能力；穩(wěn)定性——細(xì)長壓桿保持其原有直線平衡狀態(tài)的能力。三、桿件變形的基本形式桿件——長度尺寸>>橫向尺寸的構(gòu)件。桿件變形的基本形式：軸向拉伸與壓縮剪切與擠壓扭轉(zhuǎn)彎曲第一章靜力學(xué)基礎(chǔ)靜力學(xué)基本概念與公理約束與約束反力物體受力分析第一節(jié)靜力學(xué)基本概念與公理目的要求：掌握靜力學(xué)公理教學(xué)重點(diǎn)：靜力學(xué)公理教學(xué)難點(diǎn)：三力匯交定理

第一節(jié)靜力學(xué)基本概念與公理一、基本概念（一）力1、力的定義

1）力是物體間相互的機(jī)械作用。

2）力的兩種作用效應(yīng)：外效應(yīng)——運(yùn)動(dòng)效應(yīng)；內(nèi)效應(yīng)——變形效應(yīng)。

（1）力的外效應(yīng)（運(yùn)動(dòng)效應(yīng)）：力使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的效應(yīng)稱為力的外效應(yīng)，

（2）力的內(nèi)效應(yīng)（變形效應(yīng)）：力使物體的形狀發(fā)生和尺寸改變的效應(yīng)稱為力的內(nèi)效應(yīng)。2、力的三要素：力的大小、方向、作用點(diǎn)。力的三要素決定了力對物體的作用效應(yīng)。3、力的表示方法：

力是矢量:力是矢量，在圖示力時(shí)，常用一帶箭頭的線段來表示力（參看下圖）在書寫力時(shí)，力矢量用加黑的字母表示，如F、P、G、F1等等。

注：可加上劃線表示4、力的單位：

在我國的法定計(jì)量單位中，力的單位用

牛頓（N）和千牛頓（kN）。

1kN=1000N。

問：kN與t的關(guān)系？在地球上1kg的物體能產(chǎn)生大約9.8N的力

（二）力系力系：作用于物體上的一群力如果一個(gè)物體在兩個(gè)力系分別作用下其效應(yīng)相同，則稱這兩個(gè)力系互為等效力系。如果一個(gè)力與一個(gè)力系等效，則稱此力為該力系的合力，而該力系中的各力稱為此力的分力。（二）力系力系的簡化：在不改變作用效果的前提下，用一個(gè)簡單力系等效替代復(fù)雜力系的過程.如果物體在一個(gè)力系的作用下處于平衡，則稱該力系為平衡力系。使一個(gè)力系成為平衡力系的條件，稱為力系的平衡條件。（二）力系工程中常見的力系，按其作用線所在的位置，分為平面力系和空間力系；按其作用線的相互關(guān)系，分為平行力系、匯交力系和一般力系。（三）荷載荷載：工程上主動(dòng)作用于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的外力。按作用范圍的情況分：集中荷載和分布荷載。按作用時(shí)間分：永久荷載（也稱為恒荷載）、可變荷載（也稱為活荷載）。按對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)分：靜荷載、動(dòng)荷載按荷載作用位置有無變化分：固定荷載、移動(dòng)荷載（三）荷載集中荷載。當(dāng)荷載的作用面積相對于物體很小以至于可以忽略不計(jì)時(shí)，可把荷載近似看做是作用在一點(diǎn)上，稱為集中荷載。集中荷載的單位是N或kN。如汽車車輪荷載作用在橋面上的壓力等（三）荷載分布荷載。當(dāng)荷載的作用范圍較大時(shí)，荷載的作用是連續(xù)的，不能近似簡化作用在某一點(diǎn)上，稱為分布荷載。分布均勻、大小處處相同的分布荷載稱為均布荷載；反之，稱為非均布荷載。（三）荷載線分布荷載（線荷載），如梁的自重，可以簡化為沿梁的軸線分布的線荷載；單位為N/m或kN/m;面分布荷載（面荷載），如屋面雪荷載、風(fēng)荷載等；單位為N/m2或kN/m2；體荷載，如物體的重力等。單位為N/m3或kN/m3。（三）荷載永久荷載（也稱為恒荷載），如結(jié)構(gòu)自重、土壓力等。可變荷載（也稱為活荷載），如人群、風(fēng)荷載、吊車荷載等。注意：永久作用、可變作用、偶然作用（公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范中）二、靜力學(xué)公理

公理1、二力平衡公理：物體受兩力且平衡的充要條件是：這兩力必須等值、反向、共線。滿足以上條件的構(gòu)件，稱為二力構(gòu)件。若為桿件，則稱為二力桿。

公理2、加減平衡力系公理：在作用于剛體的力系中，加上或去掉一個(gè)平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用效果。

推論：力的可傳性原理：力可以沿其作用線滑移至剛體的任意點(diǎn)，不改變原力對該剛體的作用效應(yīng)。

公理3、平行四邊形公理：作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力的合力也作用在該點(diǎn)，合力的大小和方向可用