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建筑力学与结构说课课件
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目录
壹
建筑力学基础
贰
结构分析方法
叁
建筑结构类型
肆
建筑力学与结构设计
伍
建筑力学实验与实践
陆
教学方法与手段
建筑力学基础
章节副标题
壹
力学的基本概念
力是物体间相互作用的量度，分为接触力如摩擦力和非接触力如重力。
力的定义与分类
力可以使物体发生形变或改变物体的运动状态，如拉伸、压缩、旋转等。
力的作用效果
当物体处于静止或匀速直线运动状态时，作用在物体上的所有力达到平衡状态。
力的平衡条件
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必须相互抵消。
力的平衡条件
通过力的分解与合成原理，可以将复杂力系统简化为更易于分析的基本力形式。
力的分解与合成
静力学研究力在结构中的传递规律，如梁和柱中的内力分布和传递路径。
力的传递特性
了解不同支撑和约束类型对结构稳定性的影响，如固定支撑、铰接支撑等。
支撑与约束类型
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，例如混凝土的屈服强度决定了其承载能力。
屈服强度
02
抗拉强度是材料承受拉力而不破坏的最大能力，例如钢筋的抗拉强度决定了其在建筑中的应用。
抗拉强度
03
疲劳极限是指材料在反复应力作用下不发生疲劳破坏的最大应力值，如桥梁结构中使用的钢材需具备高疲劳极限。
疲劳极限
04
结构分析方法
章节副标题
贰
结构受力分析
通过静力平衡原理，分析结构在静载作用下的受力状态，确保结构稳定。
静力平衡分析
考虑材料的弹性模量、屈服强度等力学性能，评估结构在荷载作用下的响应。
材料力学性能考量
绘制弯矩和剪力图，直观展示结构在不同荷载下的内力分布，指导设计。
弯矩和剪力图绘制
结构稳定性分析
通过分析结构在静力作用下的受力情况，确保结构在各种荷载作用下保持平衡。
静力平衡法
在结构材料或几何非线性情况下，评估结构在大变形或破坏前的稳定性。
非线性分析
考虑时间因素，通过动力学原理分析结构在地震、风载等动态荷载下的响应。
动力分析法
01
02
03
计算机辅助设计
使用ANSYS或ABAQUS等软件进行结构分析，模拟建筑受力情况，优化设计。
有限元分析软件
01
02
通过计算机模拟实验，如MATLAB编程，预测结构在不同负载下的表现。
计算机模拟实验
03
利用Revit或AutoCAD等三维建模工具，直观展示结构设计，便于分析和修改。
三维建模工具
建筑结构类型
章节副标题
叁
框架结构特点
框架结构提供了较大的空间灵活性，允许墙体非承重，便于内部空间的自由划分和调整。
空间布局灵活性
03
框架结构能有效抵抗水平力，如风荷载和地震作用，保证建筑的稳定性和安全性。
水平力抵抗
02
框架结构主要由梁和柱组成，通过这些构件的相互作用来承受和传递荷载。
梁柱系统
01
剪力墙结构应用
剪力墙结构在高层建筑中广泛使用，如上海中心大厦，提供良好的抗侧力性能。
高层建筑中的应用
剪力墙结构在住宅建筑中应用普遍，如美国的公寓楼，提供结构稳定性和空间灵活性。
住宅建筑的使用
在地震多发区域，剪力墙结构能有效抵抗地震力，如日本的多摩川塔。
抗震设计中的作用
拱结构与壳结构
拱结构通过拱形传递荷载，常见于桥梁和教堂建筑，如罗马万神殿的圆顶。
01
拱结构的特点与应用
壳结构利用曲面形状分散压力，广泛应用于大跨度建筑，例如悉尼歌剧院的壳形屋顶。
02
壳结构的设计原理
分析拱结构时需考虑拱脚推力和拱顶的稳定性，如巴黎的埃菲尔铁塔底部拱形支撑。
03
拱结构的力学分析
拱结构与壳结构
01
壳结构施工需精确控制曲面形状，例如使用膜结构预制成型技术，如北京国家体育场“鸟巢”。
02
现代建筑中，拱与壳结构结合现代材料和设计，创造出既美观又实用的空间，如西班牙的米拉之家。
壳结构的施工技术
拱与壳结构的现代应用
建筑力学与结构设计
章节副标题
肆
设计原则与规范
在建筑力学与结构设计中，安全性是首要原则，确保结构能够承受预期的荷载和环境影响。
安全性原则
01
设计时需考虑成本效益，合理选择材料和结构形式，以最小的经济投入实现结构的安全和功能需求。
经济性原则
02
结构设计应考虑环境影响，采用可持续材料和技术，减少资源消耗和环境污染。
可持续性原则
03
遵循国家和地方的建筑规范和标准，确保设计满足法律和行业要求，保障公共安全。
规范遵循
04
荷载计算与分配
确定荷载类型
根据建筑用途和环境条件，确定结构所受的活荷载、死荷载、风荷载和雪荷载等。
结构冗余度设计
设计时考虑结构冗余度，确保在部分构件失效时，结构仍能保持稳定。
荷载组合分析
荷载传递路径
考虑不同荷载同时作用时的最不利组合，确保结构设
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