建筑力学研究任务和内容，建筑力学第3版

2023-08-26 理论教育版权反馈

【摘要】：建筑力学的任务是研究结构的几何组成规律，以及在荷载作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题。具体来说，建筑力学将讨论下列几个方面的内容：力系的简化和力系平衡问题。

在施工和使用过程中，建筑结构构件要承受及传递各种荷载作用，构件本身会因荷载作用而产生变形，存在损坏、失稳的可能。建筑力学的任务是研究结构的几何组成规律，以及在荷载作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题。其目的是保证结构按照设计要求正常工作，并充分发挥材料的性能，使设计的结构既安全可靠又经济合理。

（1）强度。构件本身具有一定的承载能力，在荷载的作用下，其抵抗破坏或不产生塑性变形的能力通常称为强度。构件在过大的荷载作用下可能被破坏。例如，当起重机的起重量超过一定限度时，吊杆可能断裂。

（2）刚度。在荷载作用下，构件不产生超过工程允许的弹性变形的能力称为刚度。在正常情况下，构件会发生变形，但变形不能超出一定的限值，否则将会影响正常使用。例如，如果起重机梁的变形过大，起重机就不能正常行驶。因此，设计时必须保证构件有足够刚度使变形不超过规范允许的范围。

（3）稳定性。在荷载作用下，构件保持其原有平衡状态的能力称为稳定性。结构中受压的细长杆件，如桁架中的压杆，在压力较小时能保持直线平衡状态，当压力超过某一临界值时，就可能变为非直线平衡并发生破坏，称为失稳破坏。工程结构中的失稳破坏往往比强度破坏损失更惨重，因为这种破坏具有突然性，没有先兆。

结构的强度、刚度、稳定性反映了它的承载能力，其高低与构件的材料性质、截面的几何形状及尺寸、受力性质、工作条件及构造情况等因素有关。在结构设计中，如果将构件截面设计得过小，构件会因刚度不足导致变形过大而影响正常使用，或因强度不足而迅速破坏；如果构件截面设计得过大，其能承受的荷载过分大于所受的荷载，则又会不经济，造成人力、物力上的浪费。因此，结构和构件的安全性与经济性是矛盾的。建筑力学的任务就在于力求合理地解决这种矛盾，即研究和分析作用在结构（或构件）上的力与平衡的关系，结构（或构件）的内力、应力、变形的计算方法，以及构件的强度、刚度和稳定条件，为保证结构（或构件）既安全可靠又经济合理提供计算理论依据。

2.建筑力学的研究内容

建筑力学是一门技术基础课程。其主要分析材料的力学性能和变形特点及建筑结构或构件的受力情况，包括结构或构件的强度、刚度和稳定性，为建筑结构设计及解决施工中的受力问题提供基本的力学知识和计算方法。

具体来说，建筑力学将讨论下列几个方面的内容：

（1）力系的简化和力系平衡问题。即结构和构件上所受到的各种力都要符合保持平衡状态的条件。

（2）强度问题。即研究结构和构件在荷载作用下其内部产生的力和结构抵抗破坏的能力。

（3）刚度问题。即讨论结构和构件在荷载作用下的变形大小和抵抗变形的能力。

（4）稳定问题。即讨论受压构件的稳定性，避免受压构件因过于细长，当压力超过一定值时突然从原来的直线状态变成曲线形状，改变受压工作形状而破坏，即失稳破坏。

（5）研究杆件几何组成规则。即保证各部分不发生相对运动，使杆件体系能形成稳固的结构体系。

建筑力学研究任务和内容，建筑力学第3版

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