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1、一t第4章土木工程中的力学与结构概念第4早土木工程中的力学和结本勺概、1、外力、内力和反力2、荷载、作用和效应3、结构和结构失效一L土木工程中的力学与结构概念土木工程要解欧的问题之一是建造抵御自然或人为作用力的空间和通道,就必然会遇到大量的力学和结构问题。本章闸述土木工程中一些最基本的力学与结构概念。凑汀修澈芸路建筑结构计算机建槿一一技f一木工程中的力学与结枢概伊1、外力、内力和反力力:是一种物体间有方向的相互作用;这种相互作用有使物体改变原来形状或改变运动方向的效应;力是既有量值又有方向的矢量。力矩:是力对物体产生绕某一轴转动作用的物理量,其大小等于力与力臂(力的作用线到该轴的垂直距离)的乘
2、积;力矩在土木工程中习称夺矩。平衡:力矩既可顺时针方向转动,也可按逆时针方向转动,当两个方向转动效应之和为零时,称物体处于平衡状态。一LH8#1处习、内力和反力对任何一个土木工程的结构而言,力有外力、内力一L1外力、内力和反力倘若桥的两端曾可能被想象被锡处锯过又接了起来,当人拿着画重物走上去,桥身必然像被剪切般地下落。现在桥身没有被锡,受力后完好无损,说明桥身还承受有剪切力。一L1外力、内力和反力这些拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭曲就是桥身承受内力的结果。人和重物能静止地位于桥上,说明它的外力、反力和内力作用处于平衡状态。r碑.，无论大小、重轻、厚薄(大如大桥逵Cossll朗人匹5河技近河内力无非
3、是下列5种以及它们的发生拉伴变形(拉长)发生压缩变形(缩短)一L1外力、内力和反力R一-仪【一厂E乙嘉囊_者暮形(上部受剪0纂F【v)1个发生剪切变形卵砂命园河“二0许、嘉我学才受形剧春技一一4程加林尬是通过5秋E内力的基本作用,将施加在结构上的力传递给地球(基础下的土层),基础给予结构的则是作用在结构基础上的反力。口扭矩以Mz表示。一tL土木工程中的力学与结构概念2、荷载、作用和效应直接施加在土木工程结构上的外力是由荷载引起的。如果地球没有引力,自然界没有风吹、雨雪,荷载就不会存在,土木工程也就不需要结构。土木工程结构要有能抵御自然或人为的作用力的能力,因此,了解作用在结构上的荷载有哪些,其
4、性质如何非常重要。作用与作用效应的基本概念作用:是指能使结构产生窑力效应的各种原因的总称。一L2英辆、作用和效应作用效应:作用在结构上产生的内力和变形的总称。能使结构产生作用效应的原因有两种:一种是施加在结构上集中力和分布力,如结构自重,作用于楼面的人群、家具、设备,作用于桥面的车辆、人群,施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等,它们都是直接施加于结构上(直接作用,工程界习称为“荷载“;另一种是施加于结构上的外加变形或约束变形,如地震、基础沉降、材料收缩和徐变、温度变化引起结构产生作用效应,它们都是间接作用于结枇间接作用。2.1荷载(直接作用荷载是直接以力的形式作用于结构,爽*荷载是指直接作用在结构上的外加力。如结构自重、行人或车辆的重量、风压力、土压力、水压力等。一L_2.1茅敌(目接余印(D恒载(永久荷载)指使用期间永久施加在结构上,其值不随时间变化作用在工程结构上的恒载类型主要有:结构自重*墙面、地面、屋面、桥面以及建筑物内的固定装置
