土木工程的力學(xué)基本概念

土木工程中的力學(xué)基本概念一.荷載土木工程要解決的主要問題之一是工程結(jié)構(gòu)要有能抵御自然或人為的作用

力的能力，因此，了解作用在結(jié)構(gòu)上的荷載有哪些，其性質(zhì)如何是非常重要的。荷載：作用在結(jié)構(gòu)上的力恒載：指持久存在著的力作用在工程結(jié)構(gòu)上的恒載類型主要有：一般情況恒載由構(gòu)件的具體尺寸和材料的重度計算?2.活載可移動的外加力作用在工程結(jié)構(gòu)上的活載類型主要有：靜載、動載、風(fēng)載?靜載：荷載作用不變或作用變化緩慢。?動載：荷載作用急劇、快速變化。如撞擊力、落重等。注意：動載對房屋的作用效應(yīng)比它們作為靜載的絕對值要大。

影響風(fēng)載的因素因地區(qū)而異（沿海、內(nèi)陸）;同一地區(qū)因時間而異；因房屋高度而異。圖2,9空氣流經(jīng)房屋時風(fēng)對房屋的作用＜?）氣流對單層房屋的作用L+”表示壓力,“一”表示吸力八＜*＞氣流對病原房屋的作用t

5）誨岸地區(qū)風(fēng)壓有度變化系敷:；＜己）城質(zhì)郊區(qū)鳳壓高度變化摹數(shù)

地震、震級、烈度、地震荷載地震：以地面發(fā)生不同強烈程度的振動為特征的一種物理現(xiàn)象震源震中震中距-震級：表示地震的強度，用釋放出來的能量大小衡量。國際上通用的是Richter震級。M=10gAA:標(biāo)準(zhǔn)地震儀測得的最大水平位移幅值（〃m）^^^^10一次里氏5級地震所釋放的能量為：2x1019erg相當(dāng)于2萬tT.N.T.炸藥，每增加一級，釋放的能量增加31.5倍-地震烈度地震在某一個具體地區(qū)引起的振動強度。與震級是兩個不同的概念。震中區(qū)烈度最大。根據(jù)震時人、地、物主要宏觀標(biāo)志劃分為12度。?地震荷載：地震對土木工程的作用力。地震引起的地面運動會使房屋在豎向或水平方向產(chǎn)生加速度反應(yīng)，其加速度反應(yīng)值與土木工程本身質(zhì)量的乘積，就形成地震對房屋的作用力。由溫差和地基不均勻沉降引起的內(nèi)力?溫差的影響?由地基不均勻沉降引起的內(nèi)力效應(yīng)「建引房甯II「建引房甯II■mfisln'麝翳置的甯_IBIi■22mJ-箱1器作用?■—罩L睪灣爵著—「麝i■^■■1'i「3才'怖牌泉能使土木工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)（結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變和裂縫等）

的各種原因的總稱，成為結(jié)構(gòu)上的荷載。荷載在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的內(nèi)力（彎矩、扭矩、剪力、壓力和拉力等）和變形（撓度、扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉伸、壓縮和裂縫等）成為荷載效應(yīng)。二?應(yīng)力、應(yīng)變和彈性1.應(yīng)力作用于單位面積上的內(nèi)力強度稱之為應(yīng)力:3.彈性當(dāng)有力作用一物體時，物體有變形。當(dāng)這個力移去后，物體又恢復(fù)原來的形狀。物體所具有的這種特性，稱之為彈性。材料在彈性狀態(tài)荷載與變形成正比

AL￡=L三.結(jié)構(gòu)的失效1、作用效應(yīng)、抵抗能力和基本功能作用效應(yīng)：房屋結(jié)構(gòu)因承受著各種作用力而產(chǎn)生的拉伸、壓縮、彎曲和剪切變形。抵抗能力：指由材料、截面及其連接方式所構(gòu)成的抗拉能力、抗壓能力、抗彎能力、抗剪等能力，以及結(jié)構(gòu)所能經(jīng)受的變形、位移或沉降量。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循的原則外荷載施加在房屋結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)通常用S表示結(jié)構(gòu)的抗力通常用R表示S<R2、建筑結(jié)構(gòu)要滿足的基本功能能承受正常施工和使用時可能出現(xiàn)的各種作用力(例如拉力、壓力、彎矩、剪力等)；在正常使用時具有良好的工作性能(如不發(fā)生過大的側(cè)向位移，不使人感到晃動)；在正常維護下具有足夠的耐久性能(如有抵抗酸類、鹽類等物質(zhì)的侵蝕能力)；在偶然事件發(fā)生時能保持必需的穩(wěn)定性(如有很好的抗地震的能力)；3、結(jié)構(gòu)的失效當(dāng)結(jié)構(gòu)或從屬于它的構(gòu)件不能滿足上述基本功能要求即SR房屋結(jié)構(gòu)失去效能，即失效或稱破壞。其表現(xiàn)形式：破壞一如拉斷、壓碎等。失穩(wěn)