第2章-结构计算简图与物体受力分析

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1、《建筑力学》选用教材：建筑力学出版社：高等教育出版社主讲教师：万波1第二章结构计算简图·物体受力分析力的定义第一节力、荷载、约束与约束力力的概念：物体间相互的机械作用。力的作用效应外效应（使物体的运动状态产生变化）内效应（使物体的形状和大小发生改变，即产生变形）2第二章结构计算简图·物体受力分析第一节力、荷载、约束与约束力力的表示方法：用一个带箭头的线段来表示力。FA力的作用线力的单位：N或kN。1kN=1000N。力的三要素：力的大小、方向、作用点。力是矢量。A3第二章结构计算简图·物体受力分析静力

2、学公理第一节力、荷载、约束与约束力1作用力与反作用力公理两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，沿同一直线，并分别作用在这两个物体上。作用力与反作用力的性质应相同。作用力与反作用力公理概括了两个物体之间相互作用力之间的关系，在分析物体受力时将有重要的作用。4第二章结构计算简图·物体受力分析静力学公理第一节力、荷载、约束与约束力2二力平衡公理作用在同一物体上的两个力，使物体平衡的必要和充分条件是，这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。这个公理说明了作用在同一物体上两个力的平衡条

3、件。当一个物体只受两个力而保持平衡时，这两个力一定满足二力平衡公理。若一根杆件只在两点受力作用而处于平衡，则作用在此两点的二力的方向必在这两点的连线上。5第二章结构计算简图·物体受力分析静力学公理第一节力、荷载、约束与约束力3加减平衡力系公理作用于刚体的任意力系中，加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系的作用效应。推论：力的可传性原理作用在刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内的任意点，而不改变原力对刚体的作用效应。根据力的可传性原理，力对刚体的作用效应与力的作用点在作用线的位置无关。加减平衡力系公理和力

4、的可传性原理都只适用于刚体。6第二章结构计算简图·物体受力分析力的平行四边形法则第一节力、荷载、约束与约束力作用于物体上的同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力也作用于该点，合力的大小和方向由这两个力为边所构成的平行四边形的对角线来表示。7第二章结构计算简图·物体受力分析力的平行四边形法则第一节力、荷载、约束与约束力推论：三力平衡汇交定理一刚体受共面不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必汇交于一点。三力平衡汇交定理常常用来确定物体在共面不平行的三个力作用下平衡时其中未知力的方向。8第二章结构

5、计算简图·物体受力分析第一节力、荷载、约束与约束力任何建筑物在施工过程中以及建成后的使用过程中，都要受到各种各样的作用，这种作用造成建筑物整体或局部发生变形、位移甚至破坏。例如，建筑物各部分的自重、人和设备的重力、风力、地震，温度变化等等。其中建筑物的自重、人和设备的重力、风力等作用称为直接作用，在工程上称为荷载；而地震，温度变化等作用称为间接作用。工程中，有时不严格区分直接作用或间接作用，对引起建筑物变形、位移甚至破坏的作用一概称之为荷载。9第二章结构计算简图·物体受力分析荷载的分类:1、荷载按其作

6、用时间的长短分为永久荷载（恒载）、可变荷载（活载）和偶然荷载。2、荷载按作用在结构上的性质分为静力荷载和动力荷载。3、荷载按作用位置是否变化分为移动荷载和固定载。10第二章结构计算简图·物体受力分析4、荷载按其作用在结构上的分布情况分为分布荷载和集中荷载。集中荷载:分布范围很小，可近似认为作用在一点的荷载；线分布荷载:沿直线或曲线分布的荷载（单位：KN/m）；面分布荷载:沿平面或曲面分布的荷载（单位：KN/m2）；11第二章结构计算简图·物体受力分析qF1F212第二章结构计算简图·物体受力分析物体受

7、力分类：主动力、约束力。1、自由体：可以任意运动（获得任意位移）的物体。2、非自由体：不可能产生某方向的位移的物体。3、约束：由周围物体所构成的、限制非自由体位移的条件。4、约束反力：约束对被约束体的反作用力。5、主动力：约束力以外的力。第一节约束与约束力13第二章结构计算简图·物体受力分析约束反力位于约束与被约束物体的连接或接触处，其方向必与该约束所能阻碍物体的运动方向相反。运用这个准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。14第二章结构计算简图·物体受力分析1．柔索约束用柔软的皮带、绳索、链条阻碍

8、物体运动而构成的约束叫柔索约束。这种约束作用是将物体拉住，且柔索约束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力一定通过接触点，沿着柔索中心线背离被约束物体的方向，且恒为拉力，如右图中的力。15第二章结构计算简图·物体受力分析2．光滑面约束当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不计时，其中一个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。这种约束不论接触面的形状如何，都只能在接触面的公法线方向上将被约束物体顶住或支撑住，所以光滑接触面的约束反力过接触点，沿着接触面的公法线指向