2结构计算简图和物体受力分析

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1、结构计算简图物体受力分析建筑力学结构计算简图物体受力分析§2.1静力学的基本概念和静力学公理§2.2约束约束反力§2.3结构计算简图§2.4物体的受力分析一、力的概念1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物体的运动状态。2.力的效应：§2.1静力学基本概念和静力学公理①运动效应(外效应，即物体运动状态的改变)②变形效应(内效应，即物体形状的改变)——牛顿第二定律——胡克定律力的单位：国际单位制：牛顿(N)千牛顿(kN)3.力的三要素：大小，方向，作用点AF力是矢量力的存在形式：分布力、集中力§2.1静力学基本概念和静力学公理4.力系：是指作

2、用在物体上的一群力。平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，我们称这个力系为平衡力系。等效力系：如果两个力系分别作用于同一物体，且效应相同，则我们称这两个力系为等效力系。力系的分类：平面力系与空间力系汇交力系、平行力系、任意力系§2.1静力学基本概念和静力学公理公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。公理1力的平行四边形法则作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。§2.1静力学基本概念和静力学公理作用于刚体上的两

3、个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力大小相等

4、F1

5、=

6、F2

7、方向相反F1=–F2作用线共线，作用于同一个物体上。公理2二力平衡公理§2.1静力学基本概念和静力学公理在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。推论1：力的可传性。作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应。因此，对刚体来说，力作用三要素为：大小，方向，作用线公理3加减平衡力系原理§2.1静力学基本概念和静力学公理刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。（必共面，

8、在特殊情况下，力在无穷远处汇交——平行力系。）推论2：三力平衡汇交定理[证]∵为平衡力系，∴也为平衡力系。又∵二力平衡必等值、反向、共线，∴三力必汇交，且共面。§2.1静力学基本概念和静力学公理公理4作用力和反作用力定律等值、反向、共线、异体、且同时存在。[例]吊灯§2.1静力学基本概念和静力学公理约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。§2-2约束与约束反力一、概念自由体：位移不受限制的物体叫自由体。非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）主动力：作用于非自由

9、体上的约束反力以外的力统称为主动力。如重力、风力等。①大小常常是未知的；②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；③作用点在物体与约束相接触的那一点。约束反力特点：GGN1N2§2-2约束与约束反力绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿绳索背离物体。二、约束类型和确定约束反力方向的方法：1.柔索约束PPTS1S'1S'2S2§2-2约束与约束反力约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体2.光滑面约束(光滑指不计摩擦)PNNPNANB§2-2约束与约束反力3.光滑圆柱铰链约束约束反力作用在接触点处，方向不定，作用线必垂直于轴线并

10、通过轴心。AAXAYAA§2-2约束与约束反力①固定铰支座：圆柱铰链中有一个连接固定即为固定铰支§2-2约束与约束反力约束反力作用在接触点处，方向不定，作用线必垂直于轴线并通过轴心。4.铰支座固定铰支座§2-2约束与约束反力②活动铰支座（滚动支座、辊轴支座）§2-2约束与约束反力§2-2约束与约束反力5.链杆约束只在铰点受两个力二处于平衡的构件。又叫二力杆。此二力等值、反向、共线6.固定端约束（固定支座）§2-2约束与约束反力==§2-2约束与约束反力7.定向支座YMXM一、选取结构的计算简图必要性、重要性：将实际结构作适当地简化，忽略次要因素，显示其基

11、本的特点。这种代替实际结构的简化图形，称为结构的计算简图。合理地选取结构的计算简图是结构计算中的一项极其重要而又必须首先解决的问题。§2-3结构计算简图二、结点的简化杆件间的连接区通常简化成为三种理想情况：（1）铰结点：约束各杆端不能相对移动，但可相对转动；可以传递力，不能传递力矩。（2）刚结点：连接各杆端既不能相对移动，又不能相对转动；既可以传递力，又可传递力矩。（3）组合结点：是一些杆端为刚结，另一些杆端为铰结。！！铰结点刚结点组合结点三、支座的简化（1）滚轴支座：约束杆端不能竖向移动，但可水平移动和转动。只有竖向反力。（2）定向支座：允许杆端沿一定

12、方向自由移动，而沿其它方向不能移动，也不能转动。（3）铰支座：约束杆端不能移动，