建筑力学与结构课件最齐全.ppt

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1、建筑力学与结构泰州职业技术学院建筑工程系陈红秋2建筑结构计算基本原则本章学习内容及学习要求约束与约束反力受力分析与受力图力矩与力偶力的概念静力学公理掌握力的基本知识掌握受力分析的方法熟练绘制受力图熟练运用平衡方程求解未知力平面力系的平衡掌握平面力系的平衡1建筑力学预备知识1建筑力学预备知识1.1力的概念力的概念：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）刚体：是指在任何情况下都不变形的物体。实际上任何物体在力的作用下都要产生变形（称为变形体），但是在工程实际中构件的变形通常都非常微小，因此，在研究物

2、体的平衡问题，可以忽略不计，可以把物体抽象为刚体。1.1.1力1建筑力学预备知识力的表示方法：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。Aq1建筑力学预备知识物体受力一般是通过物体间直接或间接接触进行的。接触处多数情况下不是一个点，而是具有一定尺寸的面积。因此无论是施力体还是受力体，其接触处所受的力都是作用在接触面积上的分布力。在很多情形下，这种分布力比较复杂。当分布力作用面积很小时，为了分析计算方便起见，可以将分布力简化为作用于一点的合力，称为集中力。例如，静止的汽车通过轮胎作用在桥面

3、上的力，当轮胎与桥面接触面积较小时，即可视为集中力；而桥面施加在桥梁上的力则为分布力。F1F21建筑力学预备知识平面力系：如果力系中各力作用线处在同一平面内，则称为平面力系，否则称为空间力系。力系的简化或合成：求与复杂力系相等效的简单力系的过程。力系：作用于物体上的一群力。合力与分力：如果某力系与一个力等效，则这一力称为力系的合力，而力系中的各个力则称为这一合力的分力。1.1.2力系等效力系：对物体的作用效果相同的两个力系。1建筑力学预备知识平衡：物体相对于地球静止或作匀速直线运动。如房屋、桥梁、大坝等相对于地球处于静止平衡状态。平衡力系：使物体保持平衡的力系。当物体处于

4、平衡状态时，组成物体的各个部分都处于平衡状态。平衡条件：物体在任何力系作用下并不是都处于平衡状态，只有当力系满足一定条件时，物体才能平衡，这个条件称为平衡条件。1.1.3平衡本章主要研究平面力系的平衡问题。1建筑力学预备知识1.2静力学公理两物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反、作用线相同，并分别作用在这两个物体上。（即为Newton第三定律）注：在以后的受力分析中经常用到，特别是对物体系统进行分析时。1.2.1作用力与反作用力公理FwFwFNFN′作用力与反作用力（FN，FN）′1建筑力学预备知识1.2静力学公理作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和

5、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。（等值、反向、共线）ABRARB1.2.2二力平衡公理ABSASB1建筑力学预备知识1.2.2二力平衡公理最简单力系的平衡条件。二力平衡公理只适用于单一刚体，而不适用于变形体。刚体（受压平衡）变形体（受压不能平衡）不能把二力平衡与作用力和反作用力公理混淆。二力平衡(FW，FN)FwFwFNFN′作用力与反作用力（FN，FN）′1建筑力学预备知识1.2.2二力平衡公理二力杆（二力构件）：仅受二力作用且处于平衡的杆件或构件。二力构件的受力特点：两力必沿作用点的连线，共同指向或共同背离。二力杆FABCFCCFBB1建筑

6、力学预备知识1.2.3加减平衡力系公理在作用于刚体的力系中，加上或减去任意个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。推论：力的可传性原理作用于刚体上的力可沿其作用线滑移至刚体内的任意点，而不改变力对刚体的作用效应。==FABFABF2F1F1AB在B点加上一对平衡力F1和F2，且F1=F2=F减去一对平衡力F和F21建筑力学预备知识1.2.4力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，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。AF1F2F力的平行四边形法则反映了最简单力系的简化规律，它是复杂力系简化的基础。合力

7、分力1建筑力学预备知识1.2.4力的平行四边形法则利用力的平行四边形法则，也可以将一个力分解为作用于同一点的两个分力。在工程中，常将力F沿互相垂直的两个方向分解，得到水平分力Fx和垂直分力Fy，这种分解称为正交分解。Fx=FcosαFyFxFαFy=FsinαF1CBAF3F21建筑力学预备知识推论：三力平衡汇交定理刚体在共面且不平行的三个力作用下平衡，则这三个力的作用线必定汇交于一点。（反之不成立）BCAF2F1F3F12OF2三力共面平衡将力F1和F2沿作用线移至交点O将力F1和F2合成为一个合力F12(力的可传性原理)三