建筑力学基本知识.ppt

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1、1建筑力学基本知识§1–1静力学的基本概念§1-2平衡力系条件的应用§1-3内力与内力图§1–1静力学的基本概念力的作用效果：引起物体运动状态的变化（外效应）使物体发生变形（内效应）一、力与平衡的基本概念力(Force)—物体间相互的机械作用；力的三要素：大小、方向、作用点。力是一个矢量，用带箭头的直线段来表示，如图1-1所示。力的单位：牛顿(N)或千牛顿（kN）等。图1-1力的表示力系—作用于同一个物体上的一组力。力系平面力系——各力的作用线都在同一平面内空间力系——各力的作用线不在同一平面内§1–1静力学的基本概念§1–1静力学的基本概念等效力系—指两个力(系)

2、对物体的作用效果完全相同。平衡力系—力系作用下使物体平衡的力系。合力与分力—若一个力与一个力系等效。则该力称为此力系的合力，而力系中的各个力称为该合力的一个分力。刚体—在力作用下不产生变形或变形可以忽略的物体。绝对的刚体实际并不存在。平衡—一般是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。§1–1静力学的基本概念§1–1静力学的基本概念受二力作用而处于平衡的杆件或构件称为二力杆件（简称为二力杆）或二力构件。二力杆§1–1静力学的基本概念§1–1静力学的基本概念§1–1静力学的基本概念三、约束与约束反力约束—阻碍物体运动的限制条件，约束总是通过物体间的直接接触而形

3、成。约束对物体必然作用一定的力，这种力称为约束反力或约束力，简称反力。约束反力的方向总是与物体的运动或运动趋势的方向相反，它的作用点就在约束与被约束物体的接触点。运用这个准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。§1–1静力学的基本概念1.柔体约束由柔软且不计自重的绳索、胶带、链条等构成的约束统称为柔体约束。柔体约束的约束反力为拉力，沿着柔体的中心线背离被约束的物体，用符号FT表示，如图1-10所示。图1-10柔体约束(a)(b)(c)§1–1静力学的基本概念(a)(b)(c)图1-11光滑接触面约束2.光滑接触面约束物体之间光滑接触，只限制物体沿接触面的公法线方向

4、并指向物体的运动。光滑接触面约束的反力为压力，通过接触点，方向沿着接触面的公法线指向被约束物体，通常用FN表示，如图1-11所示。§1–1静力学的基本概念两端各以铰链与其他物体相连接且中间不受力(包括物体本身的自重)的直杆称为链杆，如图1-12所示。链杆可以受拉或者是受压，但不能限制物体沿其他方向的运动和转动，所以，链杆的约束反力总是沿着链杆的轴线方向，指向不定，常用符号F表示。3.链杆约束(c)图1-12链杆约束(a)(b)§1–1静力学的基本概念光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面移动（不限制转动），其约束反力是互相垂直的两个力（本质上是一个力），指向任意假

5、设。4.光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）图1-13圆柱铰链约束FAXFAYFA§1–1静力学的基本概念5.固定铰支座将构件或结构连接在支承物上的装置称为支座。用光滑圆柱铰链把构件或结构与支承底板相连接，并将支承底板固定在支承物上而构成的支座，称为固定铰支座,如图1-14所示。固定铰支座的约束反力与圆柱铰链相同，其约束反力也应通过铰链中心，但方向待定。为方便起见，常用两个相互垂直的分力FAx,FAy表示。图1-14固定铰支座(a)(b)(c)FAXFAyFA§1–1静力学的基本概念6.可动铰支座如果在固定铰支座的底座与固定物体之间安装若干辊轴，就构成可动铰支座，如图1-

6、15所示。可动铰支座的约束反力垂直于支承面，且通过铰链中心，但指向不定，常用R(或F)表示。FA(RA)图1-15可动铰支座(a)(b)(d)(c)(e)§1–1静力学的基本概念7.固定端支座如果构件或结构的一端牢牢地插入到支承物里面，就形成固定端支座，如图1-16(a)所示。约束的特点是连接处有很大的刚性，不允许被约束物体与约束物体之间发生任何相对的移动和转动，约束反力一般用三个反力分量来表示，两个相互垂直的分力FAx（XA）、FAy（YA）和反力偶MA，如图1-16(b)所示，力学计算简图可用图1-16(c)表示。(a)(b)(c)图1-16固定端支座FAyFA

7、xMA§1–1静力学的基本概念研究力学问题，首先要了解物体的受力状态，即对物体进行受力分析，反映物体受力状态的图称为受力图。正确对物体进行受力分析并画出其受力图，是求解力学问题的关键。受力图绘制步骤为：（1）明确研究对象，取脱离体。研究对象（脱离体）可以是单个物体、也可以是由若干个物体组成的物体系统，这要根据具体情况确定。（2）画出作用在研究对象上的全部主动力。（3）画出相应的约束反力。（4）检查。四、物体的受力分析与受力图§1–1静力学的基本概念【解】(1)取AB梁为研究对象，解除约束，画脱离体简图；(2)画主动力F；(3)画约束反力：如图1-18(b)所示。