建筑力學精選文檔

1、1,第二章 靜力學基礎,第一節(jié) 力、力矩及其性質(zhì) 第二節(jié) 約束與約束反力 第三節(jié) 受力分析與受力圖,2,第一節(jié) 力、力矩及其性質(zhì),力：是物體間相互的機械作用,力對物體作用效應： 一是使物體的機械運動狀態(tài)發(fā)生改變，叫做力的運動效應或外效應。 二是使物體的形狀發(fā)生改變，叫做力的變形效應或內(nèi)效應,一 、力的基本概念,3,力的大小 、力的方向 、力的作用點,力的圖示法,力的三要素,力具有大小和方向，所以說力是矢量(vector )?？梢杂靡粠Ъ^的直線段將力的三要素表示出來,第二章 靜力學基礎,4,力的單位 力的國際單位是牛頓(N)或千牛頓（kN,力系的定義 作用于同一個物體上的一組力,力系的分類 各

2、力的作用線都在同一平面內(nèi)的力系稱 為平面力系； 各力的作用線不在同一平面內(nèi)的力系稱 為空間力系,第二章 靜力學基礎,5,平面力偶系： 若干個力偶（一對大小相等、指向相反、作用線平行的兩個力稱為一個力偶）組成的力系,平面力系的分類,平面匯交力系：各力作用線都匯交于同一點 的力系,第二章 靜力學基礎,6,平面力系的分類 平面平行力系：各力作用線平行的力系。 平面一般力系：各力作用線既不匯交又不平行的平面力系,第二章 靜力學基礎,7,等效力系：指兩個力(系)對物體的作用效果完 全相同,平衡力系: 作用下使物體平衡的力系,合力與分力：若一個力與一個力系等效。則這個力稱為該力系的合力，而力系中的各個力稱

3、為該合力的一個分力,第二章 靜力學基礎,8,公理1: 力的平行四邊形法則,二、 靜力學公理,作用在物體上同一點的兩個力，可以 合成為一個合力，合力也作用于該點，其大小和方向由這兩個力矢為邊所構(gòu)成的平 行四邊形的對角線確定,9,合力矢也可用力三角形求得, 此公理表明了最簡單力系的簡化規(guī)律，是復雜力系簡化的基礎,10,公理2: 二力平衡條件 作用在剛體上的兩個力，使剛體處于平衡的必要和充分條件是：這兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上,最簡單力系的平衡條件,11,在兩個力作用下平衡的剛體二力構(gòu)件,二力構(gòu)件受力沿力作用點連線方向,二力構(gòu)件承受外力與本身形狀無關(guān),12,公理3: 加減平衡力系原

4、理 在作用于剛體的已知力系中，加上或去掉任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用,13,推理1 力的可傳性 作用于剛體上某點的力，可以沿其作用線移至剛體內(nèi)任一點，而不改變它對于剛體的作用,力是滑動矢量，力的三要素為大小、方向和作用線,14,當剛體受三個力而處于平衡時，若其中兩個力的作用線匯交于一點，則第三個力作用線必交于同一點，且三個力 的作用線在同一平面內(nèi),推理2 三力平衡匯交定理,15,公理4: 作用和反作用定律 作用力和反作用力總是同時存在，同時消失，等值、反向、共線，作用在相互作用的兩個物體上。在畫物體受力圖時要注意此公理的應用,兩物體相互間的作用力總是同時存在。且等值、反向、共線,

5、例 吊燈,16,三、 力矩及其性質(zhì),在力的作用下，物體將發(fā)生移動和轉(zhuǎn)動。力的轉(zhuǎn)動效應用用力對點之距（簡稱力矩）來度量,討論力的轉(zhuǎn)動效應時，主要關(guān)心力矩的大小與轉(zhuǎn)動方向，而這些與力的大小、轉(zhuǎn)動中心（矩心）的位置、中心到力作用線的垂直距離（力臂）有關(guān),17,三、力矩及其性質(zhì),度量力使物體繞某點轉(zhuǎn)動的效應,轉(zhuǎn)動中心（O,力作用線與矩心所在平面,矩心至力作用線的垂直距離（h,力臂,力矩中心（矩心,力矩作用面,1.力矩（力對點之矩,力對O點之矩用字母 Mo(F)表示,18,平面問題中，力矩是代數(shù)量，逆時針方向為正，順時針方向為負。單位N.m或KN.m,1、力矩,力矩的特性 (1) 力作用線過矩心，力矩為

6、零； (2) 力沿作用線移動，力矩不變,19,例 1 求圖中荷載對A、B兩點之矩,解,20,例2 求圖中均布荷載對A、B兩點之矩,解,假象把均布載荷變成集中力，再對某點取矩,21,2.合力矩定理,力系的合力對任一點之矩等于各分力對同一點之矩的代數(shù)和,合力矩定理應用對求解力矩非常方便，靈活應用,22,例3 求圖中力對A點之矩,解,由合力矩定理得,把合力進行分解,23,4、力偶及其性質(zhì),力偶:大小相等的二個反向平行力稱之為一個力偶,力偶的作用效果是引起物體的轉(zhuǎn)動，和力矩一樣，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應,工程實例,2021/2/7,24,1.力偶大小相等的二反向平行力,記作( ,力偶中二力間的距離d,二力作用線所

7、組成的平面,力偶臂,力偶作用面,度量力偶使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應,力偶矩,平面力偶矩,2.力偶系兩個或兩個以上的力偶組成的力系,25,力偶特性一： 力偶的合力為零，所以力偶的效應只能與轉(zhuǎn)動效應平衡，即只能與力偶或力矩平衡，而不能與一個力平衡,26,力偶特性二： 在保持力偶矩矢量不變，力偶可在其作用面 內(nèi)任意移轉(zhuǎn)，對剛體的作用效果不變,27,只要保持力偶矩的大小和轉(zhuǎn)向不變，改變力和力偶臂的長短，對剛體的作用效果不變,力偶特性三,28,力偶系的合成,作用在一個物體上的一組力偶稱為一個力偶系。力偶系的合成結(jié)果為一個合力偶M。 即,力偶系的平衡,顯然，當物體平衡時，合力偶必須為零，即,上式稱為力偶系的解析平

8、衡條件,29,約束反力位于約束與被約束物體的連接或接觸處，其方向與所限制的非自由體運動方向相反,第二節(jié) 約束與約束反力,自由體和非自由體 約束：限制非自由體運動的物體稱為約束物體，簡稱約束。 約束反力：約束必然對被約束物體有力的作用，以阻礙被約束物體的運動或運動趨勢。這種力稱為約束反力，簡稱反力,30,工程中常見的約束類型,光滑接觸面約束 柔索約束 圓柱鉸鏈約束 輥軸支座約束 固定端支座約束 定向支座約束,掌握約束性質(zhì),31,約束力作用在接觸點處，方向沿接觸面的公法線，指向受力物體,1.光滑接觸面約束 (光滑指摩擦不計,32,柔性體只能受拉，所以它們的約束力是作用在接觸點，方向沿柔索而背離物體

9、,2. 柔性約束,33,3圓柱鉸鏈約束,34,其它主動力未畫出,方向不定,圓柱鉸鏈約束簡圖（中間鉸鏈,35,固定鉸支座,36,4、輥軸支座（可動鉸支座,37,a,b,c,5、固定端支座約束,整澆鋼筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在墻中，一端懸空，這樣的支座叫固定端支座,38,6、定向支座（滑動支座）約束,a,b,用兩根等長的平行連桿將物體與支承面相連，該支座不能沿鏈桿軸線方向移動同時也不能轉(zhuǎn)動，即只允許桿端沿與鏈桿垂直的方向移動，這種約束形式稱為定向支座,39,研究力學問題，首先要了解物體的受力狀態(tài)，即對物體進行受力分析，反映物體受力狀態(tài)的圖稱為受力圖,第三節(jié) 受力分析、受力圖,繪制受力圖的步驟,1. 取分離體； 2. 畫已知力； 3. 畫約束反力,40,例1 畫整體受力圖、球體和AB桿,整體受力圖,2021/2/7,41,平面任意力系,平面匯交力系,例1 畫整體受力圖、球體和AB桿,42,例2,43,例3 畫出下列各構(gòu)件的受力圖,44,45,例4 畫出下列各構(gòu)件的受力圖,46,2021/2