建筑力學基礎

第1章建筑力學基礎1.1力的性質、力在坐標軸上的投影力(Force)是物體間相互的機械作用

力對物體作用效應(Effectofanaction)：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效應。1.1.1力的定義力的大小、力的方向、力的作用點。1.1.3力的圖示法1.1.2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，如圖1.1所示。第1章建筑力學基礎力的定義力是物體間相互間的機械作用。第1章建筑力學基礎力的效應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。使物體的形狀發(fā)生改變，叫做力的變形效應或內效應。力的三要素力的大小、方向、作用點稱為力的三要素。力的表示法

力是一個矢量，用帶箭頭的直線段來表示，如右圖所示（虛線為力的作用線）。力的單位

力的國際單位是牛頓(N)或千牛頓（kN）。第1章建筑力學基礎力系的定義

作用于同一個物體上的一組力。

力系(Systemofforces)的分類

各力的作用線都在同一平面內的力系稱為平面力系；各力的作用線不在同一平面內的力系稱為空間力系。平面力偶系：若干個力偶(Couple)（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。第1章建筑力學基礎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。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1章建筑力學基礎等效力系

(Equivalentforcesystem)

指兩個力(系)對物體的作用效果完全相同。平衡力系(Equilibriumforcesystem)

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為該合力的一個分力。第1章建筑力學基礎剛體(Rigidbody)

在任何外力的作用下，大小和形狀始終保持不變的物體。例如:橋梁在車輛、人群等荷載作用下的最大豎直變形一般不超過橋梁跨度的1/700～1/900。物體的微小變形對于研究物體的平衡問題影響很小，因而可以將物體視為不變形的理想物體——剛體第1章建筑力學基礎力在坐標軸上的投影已知合力求分力公式：已知分力求合力公式：第1章建筑力學基礎例1.1試求圖1.3中各力在軸上的投影，投影的正負號按規(guī)定觀察判定。第1章建筑力學基礎例1.1題解：第1章建筑力學基礎第1章建筑力學基礎例1.1題解：力投影的要點：

力平移力在坐標軸上投影不變；力垂直于某軸，力在該軸上投影為零；力平行于某軸，力在該軸上投影的絕對值為力的大小。第1章建筑力學基礎合力投影定理：

平面匯交力系的合力在任一軸上的投影，等于各分力在同一軸上投影的代數(shù)和。即：二力平衡公理

作用在同一剛體上的兩個力，使剛體平衡的必要和充分條件是，這兩個力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。

第1章建筑力學基礎上述的二力平衡公理對于剛體是充分的也是必要的，而對于變形體只是必要的，而不是充分的。如圖1.5所示的繩索的兩端若受到一對大小相等、方向相反的拉力作用可以平衡，但若是壓力就不能平衡。第1章建筑力學基礎受二力作用而處于平衡的桿件或構件

稱為二力桿件（簡稱為二力桿）或二力構件。第1章建筑力學基礎加減平衡力系公理

在作用于剛體上的任意力系中，加上或去掉任何平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用效果。第1章建筑力學基礎力的可傳性原理

作用于剛體上的力可沿其作用線移動到剛體內任意一點，而不會改變該力對剛體的作用效應。第1章建筑力學基礎力的平行四邊形法則(Parallelogramofforces)

作用在物體上同一點的兩個力，可以合成為仍作用于該點的一個合力，合力的大小和方向由以原來的兩個力為鄰邊所構成的平行四邊形的對角線矢量來表示。第1章建筑力學基礎三力平衡匯交定理

一剛體受共面不平行的三力作用而平衡時，此三力的作用線必匯交于一點。第1章建筑力學基礎作用與反作用定律

兩個相互作用物體之間的作用力與反作用力大小相等，方向相反，沿同一直線且分別作用在這兩個物體上。任何建筑和物在施工私過程中以滲及建成后汁的使用過涂程中，都泛要受到各叫種各樣的踩作用，這瓶種作用造菠成建筑物父整體或局證部發(fā)生變圖形、位移歉甚至破壞級。例如，演建筑物各棕部分的自譜重、人和凳設備的重按力、風力摔、地震，充溫度變化但等等。其棋中建筑物欣的自重、仰人和設備田的重力、泊風力等作炒用稱為直接作用，在工程暫上稱為荷載(Load)；而地震鉗，溫度變冊化等作用幫稱為間接作用。工程中價，有時不燭嚴格區(qū)分另直接作用妻或間接作預用，對引蹄起建筑物書變形、位待移甚至破栗壞的作用但一概稱之池為荷載。第1章疑建斃筑力學基途礎在工程中慕，作用在渡結構上的瘡荷載是多種多樣估的。為貼了便于礦力學分衰析，需遣要從不同的角度符，將它們防進行分類性。1、荷載培按其作用殊時間的長述短分為永久荷合載(Dead側loa刊d)、可變母荷載(Imp貸ose矛dl烘oad)和偶然美荷載。3、荷載虹按作用位伏置是否變驕化分為移動荷蛇載和固醋定荷載評。2、荷隔載按作扣用在結塌構上的蜘性質分返為靜力荷痕載(Ste亡ady憲lo垃ad)和動力稍荷載(Dyn雨ami洲cl有oad)第1章五建攝筑力學基糾礎荷載的分維類4、荷巴載按其猛作用在伸結構上江的分布緊情況分臉為分布荷龍載(Unif箏orm竹load)和集中荷偏載(Con哄cen談tra冒ted郊lo變ad)。集中荷載分布范圍斗很小，可揀近似認為盡作用在一愁點的荷載錄；線分布荷素載沿直線怒或曲線做分布的辯荷載（蒙單位：準KN/付m）；面分布嗎荷載沿平面或漏曲面分布紛的荷載（正單位：K詞N/m2）；體分布荷艷載沿物體茄內各點盞分布的張荷載（高單位：雪KN/蔬m3）。第1章座建井筑力學基朋礎工程中，塌荷載的分守布情況往賽往比較復壓雜，

在謀很多情況追下，都可畢簡化為沿宅直線和平花面

均勻誕分布的荷綠載進行分哭析計算。分布荷判載(Uni修form尊loa傷d)的合力指計算分布荷慚載的合斬力作用流在分布蓮區(qū)域的牽中心，穿指向框不變，獄其大小終等于分較布集度蠅的大倚小q乘以分電布范圍稅。第1章呼建贊筑力學基顧礎約束反咬力位于輩約束與繭被約束價物體的阻連接或權接觸處校，其方今向必與世該約束句所能阻阻礙物體千的運動懶方向相惹反。運濤用這個灰準則，景可確定診約束反擇力的方煎向和作拍用點的貫位置。約束與劈燕約束反篩力第1章怨建挎筑力學基熟礎限制物體妻運動的物坑體稱為約歌束物體，皇簡稱約束(Sup近por換t)。約束廉必然對招被約束司物體有飲力的作善用，以鼓阻礙被猾約束物簽體的運嚴動或運檢動趨勢煎。這種矮力稱為約束反力(Reac弟tion)，簡稱蘆反力。用柔軟的徒皮帶、繩讀索、鏈條次阻礙物體躍運動而構葵成的約束滋叫柔體約子束。這種梁約束作用夾是將物體宵拉住，且棗柔體約束軍只能受拉便力，不能宏受壓力，景所以約束瓜反力一定裁通過接觸薦點，沿著載柔體中心蹄線背離被耽約束物體干的方向，迷且恒為拉揉力，如圖厲1.14逮中的力。第1章調建筑伙力學基示礎1．柔體意約束當兩物體胞在接觸處圾的摩擦力惡很小而略雄不計時，穿其中一個栽物體就是仇另一個物足體的光滑告接觸面約叛束。這種春約束不論魚接觸面的合形狀如何還，都只能碰在接觸面寄的公法線戀方向上將王被約束物界體頂住或領支撐住，憐所以光滑體接觸面的哥約束反力及過接觸點宏，沿著接脾觸面的公耀法線指向輸被約束的從物體，只狗能是壓力哥，如圖1挺.15中叨的力。第1章竭建筑制力學基示礎2．光昌滑接觸勒面約束光滑圓宅柱鉸鏈論約束的嘴約束性鋸質是限是制物體邪平面移蝴動（不載限制轉待動），徒其約束璃反力是懲互相垂來直的兩熄個力（閑本質上火是一個光力），倍指向任喘意假設習。XYR第1章我建廚筑力學基梯礎3、光厲滑圓柱蕩鉸鏈約鍬束（簡唉稱鉸約盜束）鏈桿就稍是兩端翼鉸接而微中間不何受力的兩剛性直糟桿，由沫此所形漿成的約響束稱為傳鏈桿約悠束。這熱種約束崖只能限室制物體筆沿鏈桿贏軸線方扶向上的杯移動。詳鏈桿可油以受拉鄙或者是五受壓，誕但不能樓限制物句體沿其裹他方向朝的運動紐奉和轉動橫，所以抽，鏈桿恒約束的鋪約束反濱力沿著艙鏈桿的邊軸線，秧其指向強假設。第1章皆建筑僵力學基固礎4．鏈桿果約束第1章都建筑載力學基芒礎工程上黎將結構拍或構件肢連接在肚支承物輸上的裝脫置，稱振為支座。在工雄程上常地常通過嚇支座將烈構件支揮承在基用礎或另螺一靜止怕的構件偶上。支他座對構辟件就是井一種約寇束。支何座對它看所支承獄的構件丈的約束露反力也岡叫支座反跟力。支座的瓜構造是多隨種多樣的嗓，其具體準情況也是贏比較復雜葡的，只有倉加以簡化節(jié)，歸納成俊幾個類型布，才便于朗分析計算姿。建筑結構盯的支座通聲常分為固定鉸支顯座，可動鉸支厚座，和固定(端賄)支座三類。圖1.1雀8(a)拉是固定鉸支首座的示意窩圖。構件款與支座欠用光滑胞的圓柱為鉸鏈聯(lián)死接，構暑件不能呆產生沿膀任何方落向的移予動，但掏可以繞太銷釘轉竟動，可侵見固定綿鉸支座叉的約束厚反力與季圓柱鉸卡鏈約束踩相同，巾即約束盡反力一繪定作用曉于接觸誦點，通亦過銷釘具中心，境方向未該定。固定鉸陷支座的捉簡圖如圖1問.18艱(b)煌所示。約束反仿力如圖1.連18(c添)所示，當可以用FRA和一未知繪方向角α表示，運也可以用捎一個水平姓力FXA和垂直力創(chuàng)FYA表示。第1章蜻建筑宇力學基能礎1．固夏定鉸支唇座圖l.2河0(a)伐是可動鉸恥支座的柴示意圖。構件江與支座夠用銷釘約連接，亦而支座惜可沿支趕承面移垂動，這禍種約束晨，只能需約束構鎖件沿垂療直于支縱承面方柳向的移膚動，而烘不能阻忍止構件個繞銷釘炊的轉動尖和沿支泛承面方濁向的移墓動。所本以，它呆的約束末反力的逮作用點經就是約嶄束與被牽約束物蜘體的接抵觸點、念約束反杠力通過住銷釘?shù)姆行?，慚垂直于嚴支承面注，方向戶可能指厲向構件誦，也可旺能背離搜構件，奸視主動般力情況含而定。劃這種支座的簡守圖如1.2畢0(b)什所示，約束反腥力如圖1.熄20(c間)所示。第1章歡建日筑力學基潑礎2．可動給鉸支座第1章訓建筑艱力學基判礎整澆鋼犬筋混凝蔬土的雨構篷，它歇的一端今完全嵌拍固在墻集中，一奴端懸空便如圖1衡.22酷(a)猾，這樣峰的支座您叫固定端米支座。在嵌太固端，沈既不能畜沿任何轎方向移裁動，也幕不能轉造動，所庸以固定飾端支座探除產生私水平和便豎直方煉向的約律束反力沸外，還西有一個華約束反技力偶(費力偶將盛在第三屆章討論澤)。這襪種支座簡絨圖如圖1.