中級(jí)職稱建筑結(jié)構(gòu)培訓(xùn)課

關(guān)于中級(jí)職稱建筑結(jié)構(gòu)培訓(xùn)課第1頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo力的單位：國際單位制：牛頓(N)

千牛頓(kN) 第一章靜力學(xué)基礎(chǔ)§1-1靜力學(xué)基本概念一、力的概念1．定義：力是物體間的相互機(jī)械作用，這種作用可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2.力的效應(yīng)：

①運(yùn)動(dòng)效應(yīng)(外效應(yīng))②變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))。3.力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)AF第2頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo

力系：是指作用在物體上的一群力。

平衡力系：物體在力系作用下處于平衡，我們稱這個(gè)力系為平衡力系。是指物體相對(duì)于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。

二.剛體就是在力的作用下，大小和形狀都不變的物體。三.平衡AF第一章靜力學(xué)基礎(chǔ)第3頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo§1-2靜力學(xué)基本公理公理1二力平衡公理

作用于剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要與充分條件是： 這兩個(gè)力大小相等|F1|=|F2|

方向相反F1

=–F2

作用線共線， 作用于同一個(gè)物體上。第4頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo說明：①對(duì)剛體來說，上面的條件是充要的③二力體：只在兩個(gè)力作用下平衡的剛體叫二力體。②對(duì)變形體來說，上面的條件只是必要條件(或多體中)二力桿第5頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo單選例：下面哪個(gè)不是二力構(gòu)件的必備條件（）。A．僅在兩點(diǎn)受力B．桿上不受力C．直桿D．不計(jì)自重第6頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo

在已知力系上加上或減去任意一個(gè)平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。推論1：力的可傳性。作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內(nèi)的任一點(diǎn)，而不改變?cè)摿?duì)剛體的效應(yīng)。因此，對(duì)剛體來說，力作用三要素為：大小，方向，作用線公理2加減平衡力系原理第7頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo

剛體受三力作用而平衡，若其中兩力作用線匯交于一點(diǎn)，則另一力的作用線必匯交于同一點(diǎn)，且三力的作用線共面。（必共面，在特殊情況下，力在無窮遠(yuǎn)處匯交——平行力系。）公理3力的平行四邊形法則作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成一個(gè)合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來表示。推論2：三力平衡匯交定理第8頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo單選例：剛體上作用三個(gè)力而處于平衡，則這三個(gè)力的作用線必定（）。A.相交于一點(diǎn)B.平行C.位于同一平面內(nèi) D.都為0第9頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo公理4作用力和反作用力定律等值、反向、共線、異體、且同時(shí)存在。[例]

吊燈

兩物體間的相互作用力總是大小相等、方向相反、沿同一直線，同時(shí)分別作用在這兩個(gè)物體上，這兩個(gè)力互為作用力和反作用力。第10頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo單選例：下列不屬于作用力和反作用力特性的是（）。A．他們的大小相等B．方向相反C．作用在同一個(gè)物體上D．作用在兩個(gè)物體上第11頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo①是代數(shù)量。當(dāng)F=0或d=0時(shí)，=0。③是影響轉(zhuǎn)動(dòng)的獨(dú)立因素。⑤

=2⊿AOB=Fd,2倍⊿形面積。力對(duì)物體可以產(chǎn)生移動(dòng)效應(yīng)--取決于力的大小、方向

轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)--取決于力矩的大小、方向-+一、力矩說明：②F↑,d↑轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)明顯。④單位Nm，§1–3力對(duì)點(diǎn)之矩、力偶的概念

1、力矩的概念第12頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo1）力作用線過矩心，力矩為零；2）力沿作用線移動(dòng)，力矩不變；3）力F對(duì)O點(diǎn)之矩與矩心O的位置有關(guān)2、力矩的特性第13頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo

定理：平面匯交力系的合力對(duì)平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩，等于所有各分力對(duì)同一點(diǎn)的矩的代數(shù)和 即：3、合力矩定理第14頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo[例]

已知：如圖F、Q、l,求：和 解：①用力對(duì)點(diǎn)的矩法

②應(yīng)用合力矩定理

第15頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo二、力偶的概念和性質(zhì)力偶：兩力大小相等，作用線不重合的反向平行力叫力偶。1、力偶的概念第16頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo說明：①

m是代數(shù)量，有+、-；②F、

d都不獨(dú)立，只有力偶矩

是獨(dú)立量；

③m的值m=±2⊿ABC

；④單位：N?m— +d第17頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo性質(zhì)2：力偶對(duì)其所在平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩恒等于力偶矩，而與矩心的位置無關(guān)，因此力偶對(duì)剛體的效應(yīng)用力偶矩度量。性質(zhì)1：力偶既沒有合力，本身又不平衡，是一個(gè)基本力學(xué)量。性質(zhì)3：平面力偶等效定理

作用在同一平面內(nèi)的兩個(gè)力偶，只要它的力偶矩的大小相等，轉(zhuǎn)向相同，則該兩個(gè)力偶彼此等效。第18頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo②只要保持力偶矩大小和轉(zhuǎn)向不變，可以任意改變力偶中力的大小和相應(yīng)力偶臂的長短，而不改變它對(duì)剛體的作用效應(yīng)?？傻孟铝袃蓚€(gè)推論：①力偶可以在其作用面內(nèi)任意移動(dòng)，而不影響它對(duì)剛體的作用效應(yīng)。第19頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo多項(xiàng)選擇例、下列選項(xiàng)中，關(guān)于力偶基本性質(zhì)的描述中，正確的是（）。A.力偶無合力B.力偶能與一個(gè)力等效C.力偶不能與一個(gè)力平衡 D.力偶只能與力偶平衡第20頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo約束反力：約束給被約束物體的力叫約束反力?！?-4約束與約束反力一、概念自由體：位移不受限制的物體叫自由體。非自由體：位移受限制的物體叫非自由體。約束：對(duì)非自由體的某些位移預(yù)先施加的限制條件稱為約束。

（這里，約束是名詞，而不是動(dòng)詞的約束。）第21頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo①大小常常是未知的；②方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；③作用點(diǎn)在物體與約束相接觸的那一點(diǎn)。約束反力特點(diǎn)：GGN1N2第22頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo繩索類只能受拉，所以它們的約束反力是作用在接觸點(diǎn)，方向沿繩索背離物體。二、約束類型和確定約束反力方向的方法：1.由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束PPTS1S'1S'2S2第23頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo約束反力作用在接觸點(diǎn)處，方向沿公法線，指向受力物體2.光滑接觸面的約束(光滑指摩擦不計(jì))PNNPNANB第24頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo3.光滑圓柱鉸鏈約束①圓柱鉸鏈AAXAYAA第25頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo②固定鉸支座第26頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo③活動(dòng)鉸支座（輥軸支座）第27頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo一、受力分析解決力學(xué)問題時(shí)，首先要選定需要進(jìn)行研究的物體，即選擇研究對(duì)象；然后根據(jù)已知條件，約束類型并結(jié)合基本概念和公理分析它的受力情況，這個(gè)過程稱為物體的受力分析。作用在物體上的力有：一類是:主動(dòng)力,如重力,風(fēng)力,氣體壓力等。 二類是：被動(dòng)力，即約束反力?！?-5物體的受力分析和受力圖第28頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo畫物體受力圖主要步驟為：①選研究對(duì)象；②取分離體；③畫上主動(dòng)力；④畫出約束反力。二、受力圖[例1]第29頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo[例2]畫出下列各構(gòu)件的受力圖QAOBCDE第30頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogoQAOBCDE第31頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo

約束與約束反力

常見的約束類型：1、柔體約束：繩索、鏈條、鋼絲等，只能產(chǎn)生拉力；2、光滑接觸面約束：限制物體沿著光滑接觸面的公法線而指向接觸面的運(yùn)動(dòng)；3、鏈桿約束4、固定鉸支座：只限制移動(dòng)，不限制轉(zhuǎn)動(dòng)；5、可動(dòng)鉸支座6、固定端支座；既不能移動(dòng)，也不能轉(zhuǎn)動(dòng)。建筑力學(xué)第32頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo單項(xiàng)選擇例：既能限制物體轉(zhuǎn)動(dòng)，又能限制物體移動(dòng)的支座是（）。A.固定端B.固定鉸C.可動(dòng)鉸 D.定向支座第33頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo三、畫受力圖應(yīng)注意的問題除重力、電磁力外，物體之間只有通過接觸才有相互機(jī)械作用力，要分清研究對(duì)象（受力體）都與周圍哪些物體（施力體）相接觸，接觸處必有力，力的方向由約束類型而定。2、不要多畫力要注意力是物體之間的相互機(jī)械作用。因此對(duì)于受力體所受的每一個(gè)力，都應(yīng)能明確地指出它是哪一個(gè)施力體施加的。1、不要漏畫力第34頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo約束反力的方向必須嚴(yán)格地按照約束的類型來畫，不能單憑直觀或根據(jù)主動(dòng)力的方向來簡單推想。在分析兩物體之間的作用力與反作用力時(shí)，要注意，作用力的方向一旦確定，反作用力的方向一定要與之相反，不要把箭頭方向畫錯(cuò)。3、不要畫錯(cuò)力的方向4、受力圖上不能再帶約束。即受力圖一定要畫在分離體上。第35頁，課件共37頁，創(chuàng)作于