建筑力學 課件 1靜力學公理2

一、基本概念§1–3約束和約束反力1、自由體：2、非自由體：在空間可以自由運動而獲得任意位移的物體不可能產生某方向位移的物體3、約束：4、約束反力：約束對被約束物體的作用力。限制非自由體運動的條件，一般通過與非自由體的相互接觸而構成。施加約束的物體稱為約束體，簡稱約束。即由約束體產生的阻礙非自由體運動的力使物體產生運動趨勢的力，如重力、風力、驅動力等5、主動力：靜力學中力的分類：約束反力主動力（荷載）§1–3約束和約束反力分布荷載體荷載面荷載線荷載q(kN/m3)q(kN/m2)q(kN/m)§1–3約束和約束反力q—荷載集度①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——在物體與約束相接觸的那一點。約束反力特點：G§1–3約束和約束反力GFN1FN2拉力：壓力：拉力指向：背離所作用物體向外壓力指向：向著所作用物體內部（力的起點在作用點）（力的終點在作用點）§1–3約束和約束反力1、柔索約束二、常見的幾種類型的約束§1–3約束和約束反力由柔繩、鏈條、膠帶等構成的約束§1–3約束和約束反力特點：約束反力只能是拉力。作用點：在接觸點處。方向：總是沿著約束中心線的方向而背離所作用的物體對不計質量的一段光滑繩索而言，各處的拉力大小都相同。畫柔體約束的反力時，一般將力的起點放在作用點處。§1–3約束和約束反力2、光滑接觸表面約束§1–3約束和約束反力特點：約束反力是壓力。作用點：在接觸處。方向：沿著接觸處的公法線方向而指向被約束物體畫光滑接觸約束的反力時，一般將力的終點放在作用點處?！?–3約束和約束反力注意：①接觸面為兩個平面時，約束力為分布的同向平行約束力系，可用其合力表示。②若一物體以尖點與另一物體接觸，可將尖點視為小圓弧。3、光滑圓柱鉸鏈約束用圓柱銷釘將兩個構件連接在一起，并假設接觸面光滑，由此構成的約束稱為光滑圓柱鉸鏈約束。兩物體鉸接§1–3約束和約束反力鉸鏈聯(lián)結實例鉸鏈聯(lián)結實例鉸鏈聯(lián)結實例鉸鏈聯(lián)結實例特點：被連接的構件可繞銷釘軸作相對轉動，但在垂直于銷釘軸平面內的相對移動被限制?！?–3約束和約束反力作用點：銷釘與構件的接觸處。銷釘銷釘孔作用點：銷釘與構件的接觸處。銷釘與構件接觸點的位置能否事先準確判定？不能！因此，銷釘對構件的約束反力，不僅大小未知，其方向也往往不能事先準確判定?！?–3約束和約束反力銷釘銷釘孔銷釘銷釘孔光滑圓柱鉸鏈約束反力：方向：方向不定，但作用線通過銷釘中心。一般可用兩個正交分力表示，指向可先假設。光滑圓柱鉸鏈約束反力：方向：方向不定，但作用線通過銷釘中心。一般可用兩個正交分力表示，指向可先假設。指向先任意假設的原因是暫時無法準確判定，具體的指向要待求出約束反力后，根據(jù)其正負號來確定。解除鉸鏈約束：光滑圓柱鉸鏈約束反力：或：光滑圓柱鉸鏈約束反力：或：注意

①銷釘不可略去。解除約束時銷釘可單獨取為分離體，也可與某一物體連在一起。②若鉸鏈處作用了主動力，則主動力視為作用于銷釘上。②若鉸鏈處作用了主動力，則主動力視為作用于銷釘上?；颍夯颍寒斨鲃恿ψ饔迷诼?lián)結兩個剛體的鉸結點處時，則將兩剛體分離后可將主動力畫在其中任一剛體上。作受力圖時，如果光滑圓柱鉸鏈約束反力的合力作用線能夠確定，則一般用合力表示；否則用兩個正交分力表示，指向可先假設。4、鏈桿(二力桿)約束：§1–3約束和約束反力ABACB鏈桿：兩端用光滑鉸鏈與其它構件連接且不考慮自重的剛桿特點：是二力桿，可為拉力也可為壓力。§1–3約束和約束反力ACB鏈桿約束反力方向：沿其兩端鉸鏈中心的連線，指向可先假設。CABC鏈桿約束反力方向：沿其兩端鉸鏈中心的連線，指向可先假設。CABAB§1–3約束和約束反力§1–3約束和約束反力C鏈桿支座：CA5、固定鉸支座：光滑圓柱鉸鏈連接構件與地面或固定支承物時構成。約束反力的特點、作用點和方向與光滑圓柱鉸鏈相同?！?–3約束和約束反力§1–3約束和約束反力作受力圖時，如果約束反力的合力作用線能夠確定，則一般用合力表示；否則用兩個正交分力表示，指向可先假設?！?–3約束和約束反力固定鉸支座繪制過程：6、可動鉸支座：在鉸鏈支座與支承面之間裝上輥軸，就構成可動鉸鏈支座或輥軸支座?！?–3約束和約束反力§1–3約束和約束反力特點：約束反力垂直于支撐面，具體指向取決于平衡狀態(tài)。反力指向可先假設§1–3約束和約束反力可動鉸支座繪制過程：反力指向可先假設7、向心軸承：§1–3約束和約束反力軸約束反力：在垂直于軸的平面內，可用兩個正交分力表示，指向可先假設。8、止推軸承：§1–3約束和約束反力約束反力：可用三個正交分力表示，指向可先假設。9、光滑球鉸鏈約束：§1–3約束和約束反力9、光滑球鉸鏈約束：約束反力：可用三個正交分力表示，指向可先假設?！?–3約束和約束反力§1–3約束和約束反力作用線和指向唯一確定的平面約束：柔索約束:光滑接觸表面約束：§1–3約束和約束反力受力分析時指向可任意假設的平面約束：光滑圓柱鉸鏈約束：鏈桿約束：受力分析時指向可任意假設的平面約束：固定鉸支座：可動鉸支座：§1–3約束和約束反力指向先任意假設的原因是暫時無法準確判定，具體的指向要待求出約束反力后，根據(jù)其正負號來確定?！?–4

物體的受力分析和受力圖一、受力分析解決力學問題時，首先要選定需要進行研究的物體，即選擇研究對象；然后根據(jù)已知條件、約束類型并結合基本概念和公理分析它的受力情況，畫出受力圖，這個過程稱為物體的受力分析。作用在物體上的力有：一類是：主動力，如重力、風力、氣體壓力等。二類是：被動力，即約束反力。1、作分離體（研究對象）圖；2、畫出研究對象所受的全部主