建筑力學與 結構-約束約束反力和受力45課件講解

約束、約束反力和受力圖建筑力學與結構主講丨王倩目錄常見的約束及其約束力1

常見的支座及其支座反力2受力分析和受力圖3常見的約束及其約束力PATR

01一、常見的約束及其約束力限制物體運動的物體稱為約束物體，簡稱約束。對物體運動起限制作用的力，稱為約束力。約束力的方向總是和約束所能阻礙物體的運動方向相反。在受力物體上，那些使物體有運動或運動趨勢的力叫主動力。例如重力、水壓力、土壓力等，又稱為荷載。一、常見的約束及其約束力（一）柔體約束柔體約束只能限制物體沿著柔體約束的中心線、離開柔體方向的運動。柔體約束的約束力作用在接觸點，其方向沿著柔體約束的中心線，且背離所約束物體，永為拉力，這種約束力用FT表示。柔軟的膠帶、繩索、鏈條阻礙物體運動時叫柔體約束。一、常見的約束及其約束力（二）光滑接觸面約束

若一物體與另一物體互相接觸，當接觸處的摩擦力很小，可以忽略不計時，兩物體彼此的約束就是光滑接觸面約束。

光滑接觸面約束只能限制物體沿垂直于接觸面而指向物體的運動。

光滑接觸面約束力作用于接觸點，沿著接觸點的公法線，指向被約束的物體，用FN表示。一、常見的約束及其約束力（三）光滑圓柱鉸鏈約束

用圓柱銷釘把兩構件連接起來，不考慮摩擦時，這種裝置稱為光滑圓柱鉸鏈約束，簡稱鉸。

銷釘不能限制物體繞銷釘轉動，只限制物體在垂直于銷釘軸線的平面內的沿任意方向的運動。

鉸鏈的約束反力作用于接觸點，垂直于銷釘軸線，通過銷釘中心，通常方向不確定，用兩個分力，常用Fx和Fy表示一、常見的約束及其約束力（四）鏈桿約束

兩端通過鉸鏈與物體連接且中間不受力（自重忽略不計）的剛性桿，稱為鏈桿，又稱二力桿或二力構件。

鏈桿約束只能限制物體沿著鏈桿中心線的運動，而不能限制其他方向的運動。鏈桿的約束力沿著鏈桿中心線，指向未定。ABCFBBCCFBFCFBFC常見的支座及其支座反力PATR

02（一）固定鉸支座

工程上將結構或構件連接在支承物上的裝置，稱為支座。二、常見支座及其支座反力

固定鉸支座的約束反力與圓柱鉸鏈約束反力相同，即約束反力作用于接觸點，垂直于銷釘軸線，并通過銷釘中心，而方向未定。通常用兩個大小未知的正交分力FAx、FAy來表示，FAx、FAy的指向暫時任意假設。（二）可動鉸支座二、常見支座及其支座反力

可動鉸支座的約束反力的作用點就是約束與被約束物體的接觸點，約束反力通過銷釘的中心，垂直于支承面，方向可能指向構件，也可能背離構件，要視主動力情況而定。（三）固定端支座二、常見支座及其支座反力

一端完全嵌固在墻中，一端懸空的支座叫固定端支座。在嵌固端，構件既不能沿任何方向移動，也不能轉動，所以固定端支座除產生水平和豎直方向的約束反力外，還有一約束力偶。受力分析和受力圖PATR

03三、受力分析和受力圖

將研究物體從周圍物體中分離出來單獨畫出他的簡圖。這樣被分離出來的研究對象稱為脫離體。在脫離體上畫出周圍物體對它的全部作用力，這種表示物體所受全部作用力的過程，稱為受力分析，畫出的情況的圖形叫脫離體的受力圖，簡稱受力圖。三、受力分析和受力圖

繪制受力圖的步驟：1取脫離體2畫出所有主動力3畫出所有約束力三、受力分析和受力圖

例1

圖示桿件靠在A、B點處，并在D被繩子拉住，繪制圖示桿件的受力圖。

解：（1）取脫離體，即桿件AB；

（2）畫出主動力G；

（3）畫出全部約束力。FTDFNBFNA三、受力分析和受力圖

例2繪制圖示桿件AB、CD和整個結構的受力圖。

解：（1）繪制CD桿的受力圖（2）繪制AB桿的受力圖CD桿鏈桿約束FCFDFC’FAyFAx注意作用力與反作用力的關系（3）繪制整體的受力圖FDFAyFAx只畫外力，不畫內力三、受力分析和受力圖

例2繪制圖示桿件AB、CD和整個結構的受力圖。

（3）繪制整個結構的受力圖FDFAyFAxFDFAO小結PATR

04四、小結1.常見約束及約束力:柔體約束、光滑接觸面約束、光滑圓柱鉸鏈約束和鏈桿