建筑力学第一章静力学基础

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2014/10/23,#,重庆大学出版社,建筑力学,第一篇,构件和结构的外效应,物体在外力作用下运动状态的变化称为物体的外效应。在静力学中物体都处于平衡状态，通过研究物体的外力平衡条件，即物体的平衡方程，可清楚地知道静定物体上的外力情况，静力学即是解决构件和结构的外力问题。,重庆大学出版社,建筑力学,第一章 静力学根底,1.1静力学根本概念,1力的概念,力是物体之间的相互机械作用，其作用效应有两个：其一是使物体运动发生变化；其二是使物体形状、尺寸发生变化。,重庆大学出版社,建筑力学,力的作用效果取决于力的三要素：力的大小、方向、作用点。,力的国际单位是 N牛顿，除国际单位工程中还常用 kN=1000N。力是矢量，还需确定其大小和方向。,重庆大学出版社,建筑力学,2力系的概念,是指作用在物体上的一群力的统称。,合力：如果一个力与一个力系等效，那么称这个力为力系的合力。,3),平衡的概念,在一般工程中，将相对地面静止的物体称为处于平衡状态。,平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，我们称这个力系为平衡力系。,4),刚体,就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。,重庆大学出版社,建筑力学,1.2静力学根本原理,1,二,力平衡公理,作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：,这两个力,大小相等,|,F,1,|=|,F,2,|,方向相反,F,1,=F,2,作用在同一直线上，,作用于同一个物体上。,刚体,F,1,F,2,重庆大学出版社,建筑力学,二,力体,：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。,二力杆,重庆大学出版社,建筑力学,在力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。,作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应。,因此，对刚体来说，力作用三要素为：,大小，方向，作用线。,2,加减平衡力系原理,3,力的可传性,原理,重庆大学出版社,建筑力学,4 力的平行四边形法那么,作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。,F,R,重庆大学出版社,建筑力学,刚体受三力作用而平衡,，三个力的作用线必须平行或汇,交于同,一点。,5,三力平衡的必要条件,三力 必汇,交。,证,为平衡力系，,也为平衡力系。,又 二力平衡必等值、反向、共线，,F,R,重庆大学出版社,建筑力学,5,作用力和反作用力定律,两物体之间的相互作用力总是同时成对地出现，其大小相等、方向相反、作用线共线、而且分别作用在这两个物体上。,重庆大学出版社,建筑力学,1.3,约束和约束反力,1,约束和约束反力的概念,运动不,受限制的物体叫自由体。,自由体：,运动受,限制的物体叫非自由体。,非自由体：,约束：,对非自由,体某些运动的,限制条件称为约束。,重庆大学出版社,建筑力学,大小常常是未知的；,方向总是与约束限制的,物体运动方向,相反；,作用点在物体与,约束的相联系点,。,约束反力,特 点：,G,约束反力,：,约束与非自由,体联系相互,产生了作用力，约束作用于,非,自由体上的,力称为,约束反力。,F,G,F,N1,F,N2,重庆大学出版社,建筑力学,2,常见约束的约束反力,1柔索约束：由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束,绳索类,只能受拉,，,约束反力,作用在接触点,，,方向,沿绳索背离物体,。,T,重庆大学出版社,建筑力学,约束反力,作用在接触点处,，,方向,沿公法线，指向受力物体,2光滑接触面约束,P,N,N,P,N,A,N,B,N,N,重庆大学出版社,建筑力学,3 光滑圆柱铰链约束,F,N,F,N,F,N,F,x,F,y,A,重庆大学出版社,建筑力学,中间铰：,如果两个有孔物体用销钉连接,圆柱铰链,A,X,A,Y,A,A,约束反力过铰链中心，用,X,A,、,Y,A,表示,重庆大学出版社,建筑力学,固定铰支座：,物体与固定在地基或机架上的支座有相同直径的孔，用一圆柱形销钉联结起来，这种构造称为固定铰支座。,：,重庆大学出版社,建筑力学,4可动铰支座滚动支座,在固定铰链支座的底部安装一排滚轮，可使支座沿固定支承面滚动。,重庆大学出版社,建筑力学,5 固定端插入端约束,F,RA,F,Ax,F,Ay,重庆大学出版社,建筑力学,1.4,物体的受力分析,解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据条件，约束类型并结合根本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。,1,受,力分析,重庆大学出版社,建筑力学,受力分析的方法：,将,该物体所受的各种约束解除，而用相应的约束反力去代替它们对于物体的作用。这时，物体在所有主动力和约束力作用下，仍然保持平衡，但物体已经被抽象成为一个不受任何约束作用的自由体了，因而就可利用静力学所得出的关于自由刚体的平衡条件来解决受有各种不同约束的物体的平衡问题。,重庆大学出版社,建筑力学,2,受,力,分析的步骤,选研究对象；去约束，取别离体；画上主动力；画出约束反力。,重庆大学出版社,建筑力学,例,1,重庆大学出版社,建筑力学,例,2,重庆大学出版社,建筑力学,例3画出以下各局部的受力图,O,W,F,D,F,E,F,Ax,F,Ay,F,B,F,A,F,B,A,B,D,A,B,D,G,