《建筑力学》第一章静力学的基本概念

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1、第一章静力学的基本概念重点力、力系的概念难点力系的分类第一节力和平衡的概念一、力的定义定义—物体与物体之间的相互作用作用效应：外效应—使物体宏观的运动状态发生改变。（运动效应）内效应—使物体的形状和大小发生变化。（变形效应）三要素—大小、方向、作用点。方向实际上指的是力的作用线在空间的指向与方位。力的图示法二、力系定义—作用在物体上的一群力按力的作用线分布：平面力系和空间力系；按力的作用线关系：汇交力系、平行力系和任意力系。力偶系.三、静力学的研究对象平衡构件相对于地面处于静止或作匀速直线运动的状态称为平衡。1、基本概念刚体指物体在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始

2、终保持不变。本课程第一、二、三章所研究的物体都视为刚体（与刚体相对应的是变形体，当变形对于研究物体平衡或运动规律不能忽略时，物体称为变形体）。2、静力学研究的问题（1）物体的受力分析分析某个物体共受几个力，以及每个力的作用位置和方向。（2）力系的等效替换(或简化)将作用在物体上的一个力系用另一个与它等效的力系来代替，这两个力系互为等效力系。如果用一个简单力系等效地替换一个复杂力系，则称为力系的简化。如果某力系与一个力等效，则此力称为该力系的合力，而该力系的各力称为此力的分力。（3）建立各种力系的平衡条件第二节静力学基本公理重点难点静力学基本公理的应用静力学基本公理公理1

3、力的平行四边形法则力的三角形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定公理二力平衡公理作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡充分和必要的条件是，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上上述的二力平衡条件对于刚体是充分的也是必要的，而对于变形体只是必要不是充分的。如图所示的绳索的两端若受到一对大小相等、方向相反的拉力可以平衡，但若是压力就不能平衡。内容—在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉一个平衡力系，本不改变原力系对刚体的作用效果。推论1—力的可传性原理作用于刚体上的力可沿

4、其作用线移动到刚体内任意一点，而不会改变该力对刚体的作用效果。公理3加减平衡力系推理1力的可传性作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。推理2三力平衡汇交定理作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。公理四作用与反作用定律作用力与反作用力大小相等，方向相反，沿同一直线且分别作用在两个相互作用的物体上。它是受力分析必需遵循的原则公理5刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。注意：刚体的平衡条件是变形体平衡的必要

5、条件，而非充分条件。重点1、约束及约束反力的概念2、常见的几种约束反力的画法。难点约束反力画法的灵活应用第三节约束与约束反力的概念一、约束和约束反力的概念自由体（如：空中漂浮物）工程中的物体非自由体（如：基础、墙。梁等）约束—限制(阻碍)非自由体运动（运动趋势）的物体称为约束物体，简称约束约束反力——约束施加在被约束体上的力：是被动力，大小取决于作用于物体的主动力。作用位置在约束与被约束物体的接触面上。方向与约束所能限制的物体运动方向相反。WFT被约束体上的力使被约束体运动(运动趋势)的力—主动力（自重或传递的荷载）限制被约束体运动的力—约束反力1、光滑面约束—当物体在

6、接触处的摩擦力很小而略去不计时，就构成了光滑接触面约束。光滑面约束反力体现为对被约束体所施加的压力，压力的方向沿接触面的公法线方向（也叫接触面的法向压力）用FN或N表示.二、常见约束类型及其约束反力的画法W0G光滑约束（接触面法向压力）G1G22、柔体约束—由柔软的不计自重的物体构成的约束3、光滑圆柱形铰链约束当圆柱形铰链的约束反力方向无法确定时，用其正交分量FCX、FCY表示，当圆柱形铰链连接的是二力杆时，其反力方向是可以确定的，如链杆约束4、固定铰支座将结构物和构件连接在墙、柱、基础等支承物上的装置称为支座。用光滑圆柱铰链把结构物或构件与支承底板连接，并将底板固定在

7、支承物上而构成的支座，称为固定铰支座。分力和的指向可任意假定。5．可动铰支座在固定铰支座底板与支承面之间安装若干个辊轴，就构成了可动铰支座，又称辊轴支座，在桥梁、屋架等结构中常用采用可动铰支座，以保证在温度变化等因素作用下，结构沿其跨度方向能自由伸缩，不致引起结构的破坏。6．链杆约束两端各以铰链与物体连接且中间不受力（自重忽略不计）的刚性直杆称为链杆。这种约束反力只能限制物体沿链杆两端铰链中心的连线方向的运动，而不限制其他方向的运动。因此，链杆对物体的约束反力为沿着链杆两端铰链中心连线，其指向或背离物体（拉力），指向或向离物体（压力）。7