结构计算简图、物体受力分析、静力约束力与反约束力建筑力学(工程力学)课件

《结构计算简图、物体受力分析、静力约束力与反约束力建筑力学(工程力学)课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、结构计算-物体受力分析——静力学公理约束与约束反力一、静力学基本公理公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。公理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

2、F1

3、=

4、F2

5、方向相反F1=–F2作用线共线，作用于同一个物体上。说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的③二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。②对变形体来说，上面的条件只是必要条件(或多体中)二力杆在已知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。推

6、论1：力的可传性。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，作用线公理2加减平衡力系原理刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。（必共面，在特殊情况下，力在无穷远处汇交——平行力系。）公理3力的平行四边形法则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。推论2：三力平衡汇交定理公理4作用力和反作用力定律

7、等值、反向、共线、异体、且同时存在。[证]∵为平衡力系，∴也为平衡力系。又∵二力平衡必等值、反向、共线，∴三力必汇交，且共面。[例]吊灯公理5刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。公理5告诉我们：处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论。约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。二、约束的概念自由体：位移不受限制的物体叫自由体。非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）①大小

8、常常是未知的；②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；③作用点在物体与约束相接触的那一点。约束反力特点：GGFN1FN2绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿绳索背离物体。三、约束类型和确定约束反力方向的方法：1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束PPFFS1F’S1F’S2FS2约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体2.光滑接触面的约束(光滑指摩擦不计)PFNFNPFNAFNB3.光滑铰链约束4、铰支座分：固定铰支座、滚动铰支座（辊轴支座）固定铰支座：固定铰支座FN的实际方向也可以向下FN活动

9、铰支座（辊轴支座）活动铰支座（辊轴支座）FNA5、链杆约束二力杆6、球形铰链物体的一端做成球形，固定的支座做成一球窝，将物体的球形端置入支座的球窝内，则构成球铰支座，简称球铰，见图(ａ)。球铰支座的示意简图如图（ｂ）所示。球铰支座是用于空间问题中的约束。球窝给予球的约束力必通过球心，但可取空间任何方向。因此可用三个相互垂直的分力来表示，见图（ｃ）。7、空间固定端7、定向支座约束力——沿链杆方向的力一个力偶§2.2结构计算简图一、结构计算简图概念：为什么采用计算简图？荷载简化－构件简化－支座简化－结点简化－系统简化1、支座简化—

10、—2、节点简化——节点——构件的交点，分：铰节点、刚节点、组合节点3、计算简图示例教学楼、宿舍楼、风雨操场等二、平面杆系结构的分类1、梁——单梁、连梁、直梁、曲梁2、拱——三铰拱、二铰拱、无铰拱3、刚架——单层、多层刚架、排架4、桁架——由若干直杆用铰链连接组成的结构5、组合结构——由桁架和梁或者由桁架和刚架组合在一起形成的结构,§2.3物体受力分析一、受力分析物体系统——受力分析——作用在物体上的力有——一类是：主动力,如重力,风力,气体压力等。二类是：被动力，即约束反力。物体受力分析的主要步骤——①选研究对象；②取分离体（

11、隔离体）；③画上主动力；④画出约束反力。要画出所受的全部力。二、受力图1、例1——画出下列各构件的受力图2、例2——画出下列各构件的受力图3、例3——画出下列各构件的受力图4、例4——画出下列各构件的受力图QAOBCDEQAOBCDEQAOBCDE练习——画出下列各构件的受力图[练习1]在图示的平面系统中，匀质球A重G1，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮C和柔绳维持在仰角是的光滑斜面上，绳的一端挂着重G2的物块B。试分析物块B,球A和滑轮C的受力情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。CGBHEG1AFDG2CGBHEG1A

12、FDG21.物块B的受力图BDG2FDAEFG1FFFE2.球A的受力图3.滑轮C的受力图CFCFHFGIGH练习——画出下列各构件的受力图[练习2]等腰三角形构架ABC的顶点A，B，C都用铰链连接，底边AC固定，而AB边的中点D作用有平行于固定边AC的力F，如图所示。不计各