建筑力学基础知识.ppt

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1、第一章建筑力学基础知识第1章建筑力学基础知识§1-1静力学基本概念§1-2平面力系平衡条件的应用§1-5单跨静定梁的内力§1-3内力与内力图§1-4轴向拉压杆的内力§第一节静力学基本概念一、力与平衡的基本概念线段的长度表示力的大小；线段与某定直线的夹角表示力的方位，箭头表示力的指向；线段的起点或终点表示力的作用点。二、静力学公理二力平衡公理作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分条件是，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。(a)(b)图1-3二力平衡公理受二力作用而处于平衡的杆件或构件称为二力杆件（简称为二力杆）

2、或二力构件。二力杆加减平衡力系公理在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉任何平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。力的可传性原理作用于刚体上的力可沿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应。==FAF2F1FABF1AB力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为仍作用于该点的一个合力，合力的大小和方向由以原来的两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线矢量来表示。力的平行四边形法则力的三角形法则三力平衡汇交定理一刚体受共面不平行的三力作用而平衡时，此三力的作用线必汇交于一点。证明：F1F3F2A=A

3、3F1F2F3A3AA2A1作用与反作用定律两个相互作用物体之间的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这两个物体上。三、约束与约束反力约束—阻碍物体运动的限制条件，约束总是通过物体间的直接接触而形成。约束对物体必然作用一定的力，这种力称为约束反力或约束力，简称反力。约束反力的方向总是与物体的运动或运动趋势的方向相反，它的作用点就在约束与被约束物体的接触点。运用这个准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。(a)(b)(c)(a)(b)(c)图1-11光滑接触面约束2.光滑接触面约束物体之间光滑接触，只限制物体沿

4、接触面的公法线方向并指向物体的运动。光滑接触面约束的反力为压力，通过接触点，方向沿着接触面的公法线指向被约束物体，通常用FN表示，如图1-11所示。FAXFAYFA图1-14固定铰支座(a)(b)(c)FAXFAyFA固定铰支座FA(RA)图1-15可动铰支座(a)(b)(d)(c)(e)研究力学问题，首先要了解物体的受力状态，即对物体进行受力分析，反映物体受力状态的图称为受力图。在受力分析时，当约束被人为地解除时，即人为地撤去约束时，必须在接触点上用一个相应的约束反力来代替。在物体的受力分析中，通常把被研究的物体的约束全部解除后单

5、独画出，称为脱离体。把全部主动力和约束反力用力的图示表示在分离体上，这样得到的图形，称为受力图。四、物体的受力分析与受力图正确对物体进行受力分析并画出其受力图，是求解力学问题的关键。受力图绘制步骤为：（1）明确研究对象，取脱离体。研究对象（脱离体）可以是单个物体、也可以是由若干个物体组成的物体系统，这要根据具体情况确定。（2）画出作用在研究对象上的全部主动力。（3）画出相应的约束反力。（4）检查。【例1-1】【解】(1)取AB梁为研究对象，解除约束，画脱离体简图；(2)画主动力F；(3)画约束反力：如图1-18(b)所示。【例1-2

6、】简支梁AB，跨中受到集中力的作用不计梁自重，如图1-18(a)所示，试画出梁的受力图。(b)图1-18【例1-3】【例1-4】如图1-20（a）所示，某支架由杆AC、BC通过销C连结在一起，设杆、销的自重不计，试分别画出AC、BC杆、销C受力图。【解】根据受力情况可以判断杆AC、BC均为二力杆。画出AC、BC杆、销C受力图。如图1-20(b)、(c)、(d)所示。图1-20【例1-5】梁AD和DG用铰链D连接，用固定铰支座A，可动铰支座C、G与大地相连，如图1-21(a)所示，试画出梁AD、DG及整梁AG的受力图。图1-21【解】

7、(1)取DG为研究对象，画出脱离体图。DG上受主动力F2，D处为圆柱铰链约束，其约束反力可用分力FDx、FDy表示，指向假设；G处为可动铰支座，其约束反力FG垂直于支承面，指向假设向上，如图1-21(b)所示。【解】(2)取AD为研究对象，画出脱离体图。AD上受主动力F1，A处为固定铰支座，其约束反力可用两个正交的分力FAx、FAy表示，指向假设；C处为可动铰支座，其约束反力FC垂直于支承面，指向假设向上，D处为圆柱铰链约束，其约束反力可用两个正交的分力，表示，与作用在DG梁上的、分别是作用力与反作用力的关系，指向与、相反；AD梁的

8、受力分析图如图1-21(c)所示。【解】(3)取整梁AG为研究对象，受力图如图1-21(d)所示，此时不必将D处的约束反力画上，因为对整体而言它是内力。【1】重量为FW的小球放置在光滑的斜面上，并用绳子拉住，如图（a）所示。画出此球的