第1章力的概念与物体的受力分析.ppt

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1、【回顾】1.建筑力学的研究对象？建筑结构是如何分类的？3.刚体和变形体的概念？4.建筑力学的特点和学习方法？2.建筑力学的任务？CH.1力的概念与物体的受力分析1.1力的概念1.2静力学公理1.3约束与约束反力1.4物体的受力分析和受力图1.1力的概念Ch1力的概念与物体的受力分析力(Force)：物体间相互的机械作用。力对物体作用效应1.1.1力力的大小力的方向力的作用点力的图示法运动效应或外效应变形效应或内效应力的国际单位：牛顿(N)或千牛顿（kN）。力的三要素1.1力的概念Ch1力的概念与物体的受力分析1.1.2力的分类主动力被动力荷载分布情况分布荷载(Uni

2、formload)集中荷载(Concentratedload)作用时间永久荷载(Deadload)可变荷载(Imposedload)荷载性质静力荷载(Steadyload)动力荷载(Dynamicload)约束反力1.1力的概念Ch1力的概念与物体的受力分析1.1.2力的分类分布情况分布荷载(Uniformload)：线分布、面分布、体分布。集中荷载(Concentratedload)：近似认为作用在一点。汽车通过轮胎作用在桥面上的集中力模型桥面板作用在钢梁的分布力模型1.1力的概念Ch1力的概念与物体的受力分析1.1.3力系力系定义：作用于同一个物体上的一组力。力

3、系分类平面汇交力系平面平行力系平面一般力系平面力系空间力系1.1力的概念Ch1力的概念与物体的受力分析1.1.3力系平衡力系:若刚体在某力系作用下保持平衡，则该力系称为平衡力系;等效力系:如果某一力系对物体产生的效应，可以用另外一个力系来代替，则这两个力系称为等效力系;力系的等效替换:一个力系用与之等效的另一个力系代替的过程;若一个力系可用一个力等效替换，则该力叫合力,力系中的各力叫分力。力系的简化:一个复杂力系用一个简单力系等效替换的过程;1.2静力学公理Ch1力的概念与物体的受力分析1.2.1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

4、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。当只求合力的大小和方向时，可用力的三角形法则：从A点作与F1大小相同，方向相同的矢量，过B点作与F2大小相同的矢量，既表示的合力的大小和方向。1.2.2二力平衡条件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：两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。1.2静力学公理Ch1力的概念与物体的受力分析对于刚体，这个条件是其平衡的必要和充分条件。对于变形体，该条件仅是平衡的必要条件，但不是充分条件。1.2.2二力平衡条件受二力作用而处于平衡的刚体称为二力杆件（简称为二力杆）

5、或二力构件。1.2静力学公理Ch1力的概念与物体的受力分析由二力平衡公理可知，二力杆所受的两个力一定等值、反向、共线。因此，这两个力一定在两个受力点的连线上，与杆件的形状无关。1.2.3加减平衡力系原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。推理1：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。1.2静力学公理Ch1力的概念与物体的受力分析作用于刚体上力的三要素变为：力的大小，力的方向、力的作用线。可见作用于刚体上的力为滑动矢量。1.2.3加减平衡力系原理推理1：力的可传性

6、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。1.2静力学公理Ch1力的概念与物体的受力分析1.2.3加减平衡力系原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。推理2：三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。1.2静力学公理Ch1力的概念与物体的受力分析1.2.4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。1.2静力学公理Ch1力的概念与物体的受力分析等值、反向、共线、异体、且同

7、时存在二力平衡公理VS作用力与反作用力公理1.3约束与约束反力Ch1力的概念与物体的受力分析约束反力位于约束与被约束物体的连接或接触处，其方向必与该约束所能阻碍物体的运动方向相反。运用这个准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。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约束。（“约束”是名词）约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。1.3约束与约束反力Ch1力的概念与物体的受力分析1.3.1柔索用柔软的皮带、绳索、链条阻碍物体运动而构成的约束叫柔体约束。约束作用是将物体拉住，且柔体