建筑力学1.力的概念与物体的受力分析ppt课件.ppt

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1、第一章力的概念与物体的受力分析1§1–2静力学公理§1–3约束和约束反力§1–4受力分析和受力图§1–1力的概念本章目录2力的作用效应：①运动效应(外效应)②变形效应(内效应)。力的单位：牛顿(N)，千牛顿(kN)力的三要素：大小，方向，作用点AF力的表示法：力是一矢量，表示如图。§1–1力的概念1、力：是物体间的相互机械作用。32、力的分类1）按荷载作用在结构上的分布情况分：分布力：作用在物体体积内（体力）或表面上（面力）的荷载。分布力作用线平行时，称为平行分布力平行分布力沿一狭长范围分布，称线分布力（梁的重力）单位长度或面积上所受的力，称集度。若分布力的集度处处相同，称均布力或

2、均布荷载。集中力：当作用面积相对小到可以忽略时，就抽象为一个点，简化为作用在点上的力。42、力的分类2）按荷载作用时间的长短分：恒载：长期作用在结构上的不变荷载；活载：临时作用在结构上的可变荷载。3）按荷载作用的性质分：静载：大小、位置和方向不随时间而变化；动载：随时间迅速变化，使结构产生不可忽略加速度。5——作用在物体上的一群力。3、力系等效力系：对物体的作用效果相同的两个力系。平衡力系：能使物体维持平衡的力系。合力：在特殊情况下，能和一个力系等效的一个力。6刚体受两个力作用处于平衡的充要条件是：作用于同一个物体上这两个力，大小相等

3、F1

4、=

5、F2

6、、方向相反、沿一条作用线。公理

7、1二力平衡条件§1–2静力学公理7①对刚体，上面的条件是充分必要的。③二力体或二力杆——只受两个力作用而平衡的刚体。②对变形体，上述条件充分但非必要。二力杆说明：FF′8公理2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为一个合力。合力的矢，由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢(或三角形)来表示。AF1F2R合力为原两力的矢量和。AF1F2R9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。公理3加减平衡力系原理10作用于刚体上的力可沿其作用线滑移至刚体内任意点而不改变力对刚体的作用效应。F=－F'FFF'FF对于刚体，力的三要素变为：力的大小、

8、方向和作用线。推论1：力的可传性原理11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。推论2：三力平衡汇交定理*证明：F2F1OCF3BF2F1ABF2F1ABF2CF3F1AF12O12公理4作用力和反作用力定律任何两个物体间相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。作用力与反作用力用同一字母表示，其中之一的右上方加“’”。[例]吊灯13约束反力：约束对被约束体的反作用力。简称为约束力。§1-3约束与约束反力自由体：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

9、：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。14只能受拉，不能受压。约束力的方向沿着柔索中心线并背离物体。二、约束类型和确定约束反力方向的方法：1、柔索15当两物体在接触处的摩擦力很小而忽略不计时，即可看作光滑接触面。约束反力作用在接触点处，为压力。方向沿接触面公法线，指向受力物体。2、光滑接触面163、铰连接与铰支座(1)圆柱铰链。两个构件用圆柱形光滑销钉连接起来，称为铰链连接，简称铰连接。173、铰连接与铰支座(1)圆柱铰链。光滑圆柱铰链的约束性质是限制物体平面移动（不限制转动），其约束反力是互相垂直的两个力（本质上是一个力），指向可先任意假设。A计算简图XAYAA约束力

10、18建筑结构的支座通常分为固定铰支座，活动铰支座，和固定(端)支座三类。将结构或构件连接在支承物上的装置，称为支座。在工程上常常通过支座将构件支承在基础或另一静止的构件上，支座对构件就是一种约束。支座对它所支承的构件的约束反力也叫支座反力。19(2)固定铰链支座：简图表示法约束力20(3)活动铰支座简图约束力21ABNANBACB4、连杆：两端用光滑销钉连接，中间不受力。连杆只能阻止物体上与连杆连接的一点沿着连杆中心线趋向或背离连杆的运动，故其约束反力方向沿着杆两端点的连线方向。连杆也称二力杆225、球铰支座ABR6、径向（向心）轴承与止推轴承（1）径向轴承简图约束力23（2）止推

11、轴承XYZ24一、受力分析解决力学问题时，首先要选定研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念分析研究对象的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。作用在物体上的力有：一类:主动力，如重力、外荷载等，二类:被动力，即约束反力。§1-4物体的受力分析和受力图25画物体受力图主要步骤：①选研究对象（取分离体）；②画出主动力（自重，荷载等）；③画出约束反力（确定约束类型，再确定约束反力的特性）。注意：画约束反力时，约束本身要解除，不得出现在图中！二、受力图(物体受力的