建筑力学2-1知识讲解.ppt

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1、建筑力学2-12.1.3静力学公理公理一二力平衡公理：P9(二力平衡条件:受两力作用的物体，处于平衡状态的必要与充分条件是：两力的大小相等，作用线重合，指向相反。）F1F2F1F2二力平衡条件是二力作用在同一物体上。左图称为二力构件（二力杆）F1=F1公理二加减平衡力系公理：P10在作用于刚体的任意力系上，加上或去掉任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。推论一力的可传性原理：P10作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移至刚体上任意一点，而不改变它对刚体的作用效应。注：力的可传性只对刚体而言，变形体则不可。如图：力的作用性质改

2、变了。PPPPPP公理三二力合成公理：（力的合成与分解）P11（一）、力的合成当有两个力作用在物体的某一点时，该两力对物体的作用可用一个合力来代替。这个合力作用在该点上，合力的大小与方向用以这两个力为边的平行四边形之对角线来确定。力的平行四边形法则：P1P2Rα1α2AOP1P2R力的三角形法则：注意“首尾相接”，合成的次序规律。注：力的平行四边形法则，对刚体、变形体均适用。但对刚体，可使用力的可传性原理。AP1BCP2Rα1α2力的合成可用图解法和数解法。图解法如上所述。数解法：由P1，P2，R三者之间的几何关系确定。余弦定理：R

3、2=P12+P22-2P1P2cos（180o-α）合力：由正弦定理，可定出合力方向：P1P2Rαα1α2（二）、力的分解根据两力合成定理，同样可将一个力分解为两个汇交力。由于以这个力为对角线时，可作出无数个平行四边形，即可得无数多组分力。所以可以根据工程需要，给出分力的附加条件：已知一分力的大小和方向，或已知两分力的方向。PyPxRP1P2=?P推论二三力平衡汇交定理：P12当刚体在三个力作用下处于平衡时，若其中任何两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线亦必交于同一点，且三个力的作用线共面。两物体间相互作用的力，总是同时存在

4、，大小相等，方向相反，沿一条直线，分别作用在两个物体上。即：作用力和反作用力是一对大小相等，方向相反，作用线相同，分别作用在两个物体上的力。公理四作用与反作用公理：P12公理五刚化原理：P13变形体在某一力系作用下处于平衡，如把此变形体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。在介绍受力分析和受力图之前重温上一节关于约束与约束反力的知识。注：教材内容顺序稍作调整平面结构的支座及支座反力一、支座：将结构物与基础或地面联结在一起的装置。注：支座也称为约束，其作用是限制被约束体的自由运动。二、支座反力（约束反力）：支座（约束）对物体的作用力称为支座

5、反力（或约束反力）。支座（约束）反力的方向总与它所限制的位移方向相反。三、几种常见的支座（约束）及反力的性质1、柔索约束：（软绳或链条）只能承受拉力，限制被约束物体在柔索受拉方向的位移。柔索的约束反力T通过接触点，沿柔索而背离物体。2、光滑面约束两物体光滑接触。两物体可以脱离，也可以沿光滑面相对滑动。但沿接触面法线方向，且指向接触面的位移受到限制。光滑面的约束反力作用于接触面，沿接触面法线，且指向物体。3、光滑圆柱铰链约束铰链约束是连接两个构件的常见的约束形式。构成：见右图。约束功能：两物体铰接处，允许有相对转动，不允许有相对移动。

6、铰链约束有两个相互垂直的约束反力，指向是未知的。简图4、活动铰支座（滚轴支座）构成：见右图。约束功能：限制A点沿支承面法线方向的移动。活动铰支座只有反力V，通过铰A中心。A简图5、固定铰支座（不动铰支座）构成：见右图。约束功能：限制A点沿水平和竖直方向的移动（限制线位移）。允许结构绕A点转动。固定铰支座有水平反力H和竖向反力V，通过A铰中心。也可合成为一个力，但方向不知。简图A6、固定支座构成：见右图。构件A端被牢固地固定。约束功能：杆端A不能发生移动也不能发生转动。固定支座（端）反力为水平反力H，竖向反力V，反力矩M（稍后介绍力矩

7、）。简图7、定向支座构成：见右图。约束功能；允许结构沿辊轴滚动方向移动，但不能发生竖直移动和转动。定向支座反力可简化为垂直于滚动方向的反力V和反力矩M。简图2.2.2物体的受力分析和受力图（一）、物体受力分析进行力学计算，首先要对物体、物体系统或其组成构件进行受力分析。物体受力分析包括两个步骤。第一步：把所要研究的物体单独分离出来，画出其简图（研究对象，分离体）。第二步：在分离体上画出研究对象所受的全部力。这些力包括外荷载（主动力）以及约束反力和抛弃部分对分离体的作用力，称为受力图。（二）、受力分析及受力图举例例：P1P2VBHAV

8、AP1P2例：起吊杆由AB和CD组成，起吊重物重量为Q。不计杆件自重，作杆件AB、CD的受力图。作整体结构的受力图。QHAVARC=NCDABDQTT'HAVARC=NCDN'CDNCD物体受力分析及受力图小结：（1）确定研究对象，解