上海大学建筑力学第一章.ppt

第一章 构件静力分析基础 刘鹏 上海大学管理学院 1 1.1 静力分析的基本概念 1.1.1 力的概念 l1. 定义 力是物体间的相互机械作用。这种机械作用使 物体的运动状态或形状尺寸发生改变。力使物 体的运动状态发生改变称为力的外效应；力使 物体形状尺寸发生改变称为力的内效应 l2. 力的三要素及表示方法 力对物体的效应（外效应和内效应）取决于力的 大小、方向和作用点，这三者被称为力的三要素 2 l力是一个既有大小又有方向的物理量，称 为力矢量 l如图1-1-1所示。力的国际单位为牛顿（N ） l图1-1-1 3 l3.力系与等效力系 力系 等效力系 合力 分力 力的合成 力的分解 l4.平衡与平衡力系 平衡 平衡力系 4 1.1.2 刚体的概念 l刚体，是指在外力作用下，大小和形状保 持不变的物体 5 1.2 静力学公理 l公理1 二力平衡公理 作用在刚体上的两个力，使 刚体保持平衡的必要和充分 条件是：这两个力大小相等 ，方向相反，且作用在同一 条直线上 6 l公理2 加减平衡力系公理 在已知力系上加上或者减去任意平衡力系，并不 改变原力系对刚体的作用 7 l推论1 力的可传性原理 l作用在刚体上某点的力，可以沿着它的作 用线移动到刚体内任意一点，并不改变该 力对刚体的作用效应。如图1-2-1所示的小 车，在A点作用力F和在B点作用力F对小车 的作用效果是相同的 8 l公理3 力的平行四边形 公理 9 10 11 公理4 作用与反作用公理 l两物体间的作用力与反作用力总是同时存 在，且大小相等、方向相反、沿同一条直 线，分别作用在这两个物体上 12 13 推论2三力平衡汇交原理 l作用在刚体上三个相互平衡的力，若其中 两个力的作用线汇交于一点，则第三个力 的作用线通过汇交点 14 1.3 约束和约束反力 l1.3.1 约束和约束反力的概念 l1.3.2 约束的基本类型 15 1.3.1 约束和约束反力的概念 l自由体 l非自由体 l约束 l约束反力 16 1.3.2 约束的基本类型 l柔性约束 l光滑面约束 l光滑铰链约束 l固定端约束 17 1. 柔性约束 18 2.光滑面约束 l法向反力 19 20 3.光滑铰链约束 21 22 23 4.固定端约束 24 1.4 受力图 l研究对象 l分离体 l受力图 25 1.4 受力图 l画受力图的具体步骤如下： l1.明确研究对象，画出分离体； l2.在分离体上画出全部主动力； l3.在分离体上画出全部约束反力 26 1.4 受力图 l如图所示为一三铰拱桥，由左、右两半拱 铰接而成。设半拱自重不计，在半拱AB上 作用有载荷F，试画出左半拱片AB的受力图 27 1.4 受力图 l注意以下事项： （1）首先必须明确研究对象，并画出分离体。分离体的形状 和方位须和原物体保持一致 （2）在分离体上要画出全部主动力和约束反力，不能多画也 不能少画。在画约束反力时，必须严格按照约束性质画出， 不能随意取舍 （3）画物体受力图时，必须注意作用力与反作用力的关系 （4）画受力图时，要注意应用二力平衡公理、三力汇交原理 （5）在画物体系统受力图时，内力不能画出 28 例1 l重量为W的球置于光滑的斜面上，并用绳系 住，如图所示，试画出圆球的受力图 29 例2 l如图所示，杆件支承于一方槽内，支承面 为光滑的，试画出杆件的受力图 30 例3 l如图所示为一管道支架， 其自重为W，迎风面所受 的风力简化成沿架高均匀 分布的线荷载，其集度为q ，支架上还受有由于管道 受到风压而传来的集中荷 载P，以及由于管道重量 而造成的铅垂压力W1和W2 。试画出支架的受力图 31 32 例4 l如图所示水平杆AB 用