上海大学建筑力学第一章.ppt

1,第一章构件静力分析基础,刘鹏上海大学管理学院,2,1.1静力分析的基本概念1.1.1力的概念,1.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2.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,3,力是一个既有大小又有方向的物理量，称为力矢量如图1-1-1所示。力的国际单位为牛顿（N）图1-1-1,4,3.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4.平衡与平衡力系平衡平衡力系,5,1.1.2刚体的概念,刚体，是指在外力作用下，大小和形状保持不变的物体,6,1.2静力学公理,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,7,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,8,推论1力的可传性原理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,9,公理3力的平行四边形公理,10,11,12,公理4作用与反作用公理,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,13,14,推论2三力平衡汇交原理,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,15,1.3约束和约束反力,1.3.1约束和约束反力的概念1.3.2约束的基本类型,16,1.3.1约束和约束反力的概念,自由体非自由体约束约束反力,17,1.3.2约束的基本类型,柔性约束光滑面约束光滑铰链约束固定端约束,18,1.柔性约束,19,2.光滑面约束,法向反力,20,21,3.光滑铰链约束,22,23,24,4.固定端约束,25,1.4受力图,研究对象分离体受力图,26,1.4受力图,画受力图的具体步骤如下：1.明确研究对象，画出分离体；2.在分离体上画出全部主动力；3.在分离体上画出全部约束反力,27,1.4受力图,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,28,1.4受力图,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,29,例1,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,30,例2,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,31,例3,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,32,33,例4,如图所示水平