《建筑力学》-李前程--第二章-物体受力分析PPT课件

-,1,建筑力学,主讲单位：力学教研室,（2）,-,2,第二章结构计算简图物体受力分析,第一节约束与约束力,第二节结构计算简图,第三节物体受力分析,-,3,一、几个概念,非自由体组成结构的各单独部分。,第一节约束与约束力,物体可分为两类自由体和非自由体。,自由体可以自由位移,不受任何其他物体的限制。,约束限制非自由体位移的其他物体。,约束力约束对非自由体的作用力。,注意：约束力的方向总是与它所限制的位移方向相反。,-,4,二、常见的几种约束,第一节约束与约束力,1.柔索约束,柔索约束由软绳、链条等构成。约束力特点:只能是拉力，不能是压力。,-,5,二、常见的几种约束,第一节约束与约束力,2.光滑面约束,两物体光滑的接触，即它们之间的摩擦力可以忽略。,光滑面的约束力通过接触点，方向沿接触面的公法线并指向被约束的物体。,90,-,6,二、常见的几种约束,第一节约束与约束力,3.光滑铰链约束,是连接两个构件的常见约束。,光滑铰链的约束一般用两个相互垂直的力表示！,-,7,二、常见的几种约束,第一节约束与约束力,4.铰支座,有固定铰支座和滚动铰支座两种。,（1）固定铰支座,约束力:,计算简图:,-,8,二、常见的几种约束,第一节约束与约束力,（2）滚动铰支座,约束力:,计算简图:,或,或,-,9,二、常见的几种约束,第一节约束与约束力,工程上常见的简支梁,由固定铰支座和滚动铰支座固定在地面上,-,10,二、常见的几种约束,第一节约束与约束力,5.链杆约束,链杆（又称二力杆）是两端用光滑铰链与其他物体连接,不计自重且中间不受力作用的杆件。,FNA,链杆对它所约束的物体的约束力必定沿着两铰链中心的连线作用在物体上。,-,11,二、常见的几种约束,第一节约束与约束力,5.链杆约束,例题1：分析图示结构各组成部分，有二力杆吗？,BC是二力杆,链杆可以作支座，性质如滚动铰支座。,-,12,二、常见的几种约束,第一节约束与约束力,6.固定端约束（固定支座）,固定端的约束力是两个相互垂直的分力FAx、FAy和一个力偶MA。,-,13,二、常见的几种约束,第一节约束与约束力,7.定向支座,允许杆端沿与链杆垂直的方向移动,限制了沿链杆方向的移动,也限制了转动。,定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力FAy和一个力偶MA；,注意：力FAY和力偶MA的方向都是假定的。,-,14,一、结构计算简图,第二节结构计算简图,1.支座简化示例,一个能代替真实结构且反映结构主要工作特性的简化模型。,固定铰支座,-,15,一、结构计算简图,第二节结构计算简图,2.结点简化示例,常见的三种结点形式：,结点结构中构件的结点。,铰结点、刚结点、组合结点,（1）铰结点铰结点上的各杆件用铰链相连接。,（2）刚结点刚结点上的各杆件刚性连接。,（3）组合结点结点处一些杆件用铰链连接，另一些杆件刚性连接。,（c）,绞结点上的铰链称为全绞,组合结点上的铰链称为半绞,-,16,一、结构计算简图,第二节结构计算简图,3.计算简图示例,结构的计算简图用结构的轮廓草图表示，不需精确画图。,例如画出单层厂房结构的计算见图,-,17,二、平面杆系结构的分类,第二节结构计算简图,1.梁,由受弯杆件构成,杆件轴线一般为直线。,单跨梁,多跨梁,-,18,二、平面杆系结构的分类,第二节结构计算简图,2.拱,：一般由曲构成,三绞拱,无绞拱,-,19,二、平面杆系结构的分类,第二节结构计算简图,2.拱,：一般由曲构成,密苏里州圣路易斯拱形门,中国古代赵州桥,-,20,二、平面杆系结构的分类,第二节结构计算简图,3.刚架,由梁和柱组成的结构,单层刚架,多层刚架,排架,铰结刚架,或,铰结排架,-,21,二、平面杆系结构的分类,第二节结构计算简图,4.桁架,由若干直杆用铰链连接组成的结构,图1,图2,-,22,二、平面杆系结构的分类,第二节结构计算简图,5.组合结构,由桁架和梁或刚架组合在一起形成的结构,其中含有组合结点。,-,23,第三节物体受力分析,例题2：,起吊架由杆件AB和CD组成,起吊重物的重量为W。不计杆件自重,作杆件AB的受力图。,解：,一、几个概念：,1.物体系统若干构件通过某种连接方式组成机构或结构,用以传递运动或承受荷载。,2.分离体所要研究的物体单独分离出来,画出其简图。,3.内力分离体内各构件之间相互作用的力。,4.外力分离体以外的物体对分离体作用的力。,-,24,第三节物体受力分析,分析作用在分离体上的全部主动力和约束力，画出分离体的受力简图。,作图步骤：,二、受力图,选定合适的研究对象，确定分离体；,画出所有作用在分离体上的主动力（一般皆为已知力）；,在分离体的所有约束处，根据约束的性质画出约束力。,-,25,第三节物体受力分析,例题3:,重为W的直杆AB搁在台阶上,与地面上A、D两点接触，在E点应绳索EF与墙壁相连。如图所示,略去摩擦。试作直杆的受力图。,-,26,第三节物体受力分析,例题3:,解:取杆AB为研究对象。,EF为柔绳约束,约束力为FTE,A为光滑面约束，公法线垂直于地面，约束力为FNA。,D为光滑面约束，公法线垂直于直杆表面,约束力为FND,-,27,第三节物体受力分析,例题4:,画出多跨梁ACD中AC和CD部分及整体的受力图。,F,A,D,B,C,解:取整体为研究对象。,取AC为研究对象。,取CD为研究对象。,-,28,第三节物体受力分析,例题5:,解:(1)取整体为研究对象。,图示系统中,物体K重W,其他各构件不计自重。分别取(1)整体;(2)AB杆;(3)BE杆;(4)CD杆、轮C、绳及物体K所组成的系统为分离体,作出四个分离体的受力图。,(2)取AB为研究对象。,(3)取BE为研究对象。,-,29,D,第三节物体受力分析,例题5:,解:(4),取轮C为研究对象。,-,30,第三节物体受力分析,错在哪里？,错在哪里？,指出以下受力图中的错误,-,31,小结,1.约束与约束力