第一章第二节约束、反力2时

1、第二节第二节 约束与约束反力约束与约束反力一、约束与约束反力的概念一、约束与约束反力的概念 在空间中运动，位移不受限制的物体称为在空间中运动，位移不受限制的物体称为自自由体由体。 对非自由体的某些位移起限制作用的周围物对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束体，简称体称为约束体，简称约束约束。 约束是阻碍物体运动的物体，这种阻碍作用约束是阻碍物体运动的物体，这种阻碍作用就是力的作用。就是力的作用。 阻碍物体运动的力称为阻碍物体运动的力称为约束反力约束反力，简称，简称反力反力。 所以，约束反力的方向必与该约束所能阻碍所以，约束反力的方向必与该约束所能阻碍物体运动的方向相反。由此可以确定约

2、束反力的物体运动的方向相反。由此可以确定约束反力的方向或作用线的位置。方向或作用线的位置。 物体受力一般可以分为两类：一类是使物物体受力一般可以分为两类：一类是使物体运动或使物体有运动趋势的力，称为体运动或使物体有运动趋势的力，称为主动力主动力。如重力、水压力、土压力、风压力等。在工程如重力、水压力、土压力、风压力等。在工程中通常称主动力为中通常称主动力为荷载荷载。另一类是约束对于物。另一类是约束对于物体的约束反力，也称体的约束反力，也称被动力被动力。一般主动力是已。一般主动力是已知的，而约束反力是未知的。举例。知的，而约束反力是未知的。举例。WWFTWWFNFT试指出下面物体的受力图中的试指

3、出下面物体的受力图中的主动力主动力和和约束反力约束反力二、几种常见的约束及其反力二、几种常见的约束及其反力 1. 1. 柔体约束柔体约束 柔软的绳索、链条、皮带等用于阻碍物体的柔软的绳索、链条、皮带等用于阻碍物体的运动时，都称为运动时，都称为柔体约束柔体约束。 柔体约束对物体的约束反力是通过接触点，柔体约束对物体的约束反力是通过接触点，沿柔体中心线且背离物体的拉力，常用沿柔体中心线且背离物体的拉力，常用F FT T表示。表示。前页受力图中的前页受力图中的F FT T即为柔体约束。即为柔体约束。 A 2. 2.光滑接触面约束光滑接触面约束 物体与其它物体接触，当接触面光滑，摩擦物体与其它物体接触

4、，当接触面光滑，摩擦力很小可以忽略不计时，就是力很小可以忽略不计时，就是光滑接触面约束光滑接触面约束。 光滑接触面约束对物体的约束反力，是作用光滑接触面约束对物体的约束反力，是作用于接触点处，沿接触面的公法线，并指向被约束于接触点处，沿接触面的公法线，并指向被约束物体，常用物体，常用F FN N表示。表示。3. 3. 圆柱铰链约束圆柱铰链约束 圆柱铰链简称圆柱铰链简称铰链铰链。是由一个圆柱形销钉。是由一个圆柱形销钉插入两个物体的圆孔中构成，并且认为销钉和插入两个物体的圆孔中构成，并且认为销钉和圆孔的表面都是光滑的。圆孔的表面都是光滑的。ABC 圆柱铰链的约束反力可用一个大小与方向圆柱铰链的约束

5、反力可用一个大小与方向均未知的力表示，均未知的力表示，ACBCBCBFCFCxFCy 也可用两个相互垂直的未知也可用两个相互垂直的未知分力来表示，如图所示。分力来表示，如图所示。 圆柱铰链的约束反力是垂直于销钉轴线并圆柱铰链的约束反力是垂直于销钉轴线并通过销钉中心，而方向不定。通过销钉中心，而方向不定。 两端用铰链与物体分别连接且中间不受其两端用铰链与物体分别连接且中间不受其它力的直杆称为它力的直杆称为链杆约束链杆约束。 链杆又称链杆又称二力杆二力杆。 4. 4. 链杆约束链杆约束链杆约束链杆约束A AB BN NA AN NB BA AC CB B双铰链刚杆约束(二力杆约束) 三、支座及支座

6、反力三、支座及支座反力 工程中将结构或构件支承在基础或另一静工程中将结构或构件支承在基础或另一静止构件上的装置称为止构件上的装置称为支座支座。支座也是约束。支。支座也是约束。支座对它所支承的构件的约束反力也称座对它所支承的构件的约束反力也称支座反力支座反力。 建筑工程中常见的三种支座：建筑工程中常见的三种支座：固定铰支座固定铰支座（铰链支座）、（铰链支座）、可动铰支座可动铰支座和和固定端支座固定端支座。 1. 1.固定铰支座（铰链支座）固定铰支座（铰链支座） 用圆柱铰链把结构或构件用圆柱铰链把结构或构件与支座底板连接，并将底板固与支座底板连接，并将底板固定在支承物上构成的支座称为定在支承物上构成的支座称为固定铰支座固定铰支座。 AFAxFAyFA 2. 2.可动铰支座可动铰支座 在固定铰支座下面加在固定铰支座下面加几个辊轴支承于平面上，几个辊轴支承于平面上，就构成就构成可动铰支座可动铰支座。 BFB 3. 3.固定端支座固定端支座 AFAxFAyMA 把构件和支承物完全连接为一整体，构件把构件和支承物完全连接为一整体，构件在固定端既不能沿任意方向移动，也不能转动在固定端既不能沿任意方向移动，也不能转动的支座称为的支座称为固定端支座固定端支座。 作 业：1 1、