第2章——物体受力分析ppt课件

1、June, 2019建筑力学建筑力学ARCHITECTURAL MECHANICS第第 2 章章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析建筑力学建筑力学第第 1 章章 绪论绪论 引论引论重温力的概念重温力的概念初中物理:(1)“力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的;(2)“力是改动物体运动形状的缘由，它不是维持物体运动的缘由； 自然界中有没有孤立或单独存在的物体？答案能否认的。构成物质世界的物体没有一个是孤立而单独存在，那么物体对物体的相互制约和影响，就不可防止地发生推、拉、提、压等务的作用。 陆地、江河，月球、太阳、星系、宇宙，力的景象四处都有。 彼此间接触的物体要发生力

2、的作用，而不相互接触的物体也能发生力的作用。万有引力、磁力和静电力等。 1和2论述了“运动和力的关系。建筑力学建筑力学第第 1 章章 绪论绪论 引论引论重温力的概念重温力的概念高中物理: “力是产生加速度的缘由。 物体由静变动、由动变静、由匀速到变速、由直线运动变曲线运动，物体运动形状发生改动的缘由是什么？ 是“力。“力是改动物体运动形状的缘由。 明确地完善了力的概念。 力是矢量。力的三要素：大小、方向、作用点。 矢量vector：既有大小又有方向的物理量。运算按照平行四边形矢量运算法那么。 标量scalar： 定义A :标量是只需大小没有方向的物理量; 定义B:标量是可用正实数或负实数来表示

3、的物理量。严谨定义建筑力学建筑力学Force DefinitionForce is a quantitative description of the interaction between two physical bodies, such as an object and its environment. Force is proportional to acceleration. In calculus terms, force is the derivative of momentum with respect to time. Contact force is defined as

4、the force exerted when two physical objects come in direct contact with each other. Other forces, such as gravitation and electromagnetic forces, can exert themselves even across the empty vacuum of space. The concept of force was originally defined by Sir Isaac Newton in his three laws of motion. F

5、orce is a vector. The SI unit for force is the Newton (N). One newton is equal to 1 kg*m/s2. 建筑力学建筑力学第第 1 章章 绪绪 论论力是物体间相互的机械作用，该作用使物体的机械运动形状发生变化。物体之间的机械作用可分为两类： (1)接触作用；(2) “场 对物体的作用，非接触。力对物体产生的效应，可分为两个方面： 运动效应物体运动形状的改动， 变形效应物体外形的改动。实际力学刚体对象，只研讨力的运动效应；资料力学研讨变形效应。力对物体的作用效果取决于力的三要素：力的大小、方向和作用点。建筑力学建筑力

6、学力对物体作用效应力对物体作用效应(Effect of an action )(Effect of an action )： 一是使物体的机械运动形状发生改动，叫做力的运一是使物体的机械运动形状发生改动，叫做力的运动效应或外效应。动效应或外效应。 二是使物体的外形发生改动，叫做力的变形效应或二是使物体的外形发生改动，叫做力的变形效应或内效应。内效应。力的概念总结力的概念总结力的定义：力力的定义：力(Force)(Force)是物体间相互的是物体间相互的机械作用。机械作用。 建筑力学建筑力学力的大小力的大小 、力的方向、力的方向 、力的作用点、力的作用点 。力的图示法力的图示法力的三要素：力的三

7、要素：力具有大小和方向，所以说力力具有大小和方向，所以说力是矢量是矢量(vector )(vector )。可以用一带箭头的直线段将力可以用一带箭头的直线段将力的三要素表示出来，如下图。的三要素表示出来，如下图。 虚线为力的作用线虚线为力的作用线第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 力的单位力的单位 力的国际单位是牛顿力的国际单位是牛顿(N)(N)或千牛顿或千牛顿kNkN。 建筑力学建筑力学静力学公理重温力的概念静力学公理静力学公理 公理公理1 二力平衡公理二力平衡公理 作用在刚体上的两个力，使刚体坚持平衡的必要和充分作用在刚体上的两个力，使刚体坚持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，

8、方向相反，且作用在同一条直条件是：这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。线上。 建筑力学建筑力学静力学公理重温力的概念对于变形体，二力平衡公理只是必要条件，但不是充分条件。例如如下图绳索两端施加一对等值、反向、共线的拉力时可平衡，但遭到一对等值、反向、共线压力时就不能平衡。 建筑力学建筑力学 受二力作用隐含不计杆自重，杆中间不受其它力作用，两端铰接，同前面定义而处于平衡的杆件或构件称为二力杆件简称为二力杆或二力构件。 第 3 章 力系简化的根底知识建筑力学建筑力学静力学公理重温力的概念 公理公理2 加减平衡力系公理加减平衡力系公理 在知力系上加上或减去恣意平衡力系，不改动原力系对刚

9、在知力系上加上或减去恣意平衡力系，不改动原力系对刚体的作用。体的作用。 或者说在作用于刚体上的恣意力系中，加上或去掉任何平或者说在作用于刚体上的恣意力系中，加上或去掉任何平衡力系，并不改动原力系对刚体的作用效果。衡力系，并不改动原力系对刚体的作用效果。建筑力学建筑力学静力学公理重温力的概念推论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挪动到刚体内恣意一点，并不改动该力对刚体的作用效应。 如下左图所示小车，在A点作用力F和在B点作用力F对小车的作用效果一样。右图有什么问题？建筑力学建筑力学公理公理3 力的平行四边形法那么力的平行四边形法那么 (Parallelogram of

10、forces ) 作用在物体上同一点的两个力，可以合成为仍作用于作用在物体上同一点的两个力，可以合成为仍作用于该点的一个合力，合力的大小和方向由以原来的两个力为该点的一个合力，合力的大小和方向由以原来的两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线矢量来表示。邻边所构成的平行四边形的对角线矢量来表示。 第 3 章 力系简化的根底知识sin)180sin()sin()cos(222212221RRRFFFFFFFFF建筑力学建筑力学静力学公理重温力的概念推论推论2 三力平衡汇交原理三力平衡汇交原理 作用在刚体上三个相互平衡的力，假设作用在刚体上三个相互平衡的力，假设其中两个力的作用线汇交于一点，那么其中

11、两个力的作用线汇交于一点，那么第三个力的作用线经过汇交点。第三个力的作用线经过汇交点。换言之，换言之， 一刚体受共面不平行的三力作一刚体受共面不平行的三力作用而平衡时，此三力的作用线必汇交于用而平衡时，此三力的作用线必汇交于一点。一点。建筑力学建筑力学静力学公理重温力的概念公理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。 此公理阐明力永远是成对出现的，物体间的作用总是相互的，有作用力就必有反作用力，它们相互依存、同时出现、同时消逝，分别作用在相互作用的两物体上。 必需强调的是，作用力与反作用力公理中所讲的两个力，决不

12、能与二力平衡公理中的两个力混淆，这两个公理有着本质的区别。建筑力学建筑力学静力学公理重温力的概念水桶重力W提在手里的水桶遭到几个力的作用？哪个物体是受力物体？哪些物体是施力物体？建筑力学建筑力学静力学公理重温力的概念受力物体 VS 施力物体选水桶作为分析对象。水桶作为受力物体。水桶除遭到竖直向下重力外，还遭到与水桶接触的手向上的拉力。显然地球和手是施力物体。分析对象：手，作为受力体，水桶那么变成了施力体。手遭到水桶向下的重力和手臂向上的提力。受力、施力角色的相互转换。 建筑力学必需研讨分析物体的受力情况，力的性质如何？力的大小、方向关系怎样？物体受力的作用后产生的效果如何？一句话，物体所处的形

13、状与物体的受力有着亲密的关系。Arm-wrestling建筑力学建筑力学静力学公理重温力的概念FIRST SOLAR CAR RACES Hans Tholstrup and Larry Perkins were the first solar car racers who completed a Solar Trek from Perth to Sydney, Australia in 1983.建筑力学建筑力学静力学公理重温力的概念Auburn University solar car 风阻力汽车前进动力地面对自动轮的摩擦力，方向向前，行驶方向。 从动轮与地面的摩擦力的方向与行驶方向相反。

14、 4x4WD,4x2WD汽车匀速前进牵引力与风阻力从动轮摩擦力相互平衡。汽车所受重力与地面的支持力平衡 。建筑力学建筑力学约束反力位于约束与被约束物体的衔接或接触处，其方向必与该约束所能妨碍物体的运动方向相反。运用该准那么，可确定约束反力方向和作用点。 2-1 约束与约束反力第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 自在体：位移不受限制的物体。自在体：位移不受限制的物体。 非自在体：位移遭到限制的物体。非自在体：位移遭到限制的物体。 限制非自在体位移限制非自在体位移(物体运动物体运动)的其它物体称为约束物体，的其它物体称为约束物体，简称约束简称约束(Support，constraint )。约束

15、必然对被约束物体。约束必然对被约束物体即非自在体有力的作用，以妨碍被约束物体的位移或运即非自在体有力的作用，以妨碍被约束物体的位移或运动趋势。这种力称为约束反力动趋势。这种力称为约束反力(Reaction )，简称反力、约束，简称反力、约束力。约束力的方向总是与它所限制的位移方向相反。力。约束力的方向总是与它所限制的位移方向相反。 除约束力外，物体所遭到的其它知力，统称为自动力。除约束力外，物体所遭到的其它知力，统称为自动力。建筑力学建筑力学 用柔软的皮带、绳索、链条用柔软的皮带、绳索、链条妨碍物体运动而构成的约束叫妨碍物体运动而构成的约束叫柔体约束。这种约束作用是将柔体约束。这种约束作用是将

16、物体拉住，且柔体约束只能受物体拉住，且柔体约束只能受拉力，不能受压力，所以约束拉力，不能受压力，所以约束反力一定经过接触点，沿着柔反力一定经过接触点，沿着柔体中心线背叛被约束物体的方体中心线背叛被约束物体的方向，且恒为拉力，如图向，且恒为拉力，如图1.141.14中的中的力。力。 1 1柔体约束柔体约束第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学 当两物体在接触处的摩擦力很小略去不计时，其中一物体就当两物体在接触处的摩擦力很小略去不计时，其中一物体就是另一物体的光滑接触面约束。这种约束不论接触面的外形如何，是另一物体的光滑接触面约束。这种约束不论接触面的外形如何，都只能在接触面的公

17、法线方向上将被约束物体顶住或支撑住，所都只能在接触面的公法线方向上将被约束物体顶住或支撑住，所以光滑接触面的约束反力过接触点，沿着接触面的公法线指向被以光滑接触面的约束反力过接触点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体，只能是压力，如图约束的物体，只能是压力，如图1.151.15中的力。常称法向反力。中的力。常称法向反力。2 2光滑接触面约束光滑接触面约束第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学 光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面挪动光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面挪动不限制转动，其约束反力是相互垂直的两个力本质不限制转动，其约束反力是相互垂直的两个力本质上是一个力

18、，指向恣意假设。上是一个力，指向恣意假设。 XYR3 3、光滑圆柱铰链约束简称铰约束，铰接、光滑圆柱铰链约束简称铰约束，铰接第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学 链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆二力杆，由此所二力杆，由此所构成的约束称为链杆约束。这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向构成的约束称为链杆约束。这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向上的挪动。链杆可以受拉或者是受压，但不能限制物体沿其他方向上的挪动。链杆可以受拉或者是受压，但不能限制物体沿其他方向的运动和转动，所以，链杆约束的约束反力沿着链杆的轴线，其指的运动和转动，所以，链杆

19、约束的约束反力沿着链杆的轴线，其指向假设。向假设。4 4链杆约束链杆约束第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学 工程上将构造或构件衔接在支承物上的安装，称为支座。工程上将构造或构件衔接在支承物上的安装，称为支座。在工程上经常经过支座将构件支承在根底或另一静止的构件上。在工程上经常经过支座将构件支承在根底或另一静止的构件上。支座对构件就是一种约束。支座对它所支承的构件的约束反力支座对构件就是一种约束。支座对它所支承的构件的约束反力也叫支座反力。支座的构造是多种多样的，其详细情况也是比也叫支座反力。支座的构造是多种多样的，其详细情况也是比较复杂的，只需加以简化，归纳成几个类型，才

20、便于分析计算。较复杂的，只需加以简化，归纳成几个类型，才便于分析计算。 建筑构造的支座通常分为固定铰支座，可动铰支座建筑构造的支座通常分为固定铰支座，可动铰支座滚动铰支座，和固定滚动铰支座，和固定( (端端) )支座三类。支座三类。 第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 5 5支座支座建筑力学建筑力学 图图1.18(a)1.18(a)是固定铰支座的表示图。构件与支座用光滑的圆柱铰链联是固定铰支座的表示图。构件与支座用光滑的圆柱铰链联接，构件不能产生沿任何方向的挪动，但可以绕销钉转动，可见固定铰接，构件不能产生沿任何方向的挪动，但可以绕销钉转动，可见固定铰支座的约束反力与圆柱铰链约束一样，即约

21、束反力一定作用于接触点，支座的约束反力与圆柱铰链约束一样，即约束反力一定作用于接触点，经过销钉中心，方向未定。固定铰支座的简图如图经过销钉中心，方向未定。固定铰支座的简图如图1.18(b)1.18(b)所示。约束反所示。约束反力如图力如图1.18(c)1.18(c)所示，可以用所示，可以用FRAFRA和一未知方向角和一未知方向角 表示，也可以用一个表示，也可以用一个程度力程度力FXAFXA和垂直力和垂直力FYAFYA表示。表示。 1 1固定铰支座固定铰支座第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学 图图l.20(a)l.20(a)是滚动铰支座的表示图。构件与支座是滚动铰支座的表示

22、图。构件与支座用销钉衔接，而支座可沿支承面挪动，这种约束，用销钉衔接，而支座可沿支承面挪动，这种约束，只能约束构件沿垂直于支承面方向的挪动，而不只能约束构件沿垂直于支承面方向的挪动，而不能阻止构件绕销钉的转动和沿支承面方向的挪动。能阻止构件绕销钉的转动和沿支承面方向的挪动。所以，它的约束反力的作用点就是约束与被约束所以，它的约束反力的作用点就是约束与被约束物体的接触点、约束反力经过销钉的中心，垂直物体的接触点、约束反力经过销钉的中心，垂直于支承面，方向能够指向构件，也能够背叛构件，于支承面，方向能够指向构件，也能够背叛构件，视自动力情况而定。这种支座的简图如视自动力情况而定。这种支座的简图如1

23、.20(b)1.20(b)所所示，约束反力如图示，约束反力如图1.20(c)1.20(c)所示。所示。 2 2滚动铰支座滚动铰支座第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学 整浇钢筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固整浇钢筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在墙中，一端悬空如图在墙中，一端悬空如图1.22(a)1.22(a)，这样的支座叫固，这样的支座叫固定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向挪动，定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向挪动，也不能转动，所以固定端支座除产生程度和竖直也不能转动，所以固定端支座除产生程度和竖直方向的约束反

24、力外，还有一个约束反力偶方向的约束反力外，还有一个约束反力偶( (力偶将力偶将在第三章讨论在第三章讨论) )。这种支座简图如图。这种支座简图如图1. 22(b)1. 22(b)所示，所示，其支座反力表示如图其支座反力表示如图1.22(c)1.22(c)所示。所示。 3 3固定端支座固定端支座第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析4定向支座将构件用两根相邻的等长、平行链杆与地面相衔接。允许杆端沿与链杆垂直方向挪动，限制沿链杆方向挪动，也限制转动。因此定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力FN和一个力偶M。建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简

25、图 物体受力分析构造计算简图：一个替代真实构造，能反映构造主要任务特性的简化模型，称作构造计算简图。可以代表真实构造，可以给出满足精度要求的分析结果。实践构造很复杂，按照构造真实情况进展力学计算无法实现。因此，进展力学分析时，必需选用构造计算简图。真实构造计算简图：需求进展荷载简化、构件简化、支座简化、结点简化、构造系统简化等任务。 2-2 构造计算简图建筑力学建筑力学1支座简化例如2结点简化例如 构造中构件的交点称为结点。构造计算简图中的结点有铰结点、刚结点、组合结点三种。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析建筑力学建筑力学全铰半铰。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析建筑力学建筑力学3

26、计算筒图例如第 2 章 构造计算简图 物体受力分析建筑力学建筑力学2-2-2 平面杆系构造的分类梁：由受弯杆件构成，杆件轴线普通为直线。拱：普通由曲杆构成。在竖向荷载作用下，支座产生程度反力。三铰拱和无铰拱。刚架：由梁和柱组成的构造。刚架构造具有刚结点。单层刚架，多层刚架，排架铰结刚架或铰结排架。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析建筑力学建筑力学单跨梁，多跨梁。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析建筑力学建筑力学三铰拱和无铰拱第 2 章 构造计算简图 物体受力分析建筑力学建筑力学单层刚架(a,b)，多层刚架(c)，排架d。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析建筑力学建筑力学桁架：由假设

27、干直杆用铰链衔接组成的构造。组合构造：是由桁架和梁或刚架组合在一同构成的构造，其中含有组合结点。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析建筑力学建筑力学2.3.1 2.3.1 力系力系力的定义：力力的定义：力(Force)(Force)是物体间相互的机械作用。是物体间相互的机械作用。 力的单位力的单位 力的国际单位是牛顿力的国际单位是牛顿(N)(N)或千牛顿或千牛顿kNkN。第第 3 章章 力系简化的根底知识力系简化的根底知识 2-3 物体受力分析力系的定义力系的定义 作用于同一个物体上的一组力。作用于同一个物体上的一组力。 力系力系(System of forces )(System of f

28、orces )的分类的分类 平面力系：力系中各力的作用线都在同一平面内；平面力系：力系中各力的作用线都在同一平面内；空间力系：力系中各力的作用线不在同一平面内。空间力系：力系中各力的作用线不在同一平面内。 平面力系是空间力系的特例。平面力系是空间力系的特例。物体系统：工程中经过某种衔接方式将假设干构件组成机构物体系统：工程中经过某种衔接方式将假设干构件组成机构或或构造，以传送运动或承载。这些机构或构造统称为物体系统。构造，以传送运动或承载。这些机构或构造统称为物体系统。建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 受力分析：在工程实践中，为了求出未知的约束力，需求根据知力，运用平衡条

29、件求解。为此，首先要确定构件受了几个力，每个力的作用位置和力的作用方向，这种分析过程称为物体的受力分析。进展力学计算时，首先要对物体系统和系统中的构件进展受力分析。受力图： 为了明晰地表示物体的受力情况把需求研讨的物体(称为受力体)从周围物体(称为施力体)中分别出来，单独画出它的简图，这个步骤叫做取研讨对象或取分别体。然后把施力物体对研讨对象的作用力(包括自动力和约束力)全部画出来。这种表示物体受力的简明图形，称为受力图。画物体受力图是处理静力学问题的一个重要步骤。建筑力学建筑力学物体受力分析步骤：1取分别体。 把所要研讨的物体单独分别出来，画出其简图。这一步骤也称作取研讨对象。2画受力图。

30、在分别体图上画出研讨对象所受的全部力，这些力包括荷载、自动力以及约束力。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析建筑力学建筑力学研讨力学问题，首先要了研讨力学问题，首先要了解物体的受力形状，即对解物体的受力形状，即对物体进展受力分析，反映物体进展受力分析，反映物体受力形状的图称为受物体受力形状的图称为受力图。力图。受力图受力图绘制步骤：绘制步骤：1. 1. 取分别体；取分别体； 2. 2. 画知力；画知力； 3. 3. 画约束反力。画约束反力。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学例例1 1 分量为分量为FpFp的小球，按图的小球，按图1.23(a)1.23(a)所示放置，试画

31、出小球所示放置，试画出小球的受力图。的受力图。解解 (1) (1) 根据题意取小球为研讨对象。根据题意取小球为研讨对象。(2) (2) 画出自动力：自动力为小球所画出自动力：自动力为小球所受重力。受重力。(3) (3) 画出约束反力：约束反力为绳画出约束反力：约束反力为绳子约束反力、光滑面约束反力。子约束反力、光滑面约束反力。小球的受力图如图小球的受力图如图1.23(b)1.23(b)所示。所示。 第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学例例 2 2 画图画图a a所示构造所示构造ACDBACDB的受力图。的受力图。解：解：(1) (1) 取构造取构造ACDBACDB为研讨对象

32、。为研讨对象。(2) (2) 画出自动力：自动力为画出自动力：自动力为FPFP。(3) (3) 画出约束反力：约束为固定铰支座和可动铰支座，画画出约束反力：约束为固定铰支座和可动铰支座，画出它们的约束反力，如图出它们的约束反力，如图b b所示。所示。 第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学 例3 起吊架由杆件AB和CD组成，起吊重物分量为W。不计杆件自重，作杆件AB的受力图。解：取秆件AB为分别体，画分别体图。杆件AB上没有荷载，只需约束力。A端为固定铰支座，约束力用两个相互垂直分力FAX和FAY表示，二者的指向是假定的。D点用铰链与CD杆衔接，由于CD为二力杆，所以铰D反力

33、的作用线沿C、D两点连线，以FND表示。图中FND的指向也是假定的。B点与绳索衔接，绳索作用B点的约束力FT沿绳索、背叛杆件AB。图为杆件AB的受力图。Newton第三定律作用于反作用力定律。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学例4 图所示构造中，构件AB和BC的自重分别为W1和W2，BC上受荷载F作用。作构件AB、BC及构造整体的受力图。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学留意：内力：分别体内各构件之间相互作用的力，称为分别体的内力。外力：分别体以外的物体对分别体作用的力，称为分别体的外力。在受力图上只画外力，不画内力。内力、外力因分别体不同而相互转化

34、。当取构造整体为分别体时，铰B处的反力是分别体内二物体之间的相互作用力，是内力；当取构件AB(或BC)为分别体时，铰B处的反力是分别体以外的物体对分别体的作用力，是外力。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学例5 图所示系统中，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所组成的系统为分别体，作出四个分别体的受力图。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析整体上的自动力为物体K的重力W。约束力是固定端约束A处的两相互垂直反力FAX、FAY和约束力偶MA 。三者

35、的指向都是假定的。铰链C、D、E、B的反力以及G点处的绳索拉力，对系统整体来说均为内力，不应在受力图上画出。建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析AB杆受力图。 由于杆件BE和DC都不是二力杆，铰B和铰D处的约束力都要用两个相互垂直的分力表示，反力的指向可随意假定。建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析BE杆受力图。点G处的拉力FT沿绳索，指向背叛杆件。铰E处的二相互垂直反力FEX、FEY的指向是假定的。铰B处的二相互垂直约束力FBX、FBY 是杆AB上的约束力FBX、FBY的反作用力，约束力FBX、FBY的指向必需与约束力FBX、FBY反方向地画出。建筑力学建

36、筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析杆件CD、轮C、绳和物体K所组成的系统的受力图如下图。其上的约束力分别是图b和图c上相应力的反作用力，它们的指向分别与相应力的指向相反，不能再随意假定。铰C的反力为内力，受力图上不应画出。建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 例 屋架如下图。A处为固定铰链支座，B处为滚动支座，搁在光滑的程度面上。知屋架自重P，在屋架的AC边上接受了垂直于它的均匀分布的风力q(N/m)。试画出屋架的受力图。解： (1) 取屋架为研讨对象，除去约束并画出其简图。 (2) 画自动力。有屋架的重力P和均布的风力q。 (3) 画约束力。因A处为固定铰支，约束

37、力用两个大小未知的正交分力FAx和FAy表示。B处为滚动支座，约束力垂直向上，用FNB表示。建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 例 如下图，程度梁AB用斜杆CD支撑，A，C，D三处均为光滑铰链衔接。均质梁重P1，其上放置一重为P2的电动机。如不计杆CD的自重，试分别画出杆CD和梁AB(包括电动机)的受力图。建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 解： (1)先分析斜杆CD的受力。由于斜杆的自重不计，两端光滑铰链衔接,是二力杆，C，D处的约束力分别经过铰链C、D的中心，方向暂不确定。作用线应沿铰链中心C与D的连线，由阅历判别，此处杆受压力。 普通情况下，约束力

38、指向不能预先断定时，可先恣意假设杆受拉力或压力。假设根据平衡方程求得的力为正值阐明原假设力的指向正确；假设为负值，那么阐明实践杆受力与原假设指向相反。 (2)取梁AB(包括电动机)为研讨对象。它受有P1，P2两个自动力的作用。梁在铰链D处受有二力杆CD给它的约束力FD。根据作用和反作用定律，FD-FD。梁在A处受固定铰支给它的约束力的作用，由于方向未知，用两个大小未定的正交分力FAx和FAy表示。建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析例 如下图三铰拱桥，由左、右两拱铰接而成。不计自重及摩擦，在拱AC上作用有载荷F。试分别画出拱AC和BC的受力图。 解： (1)先分析拱BC的受力

39、。由于拱BC自重不计，且只在B、C两处遭到铰链约束，因此拱BC为二力构件。在铰链中心B，C处分别受FB，FC两力的作用，且FB=-FC 。建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 (2)取拱AC为研讨对象。由于自重不计，因此自动力只需裁荷F。拱AC在铰链C处受有拱BC给它的约束力FC，根据作用和反作用定律， FC = -FC 。拱在A处受有固定铰支给它的约束力FA的作用，由于方向未定，可用两个大小未知的正交分力FAx和FAy替代。建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 进一步分析可知，由于拱AC在F，FC及FA三个力作用下平衡，故可根据三力平衡汇交定理，确定铰链A

40、处约束力FA的方向。点D为力F和FC作用线的交点，当拱AC平衡时，约束力FA的作用线必经过点D；至于FA的指向，可以暂且假定，以后由平衡条件确定。建筑力学建筑力学作物体受力分析(画物体受力图)时的本卷须知 1. 必需明确研讨对象。根据求解需求，可以取单个物体为研讨对象，也可以取由几个物体组成的系统为研讨对象。不同的研讨对象的受力 图是不同的。2. 必需画分别体图。作构造上某一构件的受力分析时，必需单独画出该构件的分别体图，不能在整体构造图上作该构件的受力图。务必要画图，而不是光靠眼睛看。3. 正确确定研讨对象受力的数目。由于力是物体之间相互的机械作用，因此，对每一个力都应明确它是哪个施力物体施

41、加给研讨对象的，决不能凭空产生。同时，也不可漏掉一个力。普通先画知的自动力，再画约束力：凡是研讨对象与外界接触的地方，都一定存在约束力。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析4. 必需按约束功能画约束力，不能根据客观臆测来画。该当根据二力平衡、三力平衡汇交、作用与反作用等静力学公理画出约束力。5. 作用力与反作用力只能假定其中一个的指向，另一个那么必需反方向画出，不能再随意假定指向。6. 受力图上只画外力，不画内力。分别体各构件之间的相互作用力是内力，受力图上不能画出。内力总是成对出现，组成平衡力系，因此不用画出，只需画出全部外力。7.

42、同一约束力在不同受力图上出现时，其指向必需一致。建筑力学建筑力学 小 结 (1)限制非自在体位移的其他物体称作非自在体的约束。约束对非自在体的作用力称为约束力。 约束产生什么样的约束力取决于约束的功能。例如，固定铰支座限制物体任何方向的线位移，而不限制角位移，所以，其约束力用两个互垂直分力表示；固定支座既限制线位移又限制角位移，所以，其约束力用两个相互垂支分力和一个力偶表示。第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 建筑力学建筑力学第 2 章 构造计算简图 物体受力分析 (2)构造计算简图是反映构造主要任务特性而又便于计算的构造简化模型图。建立构造计算简图，需对实践构造的结点和支座进展简化，简化成理想约束方式，简化时要思索构造实践约束的约束功能与哪种理想约束的约束功能相符合。 (3)物体受力分析是进展力学计算的根据。作物体受力分析必需先作出分别体图，再按所受荷载画出