结构计算简图物体受力分析学习教案

1、会计学1结构结构(jigu)计算简图物体受力分析计算简图物体受力分析第一页，共55页。自由体（free body）：能在空间作任意运动的物体叫自由体。非自由体（nonfree body） ：位移受到周围其它物体限制，不能沿着某些方向运动的物体称为非自由体。约束（constraint）：限制非自由体运动的条件，这些条件往往是周围的物体构成(guchng)，这些物体称为约束。约束反力：约束对非自由体的机械作用称为约束反力。约束反力的方向与其所限制运动的方向相反。第1页/共54页第二页，共55页。1、柔索G绳G皮带(p di)APAFPBA1O2OAFBFAFBF1O2OBA1O2O1O2OAFAF

2、G链条(lintio)第2页/共54页第三页，共55页。第3页/共54页第四页，共55页。绳索(shn su)链条 皮带第4页/共54页第五页，共55页。2、光滑(gung hu)接触面AAPAFAPACCFCAAPAFAPAG固定(gdng)平面G固定(gdng)曲面G齿轮的齿面第5页/共54页第六页，共55页。第6页/共54页第七页，共55页。第7页/共54页第八页，共55页。3、铰连接(linji)与铰支座G圆柱(yunzh)铰链ABCACAyFAxF)1(CyF)1(CxFBCByFBxF)2(CyF)2(CxF第8页/共54页第九页，共55页。恐龙骨骼(gg)的铰链连接第9页/共54

3、页第十页，共55页。铰G圆柱(yunzh)铰链第10页/共54页第十一页，共55页。G固定(gdng)铰支座AAyFAxFAxFAyFAAA第11页/共54页第十二页，共55页。G固定(gdng)铰支座第12页/共54页第十三页，共55页。G固定(gdng)铰支座第13页/共54页第十四页，共55页。G活动(hu dng)铰支座AAFBBFCCF第14页/共54页第十五页，共55页。G活动(hu dng)铰支座第15页/共54页第十六页，共55页。G活动(hu dng)铰支座第16页/共54页第十七页，共55页。4、链杆约束(yush)ACBAB第17页/共54页第十八页，共55页。链杆约束的

4、约束力沿两铰链中心(zhngxn)连线，指向不定。第18页/共54页第十九页，共55页。翻斗车连杆(lin n)支座第19页/共54页第二十页，共55页。5、球铰支座(zh zu)AxyzAxFAyFAzFAAB光滑球铰链(jiolin)约束实例第20页/共54页第二十一页，共55页。盆骨与股骨(gg)之间的球铰连接第21页/共54页第二十二页，共55页。6、径向(jn xin)轴承与止推轴承G径向(jn xin)轴承AyxzAAAyFAzF第22页/共54页第二十三页，共55页。G止推轴承(zhuchng)yxzAAyFAxFAzFABzxyBBxFByFBzF第23页/共54页第二十四页，

5、共55页。7、固定(gdng)端约束AFABMA遮 雨 蓬第24页/共54页第二十五页，共55页。 固定(gdng)端约束实例P第25页/共54页第二十六页，共55页。 固定端约束(yush)实例第26页/共54页第二十七页，共55页。 在工程设计中对结构进行力学分析时，需要一 个图形，这个图形与实际(shj)结构不可能完全一样，因此必须对实际(shj)结构进行抽象和简化，用以代替原结构进行结构的力学分析、计算的简化图形叫结构的计算简图 。抽象和简化必须遵循以下原则： 1）正确反映结构的实际(shj)受力情况，使计算结果与 实际(shj)情况比较吻合； 2）略去次要因数，便于分析和计算。1、结

6、构(jigu)计算简图第27页/共54页第二十八页，共55页。1）支座简化示例 对平面结构一般可以简化成以下三种形式(xngsh)： 可动铰支座 只能约束竖向运动的支座称为：可动铰支座 表示方法：例如(lr)：把梁放在柱顶上，不作任何处理，其支座就 可简化成可动铰支座。 第28页/共54页第二十九页，共55页。固定铰支座(zh zu) 能约束竖向和水平运动的支座(zh zu)称为：固定铰支座(zh zu) 表示方法：例如：把屋架(wji)放在柱顶上，并与柱顶的预埋件连 接，这样的支座可简化成固定铰支座。第29页/共54页第三十页，共55页。固定(gdng)支座 能约束竖向、水平和转动的支座称为

7、：固定(gdng)支座 表示方法：例如(lr)：柱子与基础完全现浇在一起，而且柱子的 钢筋插入基础一定距离，那么柱子的支座就可简化成固定支座。第30页/共54页第三十一页，共55页。 2）结点简化示例(shl) 杆件与杆件的连接点称为：结点 结点的简化分两类：铰结点和刚结点 铰结点 几何特征：各杆可以绕结点自由转动。 受力状况：不会引起杆端弯矩。 表示(biosh)方法： 例如：图示木屋架的结点 第31页/共54页第三十二页，共55页。刚结点 几何特征：各杆不能绕结点作相对转动。 受力状况：由于结点能阻止杆件之间发生(fshng)相对转角，因此杆端有弯矩、剪力 和轴力。 例如：图示现浇钢筋混凝

8、土框架的结点 表示方法： 第32页/共54页第三十三页，共55页。 3）计算(j sun)简图示例第33页/共54页第三十四页，共55页。钢筋(gngjn)混凝土屋架第34页/共54页第三十五页，共55页。 2、平面(pngmin)杆系结构的分类1）梁 有简支梁、悬臂梁、曲梁(q lin)、多跨静定梁和超静定梁等。第35页/共54页第三十六页，共55页。2）拱 有三铰拱、两铰拱、无铰拱等。 3）桁架(hngji) 第36页/共54页第三十七页，共55页。4）刚架 5）组合结构 第37页/共54页第三十八页，共55页。第38页/共54页第三十九页，共55页。第39页/共54页第四十页，共55页。

9、物体系统：若干构件通过某种连接方式组成可以传递运动或承受荷载的机构或结构。 受力图 确定研究对象，分析周围物体； 解除约束(yush)，取分离体； 在分离体上画上主动力； 在分离体解除约束(yush)处，根据约束(yush)类型画上约反力。 对于指向确定的约束(yush)反力，要正确画出其指向；对于不能事先确定指向的约束(yush)反力，其指向可以假设。第40页/共54页第四十一页，共55页。画出下列(xili)各构件的受力图第41页/共54页第四十二页，共55页。画出下列(xili)各构件的受力图第42页/共54页第四十三页，共55页。画出下列(xili)各构件的受力图第43页/共54页第四

10、十四页，共55页。ADCB)(bxyzAFCFBF解： 1) 取梯子(t zi)AB为研究对象2) 建立(jinl)坐标系如图(a) 3) 受力如图(b) ABDC030P)(aP例1 一个梯子AB，两端放在光滑面上，在C点一水平(shupng)绳联结，梯子重量为P，作用在D点，见图(a)。对梯子AB受力分析。第44页/共54页第四十五页，共55页。)(bqbaABCDxyzBFAxFAyF2) 建立(jinl)坐标系如图(a)3) 受力分析如图(b) ABDCxyz)(aabq例2 刚架ABCD上作用分布载荷q，尺寸(ch cun)如图。对于刚架受力分析。解：1) 取刚架ABCD为研究(yn

11、ji)对象第45页/共54页第四十六页，共55页。例3 由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架如图所示。在AB杆上放一重为P的管道。A,B,C处都是铰链连接(linji)。不计各杆的自重 ,各接触面都是光滑的。试分别画出管道O,水平杆AB,斜杆BC及整体的受力图。ACBDOP第46页/共54页第四十七页，共55页。解: (1) 取管道(gundo)O为研究对象OPND(2) 取斜杆BC为研究(ynji)对象CBRCRB二力杆ACBDOP第47页/共54页第四十八页，共55页。ABDNDRBFAy(3) 取水平杆AB为研究(ynji)对象FAXFA三力平衡(pnghng)汇交定理CBRCRBACB

12、DOPOPND第48页/共54页第四十九页，共55页。(4)取整体为研究(ynji)对象：FAyFAXRCCBRCRBACBDOPDACBOPABDNDRBFAyFAX第49页/共54页第五十页，共55页。(4)取整体(zhngt)为研究对象：CBRCRBACBDOPABDNDRBFAyFAXRCDACBOPFAE第50页/共54页第五十一页，共55页。画受力图(lt)应注意的问题1、不要(byo)漏画力：除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。2、不要多画力：要注意力是物体之间的

13、相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确(mngqu)地指出它是哪一个施力体施加的。第51页/共54页第五十二页，共55页。3、不要画错力的方向(fngxing)：约束反力的方向(fngxing)必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向(fngxing)来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向(fngxing)一旦确定，反作用力的方向(fngxing)一定要与之相反，不要把箭头方向(fngxing)画错。4、受力图上只画外力，不画内力：一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体(wt)系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。第52页