中级职称建筑结构培训课讲稿

1、关于中级职称建筑结构培训课第1页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo力的单位： 国际单位制：牛顿(N) 千牛顿(kN)第一章 静力学基础1-1 静力学基本概念一、力的概念1定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物 体的运动状态。2. 力的效应： 运动效应(外效应) 变形效应(内效应)。3. 力的三要素：大小，方向，作用点AF第2页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo 力系：是指作用在物体上的一群力。 平衡力系：物体在力系作用下处于平衡， 我们称这个力系为平衡力系。是指物体相对于惯性参考系保持静止或

2、作匀速直线运动的状态。 二.刚体就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。三.平衡AF第一章 静力学基础第3页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo1-2 静力学基本公理公理1 二力平衡公理 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = F2 作用线共线， 作用于同一个物体上。第4页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo说明：对刚体来说，上面的条件是充要的 二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。 对变形体来说，上面的条件只是必要

3、条件(或多体中)二力杆第5页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo单选例：下面哪个不是二力构件的必备条件 （ ）。 A仅在两点受力 B杆上不受力 C直杆 D不计自重第6页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo 在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。推论1：力的可传性。 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应。因此，对刚体来说，力作用三要素为：大小，方向，作用线公理2 加减平衡力系原理第7页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四

4、Company Logo 刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。（必共面，在特殊情况下，力在无穷远处汇交平行力系。） 公理3 力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。推论2：三力平衡汇交定理 第8页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo单选例：刚体上作用三个力而处于平衡，则这三个力的作用线必定（ ）。A.相交于一点B.平行C.位于同一平面内D.都为0第9页，共37页，2022年，5

5、月20日，16点36分，星期四Company Logo公理4 作用力和反作用力定律等值、反向、共线、异体、且同时存在。例 吊灯 两物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反、沿同一直线，同时分别作用在这两个物体上，这两个力互为作用力和反作用力。第10页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo单选例：下列不属于作用力和反作用力特性的是（ ）。A他们的大小相等 B方向相反 C作用在同一个物体上 D作用在两个物体上第11页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo 是代数量。当F=0或d=0时， =0。 是影响转动的独立因素

6、。 =2AOB=Fd ,2倍形面积。力对物体可以产生 移动效应-取决于力的大小、方向转动效应-取决于力矩的大小、方向-+一、力矩说明： F,d转动效应明显。单位Nm，13 力对点之矩、力偶的概念 1、力矩的概念第12页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo1）力作用线过矩心，力矩为零； 2）力沿作用线移动，力 矩不变；3）力F对O点之矩与矩心O的位置有关2、力矩的特性第13页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo 定理：平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩，等于所有各分力对同一点的矩的代数和即：3、合力矩定理第

7、14页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo例 已知：如图 F、Q、l, 求： 和 解：用力对点的矩法 应用合力矩定理第15页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo二、力偶的概念和性质力偶：两力大小相等，作用线不重合的反向平行力叫力偶。1、力偶的概念第16页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo说明： m是代数量，有+、-； F、 d 都不独立，只有力偶矩 是独立量； m的值m=2ABC ； 单位：N m+d第17页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期

8、四Company Logo性质2：力偶对其所在平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心的位置无关，因此力偶对刚体的效应用力偶矩度量。性质1：力偶既没有合力，本身又不平衡，是一个基本力学量。性质3：平面力偶等效定理 作用在同一平面内的两个力偶，只要它的力偶矩的大小相等，转向相同，则该两个力偶彼此等效。第18页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo只要保持力偶矩大小和转向不变，可以任意改变力偶中力的大小和相应力偶臂的长短，而不改变它对刚体的作用效应。可得下列两个推论：力偶可以在其作用面内任意移动，而不影响它对刚体的作用效应。第19页，共37页，2022年，5

9、月20日，16点36分，星期四Company Logo多项选择例、下列选项中，关于力偶基本性质的描述中，正确的是（ ）。A.力偶无合力B.力偶能与一个力等效C.力偶不能与一个力平衡D.力偶只能与力偶平衡第20页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。 1-4 约束与约束反力一、概念自由体：位移不受限制的物体叫自由体。非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。 （这里，约束是名词，而不是动词的约束。）第21页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四C

10、ompany Logo大小常常是未知的；方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；作用点在物体与约束相接触的那一点。约束反力特点：GGN1N2第22页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿绳索背离物体。二、约束类型和确定约束反力方向的方法：1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束PPTS1S1S2S2 第23页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体2.光滑接触面的约束 (光滑指摩擦不计)PNNPNANB第24页

11、，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo3.光滑圆柱铰链约束圆柱铰链AAXAYAA第25页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo固定铰支座第26页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo活动铰支座（辊轴支座）第27页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo一、受力分析 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。 作用在物体上

12、的力有：一类是:主动力,如重力,风力,气体 压力等。 二类是：被动力，即约束反力。 1-5 物体的受力分析和受力图第28页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo画物体受力图主要步骤为：选研究对象；取分离体； 画上主动力；画出约束反力。二、受力图例1第29页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo例2 画出下列各构件的受力图QAOBCDE第30页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company LogoQAOBCDE第31页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company

13、 Logo 约束与约束反力 常见的约束类型：1、柔体约束：绳索、链条、钢丝等，只能产生拉力；2、光滑接触面约束：限制物体沿着光滑接触面的公法线而指向接触面的运动；3、链杆约束4、固定铰支座：只限制移动，不限制转动；5、可动铰支座6、固定端支座；既不能移动，也不能转动。建筑力学第32页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo单项选择例：既能限制物体转动，又能限制物体移动的支座是（ ）。A.固定端B.固定铰C.可动铰D.定向支座第33页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo三、画受力图应注意的问题除重力、电磁力外，物

14、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，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。1、不要漏画力第34页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo约束反力的方向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，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不要把箭头方向画错。3、不要画错力的方向4、受力图上不能再带约束。 即受力图一定要画在分离体上。第35页，共37页，2022年，5月20日，16点36分，星期四Company Logo一个力，属于外力还是内力，因研究对