建筑力学讲义之静力学基础知识

2静力学基础知识2.1力及力系的基本知识力的定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的运动状态或形状发生改变。物体间的相互机械作用可分为两类：一类是物体间的直接接触的相互作用，另外一类是物和物体间的相互作用。力的两种作用效应为：外效应，也称为运动效应——使物体的运动状态发生改变；内效应，也称为变形效应——使物体的形状发生变化。静力学研究物体的外效应。2.1.1力的三要素1.力的大小力的大小表明物体间相互作用的强弱程度。2.力的方向力不但有大小，而且还有方向。3.力的作用点当作用范围与物体相比很小时，可以近似地看作是一个点。在描述一个力时，必须全面表明这个力的三要素。力是矢量。用字母表示力矢量时，用黑体字F，普通体F只表示力矢量的大小。2.1.2力偶及力偶矩1.力偶由两个大小相等、方向相反、不共线的平行力组成的力系，称为力偶。用符号（F、F'）表示。东力偶的两月个力之间领的距离滴d脆称为力偶阅臂；鞭力偶所在巧的平面称箱为力偶的络作用面。什2.翻刃力偶矩陪力偶由两盏个力组成某，它对物开体产生的声转动效应宇，可用力荷偶的两个酿力对其作歌用面内某蒙点的矩的孤代数和来椒度量。枪力与力偶昌臂的乘积翁称为力偶悄矩。用符淘号烛M份(泳F已、重F梳'事)迎来表示，窑可简记为筐M孝。规定：来力偶使物暴体作逆时吨针转动时图，力偶矩蔬为正号；陆反之为负歉。抖在平面力族系中，力检偶矩为代槐数量。其魔表达式为刚：奶力偶矩的勾单位：佳（衣）或射（色）。揉力偶的三敬要素：即见力偶矩的奥大小、力致偶的转向敌和力偶作裁用平面。回3车、力偶的苍基本性质幻力偶不能葡合成为一耗个合力，屈所以不能坑用一个力疫来代替。垂力偶对其跌作用平面膛内任一点莲矩恒等于从力偶矩，静而与矩心堂位置无关使。县在同一平爸面内的两畜个力偶，慰如果它们用的力偶矩再大小相等座，转向相耀同，则这鬼两个力偶但是等效的采。普由此，得珠出两个推践论：歪推界论吹1奴力偶可以挺在其作用旨平面内任免意移动或站转动，只虾要不改变干力偶的三劲要素，就朽不会改变搏它对物体置的转动效累应。宪推贷论糖2拖化恐只要保持既力偶矩的订大小和力源偶的转向础不变，可葛同时改变状组成力偶葬的力的大珍小和力偶严臂的长度等，而不改锄变它对物浊体的转动小效应。茧 农2.1.友3翻力系择同时作用螺在物体上断的一群力躲，称为景力系悄。症对物体作胜用效果相值同的力系罪称为差等效力系院。貌物体在力撕系作用下油，相对于浑地球静止轧或作匀速哨直线运动敲，称为饲平衡板。它是物鞠体运动的珍一种特殊编形式。织建筑力学哪中把运动跃状态没有笑变化的特砖殊情况称摸为克平衡状态末。或满足平衡尸状态的力吸系称为申平衡力系筛。许使物体在漏力系作用化下处于平型衡力系时叉应满足的功条件，称把为增力系的平裂衡条件梢。妹2劝．吸2件瓣静力学公辞理靠1摸、吹力的平行蔽四边形公矛理缘作用于物海体上同一师点的两个票力，可以躁合成为一慰个合力，没合力的作提用点也在腊该点，合东力的大小百和方向，朵由这两个缝力为边构们成的平行畏四边形的弹对角线确预定。鼠2盆、肥力平衡公临理彼作用在同华一刚体上煤的两个力行，使刚体桶处于平衡与的必要和居充分条件绒是：这两药个力大小轻相等，方潜向相反，毛且在同一地直线上。优3而、眨加互减平衡力飞系公理荡在已知力息系上加上盆或减去任偿意的平衡孩力系，并右不改变原奋力系对刚禁体的作用指效果。也返就是说，搂如果两个酸力系只相巷差一个或伙几个平衡木力系，毙则它们对届刚体的作对用是相同熟的，可以阻等效代换隙。鱼推蚊论耳1本唯力的可传秤性原理笔作用在刚川体上某点裳的力，可观以沿着它宣的作用线驳移动到刚符体内任意决一点，而记不改变该堵力对刚体借的作用效锈果。杠推盾论讯2宏赴三力平衡例汇交定理更作用于同野一刚体上狮共面而不膝平行的三奉个力使刚牵体平衡时忍，则这三堡个力的作贝用线必汇偏交于一点练。循4糠、作用与意反作用公顾理则两物体间尘的作用力拍与反作用匠力，总是既大小相等套、方向相毯反，沿同揭一直线并祝分别作用抓于两个物纪体上。愉必须注意弄：不能把追作用力与价反作用力充公理与二页力平衡公汁理相混淆窃。址2驳．燥3具错约束及约梅束反力啊1驰、约束与坝约束反力晶的概念娱对非自由梨体的某些核位移起限锡制作用的疼周围物体营称为约束丧体，简称混约束声。阻碍物全体运动的暑力称为约习束反力，五简称铃反力妖。花所以，约缘束反力的慢方向必与启该约束所户能阻碍物胀体运动的凑方向相反语。由此可其以确定约尊束反力的扶方向或作蜻用线的位迁置。洪物体受到厕的力一般的可以分为门主动力、怒约束反力丽。纯一般主动美力是已知场的，而约活束反力是己未知的。伙2宜、几种常踏见的约束毅及其反力竹1责）柔体约离束启筛妇F急T额2坑）光滑接捐触面约队束跳贫校F牢N表3鼓）圆柱铰盒链约束槐4溜）链杆约郊束友至戚忆浓你堵画出简棵图胞嚷分别举例栽3芝、支座及使支座反力彼工程中将缝结构或构墨件支承在涛基础或另胡一静止构蜓件上的装伟置称为支驴座。建筑赵工程中常是见的三种鸦支座：鞭固定铰支姑座身（铰链支叮座）、嘉可动铰支扶座瓶和品固定端支搞座暖。来1冻）固定铰漆支座（铰湖链支座）扬2多）可动铰蜜支座限3叨）固定端讨支戒座里加轰与裹待画出简音图授廉分别举例拒2挖．桌4愚痛受秀档古力肚帐疫图抛物体的受性力分析。躺物体的受竖力图。受淋力图是进秆行力学计踢算的依据章，也是解含决力学问泄题的关键买，必须认酷真对待，仆熟练掌握宇。毒物体系统举的受力图妈物体系统什的受力图尊与单个物想体的受力储图画法相仍同，只是它研究对象蛛可能是整脉个物体系回统或系统竖的某一部到分或某一慌物体。画幅物体系统什整体的受迅力图时，妨只须把整傲体作为单圈个物体一们样对待；纱画系统的医某一部分诉或某一物吼体的受力妻图时，只掏须把研究浸对象从系麦统中分离祥出来，同莫时注意被幕拆开的联哗系处，有鄙相应的约语束反力，围并应符合盈作用力与仍反作用力膝公理。厉例睁2昏档–惭壤1呜、咸2抬、旋3举、课4童受力图鄙注意伤以下几点剑：挺1.奖絮必须明确悔研究对象倍。碰2.本累正确确定及研究对象阀受力的数啄目。秀3.建咳注意约束碍反力与约秩束类型相市对应。屡4.钞嘴注意作用昼力与反作资用力之间内的关系。红收重量走为杏G疼的梯寸子旧A搭B靠，放置在钉光滑的水六平地面上爪并靠在铅凳直墙上，傲在间D殿点用一根第水平绳索夺与墙相连韵，如乳图鱼2倡—脚1也a黎所示。试蛋画出梯子差的受力图懒。鼓解：将梯拥子从周围疫的物体中览分离盼出来，作塞为研究对策象画出其而脱离体。脑先画上主旷动力即梯统子的重力茫G鱼，作用谁于梯子的放重心（几碌何中心）芳，方向铅扒直况向下；再减画墙和地挂面对梯子应的约束反吗力。根据绕光滑接触南面约束的碰特点邮，洞A堵、刊B呼处的约束墙反力式F测NA低、响F火NB浓分别与墙榨面胆、地面垂牧直并指向凤梯子；绳归索的约束鱼反竟力厅F竹D抵应沿着绳繁索的方向哗离开梯子故为拉秆力。维图脉2蔑—眨1抵b厕即为梯子固的受力图余。钱裂割论只图属2航—月1缩原韵例够2廊屯如遇图窑2寺—疗2事a庆所示，简症支姐梁钩A衣B老，跨中受沫到集中力西F蜂作用堪，且A危端为固定璃铰支座约堵束咐，愈B罢端为可动气铰支座约蝶束。试画记出梁的受洗力图。愤解：普（农1许）地取叮A妹B究梁为研究她对象，解滴除芹A肥、窝B唯两处的约被束，画出冶其脱离体炊简图。峡（盗2拴）在梁的票中去点从C殖画主动力倘F偶。火在受约束忠的雨A伸处凶和页B荷处，根据弓约束类型橡画出约束舱反力鹊。锈B弟处为可动薄铰支座约周束，其反爸力通过铰鹅链中心且同垂直于支莲承面，其筹指向假定朽如最图捡2叨—希2草b幕所示遣；席A怖处为固定杆铰支座约坝束，其反柴力可用通妹过铰链中轿心槐A向并相互垂哨直的分力首F量Ax黑、沿F截Ay泳表示。受租力图如孔图揉2网—菜2反b咱所示。光此外，注渔意到梁