建筑力学基础

第1章建筑力学基础1.1力的性质、力在坐标轴上的投影力(Force)是物体间相互的机械作用

力对物体作用效应(Effectofanaction)：一是使物体的机械运动状态发生改变，叫做力的运动效应或外效应。二是使物体的形状发生改变，叫做力的变形效应或内效应。1.1.1力的定义力的大小、力的方向、力的作用点。1.1.3力的图示法1.1.2力的三要素：力具有大小和方向，所以说力是矢量(vector)。可以用一带箭头的直线段将力的三要素表示出来，如图1.1所示。第1章建筑力学基础力的定义力是物体间相互间的机械作用。第1章建筑力学基础力的效应使物体的机械运动状态发生改变，叫做力的运动效应或外效应。使物体的形状发生改变，叫做力的变形效应或内效应。力的三要素力的大小、方向、作用点称为力的三要素。力的表示法

力是一个矢量，用带箭头的直线段来表示，如右图所示（虚线为力的作用线）。力的单位

力的国际单位是牛顿(N)或千牛顿（kN）。第1章建筑力学基础力系的定义

作用于同一个物体上的一组力。

力系(Systemofforces)的分类

各力的作用线都在同一平面内的力系称为平面力系；各力的作用线不在同一平面内的力系称为空间力系。平面力偶系：若干个力偶(Couple)（一对大小相等、指向相反、作用线平行的两个力称为一个力偶）组成的力系。第1章建筑力学基础平面力系的分类平面汇交力系：各力作用线都汇交于同一点的力系。平面力系的分类平面平行力系：

各力作用线平行的力系。平面一般力系：

各力作用线既不汇交又不平行的平面力系。第1章建筑力学基础等效力系

(Equivalentforcesystem)

指两个力(系)对物体的作用效果完全相同。平衡力系(Equilibriumforcesystem)

力系作用下使物体平衡的力系。合力与分力若一个力与一个力系等效。则这个力称为该力系的合力，而力系中的各个力称为该合力的一个分力。第1章建筑力学基础刚体(Rigidbody)

在任何外力的作用下，大小和形状始终保持不变的物体。例如:桥梁在车辆、人群等荷载作用下的最大竖直变形一般不超过桥梁跨度的1/700～1/900。物体的微小变形对于研究物体的平衡问题影响很小，因而可以将物体视为不变形的理想物体——刚体第1章建筑力学基础力在坐标轴上的投影已知合力求分力公式：已知分力求合力公式：第1章建筑力学基础例1.1试求图1.3中各力在轴上的投影，投影的正负号按规定观察判定。第1章建筑力学基础例1.1题解：第1章建筑力学基础第1章建筑力学基础例1.1题解：力投梁影的决要点方：力平颂移力尘在坐和标轴爽上投拍影不摧变；力垂娇直于岛某轴孟，力挂在该赚轴上搞投影地为零库；力平春行于关某轴仪，力寒在该目轴上敬投影您的绝筒对值为竭力的樱大小签。第1元章远建自筑力昂学基月础合力当投影蛮定理湿：平面欧汇交魄力系敏的合秘力在爬任一肃轴上仍的投肤影，等于芒各分努力在够同一金轴上预投影坛的代僵数和各。即盐：二力竹平衡棵公理作用波在同具一刚效体上凑的两帽个力泡，使母刚体平衡瓦的必红要和质充分反条件孟是，辽这两掌个力增大小相等雨，方仍向相冰反，问作用进在同房诚一条输直线驳上。第1刃章因建兆筑力领学基雾础上述饼的二答力平莫衡公西理对奥于刚斤体是坝充分仅的也个是必引要的停，而异对于新变形恭体只赛是必忍要的歪，而罗不是盛充分竿的。缺如图来1.迟5所读示的肃绳索翁的两倍端若仙受到伸一对迈大小潮相等恒、方干向相困反的惹拉力除作用项可以女平衡轮，但掀若是浪压力仇就不予能平骆衡。第1军章映建禁筑力骡学基反础受二僻力作伯用而后处于群平衡碌的杆崇件或功构件层称味为二奋力杆成件（鹊简称宿为二纱力杆纸）或穗二力彻构件祸。第1摔章荣建佳筑力惠学基尼础加减矛平衡何力系嘱公理在作初用于混刚体据上的棉任意津力系草中，却加上或去葛掉任燥何平挥衡力劲系，粱并不点改变样原力上系对刚体肯的作脚用效含果。第1糠章击建存筑力摸学基贸础力的姥可传粒性原抽理作用亿于刚术体上乘的力梁可沿团其作大用线卷移动到刚坦体内威任意挤一点买，而废不会慕改变素该力购对刚体的肢作用参效应赔。第1汁章元建孕筑力跑学基证础力的么平行钥四边绪形法疲则(Pa幻玉ra喝ll蜡el习og唤ra秤m芳of渣f拉or阀ce补s)作用怖在物腔体上平同一车点的临两个村力，蹦可以也合成扬为仍新作用蛙于该滥点的垦一个家合力奴，合害力的劝大小挺和方诉向由姐以原耳来的红两个贩力为糕邻边泉所构抵成的仿平行根四边年形的蜓对角悟线矢霸量来泡表示讽。第1雁章项建所筑力塑学基捎础三力贿平衡挨汇交述定理一刚侮体受惹共面唇不平久行的困三力俭作用突而平衡时脖，此多三力惊的作沸用线竟必汇晶交于塌一点促。第1梁章拘建羊筑力抗学基踢础作用凳与反咸作用殃定律两个般相互症作用如物体甩之间侨的作舌用力凑与反作用战力大存小相症等，速方向脊相反建，沿宇同一筋直线且分旺别作奔用在摄这两野个物灯体上益。任何具建筑霞物在排施工论过程治中以晌及建令成后羽的使顷用过下程中板，都蠢要受我到各灿种各帅样的柜作用尼，这麻种作谋用造矛成建绸筑物核整体己或局浅部发国生变武形、茂位移翅甚至析破坏磁。例韵如，迟建筑脾物各序部分露的自昂重、肌人和奖设备煮的重分力、拨风力弊、地骄震，脸温度途变化竟等等纺。其鹅中建包筑物狸的自昆重、滑人和剪设备副的重宏力、趁风力薯等作疗用称滑为直接六作用，在棕工程腥上称袍为荷载美(Lo恐ad)；而屡地震根，温饥度变谱化等窄作用缓称为间接挑作用。工休程中腾，有倾时不甩严格北区分恼直接纺作用疮或间去接作仍用，嘱对引晒起建陕筑物饭变形蛾、位效移甚推至破电坏的层作用虫一概皂称之嫌为荷载。第1浪章脚建珠筑力衔学基励础在工旱程中驳，作觉用在恰结构屡上的焰荷载举是多种多拿样的壮。为慌了便库于力旗学分没析，斜需要丑从不同的殿角度杰，将劝它们催进行昨分类删。1、朽荷载毙按其吉作用迅时间漏的长潜短分驶为永久涛荷载(De碧ad壁l贫oa敬d)、可乳变荷科载(Im紧po鄙se委d算lo阻ad)和偶掘然荷添载。3、朵荷载耗按作拘用位愚置是宽否变乡丰化分免为移动贫荷载施和固连定荷骄载。2、假荷载济按作筑用在臣结构投上的河性质聚分为静力馒荷载(St呈ea掌dy充l桃oa蹲d)和动粮力荷党载(Dy达na决mi案c劝lo袍ad)第1块章骨建摄筑力魄学基医础荷载击的分肝类4、禽荷载请按其犬作用辱在结谎构上霸的分朽布情茄况分哨为分布详荷载(Un迎if产or另m锹lo椅ad)和集中型荷载(Co珍nc舟en荣tr魔at橡ed瓜l申oa递d)。集中皆荷载分布岩范围卡很小预，可膝近似唤认为段作用得在一尘点的遮荷载俘；线分厌布荷岸载沿直喝线或贷曲线茧分布公的荷杏载（揭单位们：K幅N/抗m）欠；面分角布荷隶载沿平勒面或溉曲面价分布松的荷给载（朱单位唉：K混N/侍m2）；体分垒布荷崖载沿物暴体内品各点础分布拣的荷涂载（弦单位莫：K予N/尿m3）。第1听章滩建沈筑力著学基眉础工程贴中，贷荷载刺的分盾布情份况往志往比裳较复由杂，不在址很多听情况娘下，叫都可荐简化辛为沿昼直线某和平撤面冤均匀视分布泽的荷议载进顽行分盐析计厘算。分布盛荷载(U插ni细fo盈rm候l凉oa公d循)的合触力计谱算分布这荷载先的合里力作沈用在念分布世区域盯的中腿心，砌指务向不引变，效其大厌小等绣于分明布集逐度踪蝶的大把小q乘以贫分布方范围棋。第1族章麦建世筑力加学基虫础约束烫反力滋位于偶约束酷与被舞约束瓣物体纱的连勺接或跪接触渴处，创其方能向必感与该阻约束丽所能舞阻碍跟物体帜的运凑动方搞向相溜反。情运用转这个接准则命，可膝确定怕约束液反力甜的方载向和陕作用睬点的集位置糖。约束迈与约扬束反誓力第1辞章带建威筑力胳学基填础限制挑物体持运动采的物缝体称析为约嫁束物解体，牺简称约束(Su铲pp蜂or既t)。约籍束必尖然对火被约订束物黎体有爪力的帖作用仪，以昏阻碍兔被约绿束物拣体的燃运动形或运坛动趋僵势。牲这种燥力称静为约束范反力(Re讯ac馅ti收on)，简昼称反竹力。用柔跳软的游皮带咸、绳善索、括链条级阻碍展物体映运动浴而构枪成的奶约束圾叫柔席体约唤束。熄这种劝约束笔作用鲁是将霉物体海拉住洋，且上柔体柱约束头只能开受拉爽力，冻不能脱受压搞力，普所以服约束症反力遇一定胜通过寺接触扎点，涨沿着购柔体必中心蕉线背泪离被忙约束踪蝶物体俭的方寺向，企且恒弱为拉涂力，攀如图帽1.船14灿中的期力。第1妨章抚建耗筑力符学基谣础1．勺柔体咳约束当两巾物体视在接眼触处日的摩协擦力就很小敲而略鹅不计词时，联其中批一个暂物体乒就是摩另一摧个物凡体的冈光滑播接触更面约摄束。架这种璃约束只不论驱接触阁面的仍形状月如何策，都反只能冰在接务触面野的公佛法线洁方向煮上将竿被约晨束物妨体顶嗓住或浴支撑疤住，遍所以明光滑塘接触招面的即约束哀反力辅过接狮触点赤，沿解着接烟触面学的公概法线票指向匆被约析束的盲物体狡，只丘能是朝压力动，如越图1托.1验5中逃的力总。第1属章达建匀筑力愈学基胞础2．再光滑晃接触叔面约块束光滑含圆柱奇铰链皇约束需的约处束性盈质是稍限制恰物体絮平面彼移动个（不舅限制给转动其），余其约顺束反截力是蹈互相准垂直娱的两妖个力富（本螺质上对是一难个力样），登指向彼任意岂假设铃。XYR第1漫章浩建蔑筑力令学基替础3、心光滑南圆柱燥铰链栗约束霸（简胞称铰竖约束帽）链杆止就是葛两端切铰接讯而中灯间不怒受力匪的刚撤性直打杆，榴由此核所形诊成的层约束令称为冶链杆威约束京。这新种约忘束只形能限紫制物飘体沿救链杆汇轴线纷方向闭上的涂移动领。链眼杆可恒以受驳拉或泪者是扩受压弊，但符不能斜限制膜物体置沿其俱他方陆向的狼运动校和转贝动，群所以淡，链补杆约缴束的纲约束挖反力腔沿着涌链杆掌的轴储线，贞其指代向假申设。第1农章语建率筑力摘学基剃础4．壤链杆渔约束第1驰章赠建魄筑力末学基寻础工程联上将撇结构外或构强件连揉接在套支承皂物上绘的装汁置，厌称为支座。在怕工程顾上常雀常通劝过支买座将增构件讯支承臣在基竹础或尝另一膜静止宗的构容件上档。支亿座对洪构件苏就是臣一种妈约束脉。支餐座对愿它所著支承嗽的构窑件的题约束躲反力墨也叫支座岁反力。支赖座的惯构造皇是多盗种多垫样的晓，其取具体宋情况司也是皱比较留复杂寄的，量只有茶加以善简化泽，归商纳成嫂几个亡类型题，才辉便于花分析肾计算吼。建筑呜结构费的支山座通孔常分译为固定钞铰支失座，可动疮铰支而座，和固定鱼(端积)支馅座三类拍。图1沸.1趋8(羽a)菜是固定怠铰支死座的涨示意引图。构垃件与厨支座狐用光症滑的帐圆柱叔铰链平联接泡，构桂件不车能产寺生沿胡任何陪方向益的移蜘动，旋但可席以绕厘销钉押转动臂，可扛见固馆定铰锁支座傍的约袭束反寇力与掌圆柱虾铰链器约束扰相同蚁，即型约束贷反力辞一定匀作用怕于接栋触点洗，通本过销某钉中朱心，很方向蹄未定必。固定盐铰支触座的盈简图如图傲1.咸18珍(b换)所知示。约束溪反力如图胞1.艇18邀(c间)所语示，迁可以吓用FRA和一倍未知饶方向蜂角α表秩示，党也可叼以用号一个捧水平夹力FXA和垂洗直力宾FYA表示富。第1挂章尿建俱筑力奸学基仪础1．煌固定忙铰支捉座图l独.2惨0(该a)催是可动跟铰支驶座的雨示意冷图。构扫件与杆支座职用销挤钉连惜接，般而支割座可伴沿支挨承面野移动品，这即种约贝束，祖只能瘦约束骡构件钓沿垂傻直于见支承禁面方毁向的拳移动慢，而躲不能传阻止隐构件挺绕销皆钉的克转动陕和沿扰支承倘面方摆向的未移动呀。所滚以，谜它的迅约束筹反力稻的作武用点葵就是改约束盒与被蒙约束糖物体普的接割触点倾、约槐束反您力通涉过销琴钉的朵中心索，垂虹直于怀支承践面，宋方向糠可能米指向凭构件日，也先可能便背离蓬构件拾，视劈燕主动改力情瓦况而字定。旬这种支座异的简定图如1兆.2拴0(弃b)客所示狗，约束良反力如图分1.咽20犹(c汉)所迅示。第1遍章陪建乔筑力头学基油础2．崖可动候铰支怀座第1参章线建什筑力多学基白础整浇糟钢筋侧混凝赢土的晃雨篷生，它城的一励端完誓全嵌睬固在紫墙中胶，一裕端悬蒜空如董图1陪.2轰2(踪蝶a)尊，这谦样的茶支座疫叫固定药端支软座。在段嵌固羞端，比既不盆能沿友任何胸方向激移动阀，也酿不能则转动潮，所病以固象定端愚支座围除产机生水仁平和独竖直登方向钞的约线束反储力外滔，还拖有一横个约影束反作力偶广(力时偶将醒在第席三章喜讨论洪)。隶这种支座路简图如图村1.棍2述2(作