建筑力学平面一般力系

建筑力学平面一般力系第1页，课件共18页，创作于2023年2月力的平移定理：可以把作用在刚体上点A的力平行移到任一点B，但必须同时附加一个力偶。这个力偶的矩等于原来的力对新作用点B的矩。[证]力力系§4–1力的平移定理第2页，课件共18页，创作于2023年2月§4–2平面一般力系向作用面内任一点

A3OA2A1F1F3F2l1Ol2l3LOO==应用力线平移定理，可将刚体上平面任意力系中各个力的作用线全部平行移到作用面内某一给定点O。从而这力系被分解为平面共点力系和平面力偶系。这种变换的方法称为力系向给定点O的简化。点O称为简化中心。一、力系向给定点O的简化第3页，课件共18页，创作于2023年2月

共点力系F1、F2、F3

的合成结果为一作用点在点O的力R

。这个力矢R

称为原平面任意力系的主矢。

附加力偶系的合成结果是作用在同平面内的力偶，这力偶的矩用LO代表，称为原平面任意力系对简化中心O的主矩。第4页，课件共18页，创作于2023年2月结论：

平面任意力系向面内任一点的简化结果，是一个作用在简化中心的主矢；和一个对简化中心的主矩。推广：平面任意力系对简化中心O的简化结果主矩：主矢：第5页，课件共18页，创作于2023年2月方向余弦：2、主矩Lo可由下式计算：主矢、主矩的求法：1、主矢可接力多边形规则作图求得，或用解析法计算。第6页，课件共18页，创作于2023年2月==LOOORLo

AORLo

A1、R

=0，而LO≠0，原力系合成为力偶。这时力系主矩LO不随简化中心位置而变。2、LO=0，而R

≠0，原力系合成为一个力。作用于点O的力R就是原力系的合力。3、R≠0，LO≠0，原力系简化成一个力偶和一个作用于点O的力。这时力系也可合成为一个力。说明如下：二、平面一般力系简化结果的讨论第7页，课件共18页，创作于2023年2月综上所述，可见：4、R

=0，而LO=0，原力系平衡。⑴、平面任意力系若不平衡，则当主矢主矩均不为零时，则该力系可以合成为一个力。

⑵、平面任意力系若不平衡，则当主矢为零而主矩不为零时，则该力系可以合成为一个力偶。第8页，课件共18页，创作于2023年2月

平面任意力系的合力对作用面内任一点的矩，等于这个力系中的各个力对同一点的矩的代数和。三、平面一般力系的合力矩定理yxOxyAB第9页，课件共18页，创作于2023年2月F1F2F3F4OABC

xy2m3m30°60°例题在长方形平板的O、A、B、C点上分别作用着有四个力：F1=1kN，F2=2kN，F3=F4=3kN（如图），试求以上四个力构成的力系对点O的简化结果，以及该力系的最后的合成结果。解：取坐标系Oxy。 1、求向O点简化结果：①求主矢R：第10页，课件共18页，创作于2023年2月R

OABC

xyF1F2F3F4OABC

xy2m3m30°60°第11页，课件共18页，创作于2023年2月②求主矩：（2）、求合成结果：合成为一个合力R，R的大小、方向与R’相同。其作用线与O点的垂直距离为：R

/OABC

xyLoRdF1F2F3F4OABC

xy2m3m30°60°第12页，课件共18页，创作于2023年2月平衡方程其他形式：A、B的连线不和x轴相垂直。A、B、C三点不共线。平面任意力系平衡的充要条件：力系的主矢等于零，又力系对任一点的主矩也等于零。平衡方程：§4–3平面一般力系的平衡条件及其应用第13页，课件共18页，创作于2023年2月解：1、取伸臂AB为研究对象2、受力分析如图yTPQEQDxBAECDFAyFAxαaαcbBFACQDQEl例题伸臂式起重机如图所示，匀质伸臂AB重P=2200N，吊车D、E连同吊起重物各重QD=QE=4000N。有关尺寸为：l=4.3m，a=1.5m，b=0.9m，c=0.15m,α=25°。试求铰链A对臂AB的水平和垂直反力，以及拉索BF的拉力。第14页，课件共18页，创作于2023年2月3、选列平衡方程：4、联立求解，可得：T=12456NFAx=11290NFAy=4936NyTPQEQDxBAECDFAyFAxα第15页，课件共18页，创作于2023年2月解：1、取梁AB为研究对象。2、受力分析如图，其中Q=q.AB=100×3=300N；作用在AB的中点C。BADQNAyNAxNDCMyxBAD1mq2mM例题梁AB上受到一个均布载荷和一个力偶作用，已知载荷集度q=100N/m，力偶矩大小M=500N•m。长度AB=3m，DB=1m。求活动铰支D和固定铰支A的反力。第16页，课件共18页，创作于2023年2月3、列平衡方程：4、联立求解：

ND=475N

NAx=0

NAy=-175NBADQNAyNAxNDCMyx第17页，课件共18页，创作于2023年2月且A、B的连线不平行于力系中各力。

由此可见，在一个刚体受平