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飘章少建锻筑力证学基壁础例1我.1江题解改：力投舌影的迁要点宰：力平表移力的在坐涉标轴织上投环影不杀变；力垂为直于跪某轴悔，力妇在该恨轴上轿投影析为零陕；力平险行于亩某轴敲，力铃在该姑轴上暮投影撕的绝兵对值为纹力的望大小沙。第1存章煎建役筑力济学基膊础合力台投影刘定理家：平面傅汇交题力系街的合伪力在悼任一它轴上防的投挎影，等于这各分鸽力在译同一蔽轴上两投影缘瑞的代饮数和购。即韵：二力托平衡粱公理作用哈在同爹一刚坦体上绝的两惯个力勿，使拉刚体平衡离的必挎要和贞充分铅条件罗是，税这两爸个力扛大小相等肚，方奋向相推反，曲作用板在同录一条钢直线云上。第1康章参建适筑力滔学基轮础上述鼠的二胃力平言衡公蛾理对耻于刚曾体是喷充分氏的也遣是必牢要的咐，而猪对于爹变形向体只邀是必榜要的吹，而狼不是患充分瓜的。雾如图堆1.步5所赢示的愤绳索座的两延端若玩受到寒一对榜大小世相等车、方讲向相牧反的帮拉力赶作用要可以屋平衡誓，但节若是眉压力从就不唇能平泪衡。第1胸章米建沃筑力劫学基谦础受二轰力作痛用而卖处于隙平衡轰的杆陷件或茧构件促称轧为二沙力杆讽件（淘简称男为二星力杆螺）或面二力烧构件丘。第1克章优建纳筑力渠学基烤础加减支平衡浙力系灯公理在作盼用于多刚体春上的肃任意慌力系暮中，混加上或去绢掉任舒何平经衡力女系，即并不蛛改变啄原力疗系对刚体再的作墨用效蒜果。第1伯章铃建猾筑力吓学基壁础力的伞可传富性原嫂理作用沙于刚税体上院的力鼓可沿茅其作姑用线宫移动到刚构体内角任意腹一点隆，而津不会霞改变剥该力纽奉对刚体的和作用灶效应婚。第1娇章妹建施筑力盾学基焦础力的众平行雀四边墙形法煮则(Pa饭ra虚ll卧el颗og躬ra湿m拳of留f摆or艺ce勉s)作用朽在物妈体上粘同一徒点的桌两个刃力，蠢可以责合成上为仍巷作用财于该估点的氏一个们合力驴，合物力的洪大小叫和方屿向由凯以原环来的然两个靠力为富邻边站所构辣成的溜平行栗四边雷形的卷对角躲线矢辱量来滨表示盏。第1商章申建亮筑力泳学基旱础三力骑平衡坏汇交宰定理一刚歇体受拉共面艰不平刺行的努三力肌作用企而平衡时贩，此讯三力从的作棉用线埋必汇曲交于漂一点淡。第1罗章表建钞筑力始学基惰础作用堆与反懒作用彩定律两个缺相互受作用摊物体互之间牺的作邻用力症与反作用微力大呼小相称等，该方向想相反嚷，沿柔同一肿直线且分撕别作舟用在缘瑞这两逝个物类体上慈。任何矩建筑删物在木施工疫过程绝中以低及建仪成后辛的使挎用过脚程中些，都破要受山到各榴种各曾样的悬作用剩，这亦种作今用造煌成建户筑物芝整体勤或局冷部发考生变解形、疤位移闻甚至亲破坏奖。例互如，桥建筑吼物各尺部分相的自解重、装人和户设备躺的重症力、庭风力宫、地乖震，盯温度拥变化法等等窝。其搞中建坐筑物弃的自智重、霉人和径设备睬的重改力、凯风力怜等作渐用称育为直接秆作用，在减工程表上称平为荷载求(Lo绣ad)；而震地震释，温歪度变书化等斗作用快称为间接芽作用。工敞程中眨，有仙时不吗严格泳区分陡直接砖作用坚或间允接作材用，救对引贸起建援筑物释变形蔽、位好移甚箱至破缠坏的滴作用坊一概乞称之告为荷载。第1膝章芝建督筑力僚学基丈础在工疾程中耗，作叫用在脸结构探上的博荷载术是多种多听样的乘。为提了便疲于力浆学分浆析，续需要馋从不同的历角度柔，将扔它们江进行棕分类摊。1、思荷载狼按其睡作用英时间茫的长让短分影为永久婶荷载(De廉ad丘l友oa既d)、可俩变荷恼载(Im客po讲se吃d锣lo牌ad)和偶死然荷速载。3、功荷载背按作堤用位季置是颤否变惨化分狠为移动汉荷载兰和固渔定荷杆载。2、沃荷载攻按作舒用在混结构逝上的邻性质仓分为静力者荷载(St御ea加dy那l罩oa火d)和动瘦力荷路载(Dy推na责mi听c骂lo鸽ad)第1赛章晶建蜡筑力莫学基晚础荷载庸的分屈类4、始荷载总按其葱作用防在结副构上孝的分虹布情松况分冶为分布调荷载(Un奴if贼or剖m息lo忙ad)和集中棍荷载(Co望nc庄en伐tr摔at诉ed谜l苦oa洒d)。集中券荷载分布萍范围例很小裁，可攻近似为认为平作用防在一痛点的纽奉荷载无；线分泄布荷退载沿直血线或熊曲线来分布惠的荷念载（狐单位歪：K拼N/焦m）凤；面分棋布荷劣载沿平帜面或较曲面筑分布池的荷树载（途单位咱：K钉N/津m2）；体分底布荷垃载沿物寻体内万各点灶分布迟的荷慌载（暖单位露：K台N/烧m3）。第1恳章怠建荐筑力哀学基躬础工程橡中，叶荷载蒜的分鼓布情辽况往姿往比没较复毒杂，誉在拳很多逗情况哥下，伏都可根简化贺为沿日直线璃和平佛面跪均匀惭分布夹的荷爽载进握行分峰析计游算。分布列荷载(U削ni疯fo净rm淹l抖oa违d赚)的合芝力计鸡算分布叹荷载奸的合们力作加用在奏分布暂区域驼的中撤心，新指齿向不轮变，轰其大工小等责于分数布集粗度雅的大克小q乘以瘦分布那范围容。第1插章降建负筑力口学基做础约束迷反力反位于蠢约束荷与被纺约束见物体迅的连谦接或陆接触饱处，堂其方扯向必立与该舒约束搬所能冤阻碍草物体队的运蔬动方宋向相朽反。家运用椒这个蜻准则狐，可缘瑞确定歇约束修反力惰的方妈向和杂作用谁点的碌位置矿。约束役与约宝束反撇力第1走章雾建暑筑力工学基嚼础限制韵物体闲运动乐的物通体称枝为约买束物牢体，甲简称约束(Su狭pp将or析t)。约姿束必陆然对付被约侨束物赖体有罢力的坝作用诞，以浇阻碍劫被约沉束物乒体的备运动柜或运黄动趋春势。歪这种何力称饲为约束逝反力(Re久ac折ti断on)，简隔称反获力。用柔悔软的煮皮带供、绳望索、剂链条碧阻碍旁物体开运动杂而构雪成的抄约束涌叫柔散体约若束。抓这种岔约束筝作用鼠是将艰物体晨拉住等，且梢柔体廊约束谦只能估受拉亚力，杰不能末受压花力，磁所以片约束概反力香一定抵通过寒接触挂点，叮沿着疑柔体茫中心谊线背碗离被障约束玻物体慨的方狱向，吼且恒界为拉旺力，涝如图粱1.怠14肃中的蛛力。第1配章众建显筑力舅学基仍础1．愿柔体脆约束当两离物体即在接成触处路的摩共擦力子很小我而略种不计由时，还其中猜一个金物体滩就是危另一脏个物姓体的马光滑娇接触覆面约省束。胸这种概约束收不论泪接触身面的麦形状音如何挂，都扬只能肚在接研触面萍的公竹法线姓方向迁上将斯被约莫束物补体顶最住或积支撑赖住，公所以送光滑胡接触福面的站约束缎反力武过接客触点痛，沿欧着接该触面载的公长法线牲指向握被约兰束的猪物体透，只酷能是段压力傲，如秆图1稀.1期5中牛的力苍。第1车章熊建拢筑力俯学基掠础2．魄光滑遣接触下面约锈束光滑驶圆柱组铰链迟约束蜓的约地束性能质是滨限制帆物体我平面梯移动英（不猪限制唉转动丈），喘其约不束反列力是木互相扎垂直煤的两减个力药（本沿质上谦是一助个力唇），默指向睬任意垃假设躺。XYR第1汁章尸建改筑力茄学基股础3、某光滑浆圆柱护铰链鼓约束钳（简曾称铰糊约束雀）链杆绩就是扎两端鞠铰接僚而中轧间不描受力壳的刚错性直件杆，菠由此俘所形该成的梨约束匀称为看链杆剃约束薄。这绢种约赞束只储能限蠢制物鸡体沿渡链杆照轴线裂方向找上的况移动嫩。链亲杆可左以受倦拉或撤者是袋受压芦，但耻不能苦限制罚物体垄沿其丘他方梁向的绳运动供和转沉动，窝所以团，链扮杆约势束的老约束欢反力朵沿着程链杆纳的轴辟线，线其指趴向假药设。第1治章痒建到筑力马学基谈础4．顾链杆岭约束第1凡章另建穴筑力汇学基局础工程棚上将敢结构全或构因件连段接在童支承宽物上左的装屑置，斯称为支座。在成工程茄上常昆常通孕过支走座将积构件裙支承熄在基氧础或岛另一唐静止横的构棋件上臂。支县座对口构件庄就是乘一种会约束谎。支安座对姥它所额支承洽的构休件的子约束草反力稳也叫支座榜反力。支肾座的厚构造捉是多袍种多麦样的若，其肿具体卡情况坛也是启比较遵复杂艰的，友只有夸加以貌简化也，归挂纳成仪几个捷类型碰，才非便于认分析话计算秩。建筑嘱结构圣的支魔座通浮常分豪为固定杏铰支写座，可动吐铰支暗座，和固定摩(端住)支蒜座三类梅。图1授.1沾8(也a)贩是固定察铰支斗座的掌示意湖图。构影件与昌支座据用光拍滑的颂圆柱限铰链电联接愤，构镜件不远能产继生沿湖任何冈方向米的移抖动，监但可鹅以绕斥销钉虽转动终，可裁见固帜定铰革支座出的约仿束反瘦力与冒圆柱免铰链掘约束建相同叠，即腾约束况反力期一定奥作用驼于接米触点联，通以过销附钉中喊心，卡方向熟未定屡。固定垂铰支肾座的穗简图如图孤1.录18凭(b削)所夫示。约束喷反力如图学1.扇18番(c拳)所裁示，霞可以认用FRA和一谎未知舱方向焦角α表略示，兼也可依以用午一个找水平听力FXA和垂扇直力遥FYA表示芹。第1宁章晌建湿筑力赤学基倚础1．训固定记铰支初座图l喂.2屿0(粒a)染是可动渣铰支庙座的左示意吸图。构偶件与讽支座仇用销听钉连胖接，包而支令座可汗沿支拼承面罚移动钓，这损种约阁束，仁只能钱约束旨构件造沿垂阀直于尤支承梨面方西向的昏移动胡，而嘱不能瘦阻止冷构件煎绕销等钉的姥转动侍和沿砖支承槽面方从向的扩移动纵。所跨以，杨它的坡约束返反力捞的作唇用点叮就是周约束碧与被眼约束都物体沃的接秋触点娃、约虑束反惩力通血过销绪钉的斯中心疫，垂英直于族支承由面，青方向苏可能欢指向这构件脑，也北可能云背离怪构件炮，视郑主动猜力情猎况而漫定。汪这种支座捕的简穷图如1杜.2雾0(近b)授所示进，约束饶反力如图残1.扯20刷(c迷)所施示。第1谈章泼建崖筑力净学基迎础2．薪可动穴铰支辽座第1寇章对建鹅筑力参学基爹础整浇枕钢筋带混凝狭土的驰雨篷号，它序的一不端完筋全嵌松固在郊墙中身，一狭端悬素空如叙图1秘.2圣2(念a)毯，这犁样的度支座筛叫固定嘱端支钻座。在类嵌固挺端，厅既不组能沿错任何絮方向霜移动某，也愚不能辉转动抹，所直以固瓦定端高支座耀除产锹生水猎平和峰竖直增方向蔽的约查束反词力外皱，还呆有一贡个约挎束反起力偶捧(力摘偶将疏在第概三章年讨论企)。锤这种支座杠简图如图怨1.紧2迷2(酬b