建筑力学 课件 1静力学公理2

一、基本概念§1–3约束和约束反力1、自由体：2、非自由体：在空间可以自由运动而获得任意位移的物体不可能产生某方向位移的物体3、约束：4、约束反力：约束对被约束物体的作用力。限制非自由体运动的条件，一般通过与非自由体的相互接触而构成。施加约束的物体称为约束体，简称约束。即由约束体产生的阻碍非自由体运动的力使物体产生运动趋势的力，如重力、风力、驱动力等5、主动力：静力学中力的分类：约束反力主动力（荷载）§1–3约束和约束反力分布荷载体荷载面荷载线荷载q(kN/m3)q(kN/m2)q(kN/m)§1–3约束和约束反力q—荷载集度①大小——常常是未知的；②方向——总是与约束限制的物体的位移方向相反；③作用点——在物体与约束相接触的那一点。约束反力特点：G§1–3约束和约束反力GFN1FN2拉力：压力：拉力指向：背离所作用物体向外压力指向：向着所作用物体内部（力的起点在作用点）（力的终点在作用点）§1–3约束和约束反力1、柔索约束二、常见的几种类型的约束§1–3约束和约束反力由柔绳、链条、胶带等构成的约束§1–3约束和约束反力特点：约束反力只能是拉力。作用点：在接触点处。方向：总是沿着约束中心线的方向而背离所作用的物体对不计质量的一段光滑绳索而言，各处的拉力大小都相同。画柔体约束的反力时，一般将力的起点放在作用点处。§1–3约束和约束反力2、光滑接触表面约束§1–3约束和约束反力特点：约束反力是压力。作用点：在接触处。方向：沿着接触处的公法线方向而指向被约束物体画光滑接触约束的反力时，一般将力的终点放在作用点处。§1–3约束和约束反力注意：①接触面为两个平面时，约束力为分布的同向平行约束力系，可用其合力表示。②若一物体以尖点与另一物体接触，可将尖点视为小圆弧。3、光滑圆柱铰链约束用圆柱销钉将两个构件连接在一起，并假设接触面光滑，由此构成的约束称为光滑圆柱铰链约束。两物体铰接§1–3约束和约束反力铰链联结实例铰链联结实例铰链联结实例铰链联结实例特点：被连接的构件可绕销钉轴作相对转动，但在垂直于销钉轴平面内的相对移动被限制。§1–3约束和约束反力作用点：销钉与构件的接触处。销钉销钉孔作用点：销钉与构件的接触处。销钉与构件接触点的位置能否事先准确判定？不能！因此，销钉对构件的约束反力，不仅大小未知，其方向也往往不能事先准确判定。§1–3约束和约束反力销钉销钉孔销钉销钉孔光滑圆柱铰链约束反力：方向：方向不定，但作用线通过销钉中心。一般可用两个正交分力表示，指向可先假设。光滑圆柱铰链约束反力：方向：方向不定，但作用线通过销钉中心。一般可用两个正交分力表示，指向可先假设。指向先任意假设的原因是暂时无法准确判定，具体的指向要待求出约束反力后，根据其正负号来确定。解除铰链约束：光滑圆柱铰链约束反力：或：光滑圆柱铰链约束反力：或：注意

①销钉不可略去。解除约束时销钉可单独取为分离体，也可与某一物体连在一起。②若铰链处作用了主动力，则主动力视为作用于销钉上。②若铰链处作用了主动力，则主动力视为作用于销钉上。或：或：当主动力作用在联结两个刚体的铰结点处时，则将两刚体分离后可将主动力画在其中任一刚体上。作受力图时，如果光滑圆柱铰链约束反力的合力作用线能够确定，则一般用合力表示；否则用两个正交分力表示，指向可先假设。4、链杆(二力杆)约束：§1–3约束和约束反力ABACB链杆：两端用光滑铰链与其它构件连接且不考虑自重的刚杆特点：是二力杆，可为拉力也可为压力。§1–3约束和约束反力ACB链杆约束反力方向：沿其两端铰链中心的连线，指向可先假设。CABC链杆约束反力方向：沿其两端铰链中心的连线，指向可先假设。CABAB§1–3约束和约束反力§1–3约束和约束反力C链杆支座：CA5、固定铰支座：光滑圆柱铰链连接构件与地面或固定支承物时构成。约束反力的特点、作用点和方向与光滑圆柱铰链相同。§1–3约束和约束反力§1–3约束和约束反力作受力图时，如果约束反力的合力作用线能够确定，则一般用合力表示；否则用两个正交分力表示，指向可先假设。§1–3约束和约束反力固定铰支座绘制过程：6、可动铰支座：在铰链支座与支承面之间装上辊轴，就构成可动铰链支座或辊轴支座。§1–3约束和约束反力§1–3约束和约束反力特点：约束反力垂直于支撑面，具体指向取决于平衡状态。反力指向可先假设§1–3约束和约束反力可动铰支座绘制过程：反力指向可先假设7、向心轴承：§1–3约束和约束反力轴约束反力：在垂直于轴的平面内，可用两个正交分力表示，指向可先假设。8、止推轴承：§1–3约束和约束反力约束反力：可用三个正交分力表示，指向可先假设。9、光滑球铰链约束：§1–3约束和约束反力9、光滑球铰链约束：约束反力：可用三个正交分力表示，指向可先假设。§1–3约束和约束反力§1–3约束和约束反力作用线和指向唯一确定的平面约束：柔索约束:光滑接触表面约束：§1–3约束和约束反力受力分析时指向可任意假设的平面约束：光滑圆柱铰链约束：链杆约束：受力分析时指向可任意假设的平面约束：固定铰支座：可动铰支座：§1–3约束和约束反力指向先任意假设的原因是暂时无法准确判定，具体的指向要待求出约束反力后，根据其正负号来确定。§1–4

物体的受力分析和受力图一、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，画出受力图，这个过程称为物体的受力分析。作用在物体上的力有：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、作分离体（研究对象）图；2、画出研究对象所受的全部主