土木工程力学课件-第一章.pptx

1.1.1力力是物体之间相互的机械作用。图1-1力与变形、与运动状态改变的一致性如图1-1所示,脚踢球的力作用在球的一定部位、一定范围,并且有一定的方向和大小。图1-2对力的单位的体验1.1.2集中力分布力 图1-3小实验分布力、集中力的变形效应不同图1-4平衡1.2.1二力平衡公理作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是,这两个力在同一直线上,指向相反,大小相等。1.2.2作用与反作用公理作用力和反作用力总是同时存在,分别作用在相互作用的两个物体上,沿同一直线,指向相反,大小相等。图1-5比较两个公理1.2.3平行四边形法则图1-6力与力系的等效替换1.2.4加减平衡力系公理在已知的力系上,加上或减去任意的平衡力系,不改变原力系对刚体的作用效应。图1-7力系的合成与力的分解图1-8加减平衡力系1.3.1计算简图1.结构的简化 将空间杆系结构简化为平面杆系结构一般的杆系结构都是空间结构(图1-9a)。图1-9单层厂房的计算简图图1-10装配式门式刚架图1-11实际支座抽象为固定铰支座图1-12实际支座抽象为可动铰支座图1-13实际支座抽象为固定端支座结构构件的自重、楼面上人群或物品的重量、厂房中设备的重量、水压、风压、雪压、车轮的轮压等,都是以力的形式直接作用在结构上的,称为直接作用,习惯称为荷载。2.荷载的简化 1.3.2实验模型一些重大工程,要建立试验模型进行模拟测试,检验工程计算的精度。图1-14肋拱式输水渡槽计算简图图1-15中铁大桥局桥科院展示的贵州巴陵河大桥的试验模型1.杆件采用容易变形的钢锯条、硬纸条做杆件。2.结点将几根钢锯条端部的圆孔对齐,插入螺栓,即形成铰结点(图1-16a)。图1-16结点与支座的模型3.支座 将两根塑料短链杆的一端用螺栓拼到木条的两个孔上,另一端孔对孔穿螺栓再与锯条端孔相连,形成固定铰支座;在木条上开一个V形槽,限制锯条的端部左右移动和向下移动,容许转动,也可模拟固定铰支座(图1-16c)。4.荷载链条展开,模拟分布荷载;链条集中,模拟集中荷载(图1-3)。1.4.1几种理想约束的约束力 1.柔性约束由绳索、钢丝束、链条、胶带等形成的约束称为柔性约束。图1-17几种理想约束的约束力图1-17几种理想约束的约束力(续)2.二力杆件约束只受二力作用且处于平衡状态的杆件称为二力杆件。3.光滑接触面约束当约束与研究对象的接触略去摩擦时,接触面抽象为光滑接触面,此时的约束称为光滑接触面约束。4.光滑圆柱铰链约束一个光滑的圆柱销钉插入两构件的光滑圆孔,形成光滑圆柱铰链。分析结构或构件的受力,需要把结构或构件从与周围相连的物体中隔离出来,从而明确研究对象,准确显示其他物体对研究对象的作用。图1-18物块的受力图1.4.2隔离体与受力图 1.4.3单个物体的受力图如图1-9a所示,单层厂房在建造时,预制的钢筋混凝土柱是怎样吊装到位的?图1-19起吊钢筋混凝土柱的两种绑扎方法图1-20起吊初期柱的受力图图1-21斜吊、直吊状态下柱的受力图图1-22楼盖大梁的受力图图1-23屋架的受力图图1-24管道支架梁的受力图两个或多个物体按一定方式连接的系统称为物体系。图1-25滑轮的受力图1.4.4简单物体系统的受力图 图1-26三铰拱的受力图图1-27钢筋混凝土管的受力图