第2章物体受力分析PPT讲稿.ppt

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1、第2章物体受力分析第1页，共82页，编辑于2022年，星期一自由体和非自由体约束和约束力常见的几种约束2-1约束与约束力柔性约束链杆约束光滑面约束定向支座光滑铰链约束固定支座铰支座弹性约束2-1约束与约束力第2页，共82页，编辑于2022年，星期一柔柔 性性 约约 束束缆缆 索索2-1约束与约束力第3页，共82页，编辑于2022年，星期一缆缆 索索F FR R柔柔 性性 约约 束束2-1约束与约束力第4页，共82页，编辑于2022年，星期一2-1约束与约束力柔性约束第5页，共82页，编辑于2022年，星期一A柔性约束2-1约束与约束力第6页，共82页，编辑于2022年，星期一光光 滑滑 面面

2、约约 束束2-1约束与约束力第7页，共82页，编辑于2022年，星期一光光 滑滑 面面 约约 束束F FR R2-1约束与约束力第8页，共82页，编辑于2022年，星期一光光 滑滑 面面 约约 束束2-1约束与约束力第9页，共82页，编辑于2022年，星期一齿齿 轮轮 啮啮 合合 力力光光 滑滑 面面 约约 束束2-1约束与约束力第10页，共82页，编辑于2022年，星期一2-1约束与约束力第11页，共82页，编辑于2022年，星期一齿齿 轮轮 啮啮 合合 力力F FR RF FR R 光光 滑滑 面面 约约 束束2-1约束与约束力第12页，共82页，编辑于2022年，星期一销钉销钉(铰链铰链

3、)铰链约束2-1约束与约束力第13页，共82页，编辑于2022年，星期一A AB BN NA AB B2-1约束与约束力第14页，共82页，编辑于2022年，星期一铰链约束2-1约束与约束力第15页，共82页，编辑于2022年，星期一铰链约束2-1约束与约束力第16页，共82页，编辑于2022年，星期一铰链约束2-1约束与约束力第17页，共82页，编辑于2022年，星期一铰支座：固定铰支座铰支座：固定铰支座2-1约束与约束力第18页，共82页，编辑于2022年，星期一铰支座：固铰支座：固 定定 铰铰 支支 座座A AFAyFAx2-1约束与约束力第19页，共82页，编辑于2022年，星期一理想

4、构造形式柱下端交叉配筋作成固定铰计算简图，提供两个约束力2-1约束与约束力第20页，共82页，编辑于2022年，星期一2-1约束与约束力铰支座：固铰支座：固 定定 铰铰 支支 座座第21页，共82页，编辑于2022年，星期一辊辊 轴轴F FR R铰支座：滚动铰支座2-1约束与约束力第22页，共82页，编辑于2022年，星期一计算简图，提供一个约束力销钉辊轴上摆下摆底板滚动铰支座滚动铰支座简洁形式2-1约束与约束力第23页，共82页，编辑于2022年，星期一用铰链连接的杆用铰链连接的杆F FR R链杆约束2-1约束与约束力第24页，共82页，编辑于2022年，星期一2-1约束与约束力第25页，共

5、82页，编辑于2022年，星期一不是二不是二力杆力杆二力杆二力杆不是二力杆不是二力杆二力杆二力杆2-1约束与约束力第26页，共82页，编辑于2022年，星期一定定 向向 支支 座座2-1约束与约束力第27页，共82页，编辑于2022年，星期一MFXFYMFYFX固定端(插入端)约束计算简图等价简图2-1约束与约束力第28页，共82页，编辑于2022年，星期一弹弹 性性 约约 束束2-1约束与约束力第29页，共82页，编辑于2022年，星期一2-1约束与约束力第30页，共82页，编辑于2022年，星期一2-2结构的计算简图原因优点原则问题1.结构各部分联系的简化结构各部分联系的简化，即确定力的传

6、递路线，这，即确定力的传递路线，这非常重要非常重要！2-2 结构的计算简图一一、结构的计算简图、结构的计算简图第31页，共82页，编辑于2022年，星期一2-2 结构的计算简图第32页，共82页，编辑于2022年，星期一2 杆件及杆与杆之间的连接构造的简化杆件用其纵轴线纵轴线来表示，杆件与杆件连接处（结点）化成铰结点铰结点、刚结点、组合结点以及定向结点刚结点、组合结点以及定向结点。2-2 结构的计算简图第33页，共82页，编辑于2022年，星期一2-2 结构的计算简图第34页，共82页，编辑于2022年，星期一2-2 结构的计算简图第35页，共82页，编辑于2022年，星期一2-2 结构的计算

7、简图第36页，共82页，编辑于2022年，星期一3.3.支座的简化支座的简化 在在确确定定结结构构的的计计算算简简图图时时，要要分分析析实实际际结结构构支支座座的的主主要要约约束束功功能能与与哪哪些些理理想想支支座座的的约约束束功功能能相相符符合合，据据此此将将工工程程中中的的真真实实支支座座简简化化为为力力学学中中的理想支座。的理想支座。2-2 结构的计算简图细石混凝土细石混凝土固定支座固定支座沥青麻丝沥青麻丝固定铰支座固定铰支座第37页，共82页，编辑于2022年，星期一4 荷载的简化荷载的简化2-2 结构的计算简图第38页，共82页，编辑于2022年，星期一二、常见的几种平面杆系结构梁、

8、拱、刚架、桁架、组合结构2-2 结构的计算简图第39页，共82页，编辑于2022年，星期一2-2 结构的计算简图第40页，共82页，编辑于2022年，星期一2-2 结构的计算简图第41页，共82页，编辑于2022年，星期一2-2 结构的计算简图第42页，共82页，编辑于2022年，星期一2-3力的性质（1）作用力与反作用力定律作用力与反作用力是一对大小相等、方向相反、作用线相同、分别作用在两个不同物体上的力。2-3 力的性质第43页，共82页，编辑于2022年，星期一2-3 力的性质F FR RF FR R 第44页，共82页，编辑于2022年，星期一（2）二力平衡条件受两力作用的物体，处于平

9、衡状态的充要条件是：两力的大小相等，作用线重合，指向相反。当杆件在两个力作用下处于平衡，则该物体称为二力杆。判断的方法是杆件两端应采用光滑铰链与其他物体连接，不计自重且中间不受力作用的杆件。2-3 力的性质第45页，共82页，编辑于2022年，星期一只有两个力作用下处于平只有两个力作用下处于平衡的物体衡的物体二力构件二力构件不是二力构件不是二力构件2-3 力的性质第46页，共82页，编辑于2022年，星期一 力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变它对刚体的作用效应它对刚体的作用效应(3)加减平衡力系公理加减平衡力系公理 在作用于刚体的任意力系上

10、，加上或减去任一平衡在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。推论：推论：力的可传性力的可传性2-3 力的性质第47页，共82页，编辑于2022年，星期一 同一个点作用两个力的效应可用它们的合力来等效。同一个点作用两个力的效应可用它们的合力来等效。该合力作用于同一点，方向和大小由平行四边形的对该合力作用于同一点，方向和大小由平行四边形的对角线确定。角线确定。(4)力的平行四边形法则力的平行四边形法则2-3 力的性质第48页，共82页，编辑于2022年，星期一（5）三力平衡汇交定理）三力平衡汇交定理 刚体受到三个不平行

11、力作用平衡时，刚体受到三个不平行力作用平衡时，三力必交于同一点，且作用线在同一平三力必交于同一点，且作用线在同一平面内。面内。2-3 力的性质第49页，共82页，编辑于2022年，星期一OFR1FAFBF FR RA AF FR RB BA AB BWW2-3 力的性质第50页，共82页，编辑于2022年，星期一2-4 2-4 物体的物体的受力分析受力分析第51页，共82页，编辑于2022年，星期一受力分析受力分析就是分析物体所受的所有主动受力分析就是分析物体所受的所有主动力和约束反力力和约束反力对于一个物体系统，各个物体之间的作对于一个物体系统，各个物体之间的作用力为对于整个系统来讲为内力，

12、要对用力为对于整个系统来讲为内力，要对其中某个物体作受力分析时，需要将该其中某个物体作受力分析时，需要将该物体从系统中分离出来，此时，其他物物体从系统中分离出来，此时，其他物体对该物体的作用力均为该物体的外力体对该物体的作用力均为该物体的外力2-4 物体的受力分析第52页，共82页，编辑于2022年，星期一受力图对于被分离出来的物体、即受力分析对对于被分离出来的物体、即受力分析对象，画出其承受的所有主动力和约束反象，画出其承受的所有主动力和约束反力称为该物体的受力图力称为该物体的受力图 取隔离体；取隔离体；p 画主动力；画主动力；p 画约束力；画约束力；p 检查。检查。2-4 物体的受力分析第

13、53页，共82页，编辑于2022年，星期一受受 力力 分分 析析 示示 例例(1)2-4 物体的受力分析第54页，共82页，编辑于2022年，星期一取取 隔隔 离离 体体W W 2-4 物体的受力分析第55页，共82页，编辑于2022年，星期一画画 受受 力力 图图F FR RA AF FR RB BA AB BWW2-4 物体的受力分析第56页，共82页，编辑于2022年，星期一受受 力力 分分 析析 示示 例例(2)A AB BF F2 2F F1 1F F3 3确定确定A、B二处的约束力二处的约束力2-4 物体的受力分析第57页，共82页，编辑于2022年，星期一A AB BF F2 2

14、F F1 1F F3 3F FAyAyF FAxAxF FR RB B取隔离体画画 受受 力力 图图2-4 物体的受力分析第58页，共82页，编辑于2022年，星期一受受 力力 分分 析析 示示 例例(3)2.2.比较比较AB AB 杆与杆与BC BC 杆杆 的受力。的受力。1.1.画出圆盘的受力图；画出圆盘的受力图；2-4 物体的受力分析第59页，共82页，编辑于2022年，星期一圆盘的受力图圆盘的受力图WWF FR2R2F FR1R12-4 物体的受力分析第60页，共82页，编辑于2022年，星期一C分分 析析 A、C 二二 处处 约约 束束 力力2-4 物体的受力分析第61页，共82页，

15、编辑于2022年，星期一2-4 物体的受力分析第62页，共82页，编辑于2022年，星期一AB AB 杆的受力图杆的受力图2-4 物体的受力分析B CB C杆的受力图杆的受力图杆的受力图杆的受力图第63页，共82页，编辑于2022年，星期一C CF FBCBCF FCBCB二力杆二力杆(二力构件二力构件)2-4 物体的受力分析CF FCyCyF FCxCxF FByByF FBxBxBC 杆杆 受受 力力第64页，共82页，编辑于2022年，星期一AB 杆的受力图杆的受力图F FR1R1 F FAxAxF FAyAyF FBxBx F FByBy 2-4 物体的受力分析C CF FBCBCF

16、FCBCB第65页，共82页，编辑于2022年，星期一OFR1FAFBC 2-4 物体的受力分析三三力力 汇汇 交交第66页，共82页，编辑于2022年，星期一AACCBBABCABCABC2-4 物体的受力分析第67页，共82页，编辑于2022年，星期一ABCBCACABCDCCD2-4 物体的受力分析第68页，共82页，编辑于2022年，星期一ABCDEFPRBRAPTGBRBDABDCPETEADCTCRATFRDRD例例例例2 2：三力平衡汇交点三力平衡汇交点三力平衡汇交点三力平衡汇交点E2-4 物体的受力分析第69页，共82页，编辑于2022年，星期一注意事项注意事项1作作结结构构上

17、上某某一一构构件件的的受受力力分分析析时时，必必须须单单独独画画出出该该构构件件的的分分离离体体图图，不不能能在在整整体结构上作该图的受力图。体结构上作该图的受力图。2作作受受力力图图时时必必须须按按约约束束的的功功能能画画约约束束力力，不能根据主观臆测来画约束力。不能根据主观臆测来画约束力。2-4 物体的受力分析第70页，共82页，编辑于2022年，星期一3作作用用力力与与反反作作用用力力只只能能假假定定其其中中一一个个的的指指向向，另另一一个个则则必必须须反反方方向向画画出出，不不能能再随意假定指向。再随意假定指向。4分分离离体体各各构构件件之之间间的的相相互互作作用用力力是是内内力力，受

18、力图上不能画出。受力图上不能画出。5同一约束力在不同受力图上出现时，同一约束力在不同受力图上出现时，其指向必须一致。其指向必须一致。2-4 物体的受力分析第71页，共82页，编辑于2022年，星期一 结论与讨论结论与讨论第72页，共82页，编辑于2022年，星期一一一.关关 于于 约约 束束 第73页，共82页，编辑于2022年，星期一 柔性约束柔性约束:一个约束力一个约束力,方向已知方向已知;第74页，共82页，编辑于2022年，星期一 光滑面约束光滑面约束 一个约束力一个约束力,作用线已作用线已知知,指向可定指向可定;第75页，共82页，编辑于2022年，星期一弹性约束弹性约束:一个约束力

19、一个约束力,大小与变形有关大小与变形有关,方向已知方向已知.第76页，共82页，编辑于2022年，星期一二二.关于约束的讨论关于约束的讨论第77页，共82页，编辑于2022年，星期一 分分 析析 比比 较较 两两 种种 约约 束束第78页，共82页，编辑于2022年，星期一三三.关于二力构件与关于二力构件与 三力汇交的讨论三力汇交的讨论第79页，共82页，编辑于2022年，星期一 分析下列结构中各构件的受力分析下列结构中各构件的受力;讨论哪些构件属于讨论哪些构件属于二力构件二力构件与与 三力汇交三力汇交第80页，共82页，编辑于2022年，星期一第二章结构计算简图物体受力分析2-1约束与约束力2-2结构的计算简图2-3力的性质2-4物体受力分析第81页，共82页，编辑于2022年，星期一2-2(a)、2-3(b)、2-5(a)(b)、2-8、2-10 第第 2 章章 作业作业第82页，共82页，编辑于2022年，星期一