静力学基本知识精选课件.ppt

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1、关于静力学基本知识第一页，本课件共有62页第一节 力学基本概念一一一一、力的概念、力的概念、力的概念、力的概念 力力力力是是是是物物物物体体体体间间间间相相相相互互互互的的的的机机机机械械械械作作作作用用用用，这这这这种种种种相相相相互互互互作作作作用用用用会会会会使使使使物物物物体体体体的的的的运运运运动动动动状状状状态态态态发发发发生生生生变变变变化化化化（外外外外效效效效应应应应）或或或或使使使使物物物物体体体体发生变形（内效应）。发生变形（内效应）。发生变形（内效应）。发生变形（内效应）。实实实实践践践践证证证证明明明明：力力力力对对对对物物物物体体体体的的的的作作作作用用用用效效效效

2、果果果果取取取取决决决决于于于于力力力力的的的的三三三三要素。要素。要素。要素。第二页，本课件共有62页1.1.1.1.力的大小力的大小力的大小力的大小 力是有大小的。力的大小表明物体间相互力是有大小的。力的大小表明物体间相互力是有大小的。力的大小表明物体间相互力是有大小的。力的大小表明物体间相互作用的强弱程度。作用的强弱程度。作用的强弱程度。作用的强弱程度。2.2.2.2.力的方向力的方向力的方向力的方向 力不但有大小，而且还有方向。在不改变力力不但有大小，而且还有方向。在不改变力力不但有大小，而且还有方向。在不改变力力不但有大小，而且还有方向。在不改变力的大小而只改变力的方向时，会产生不同

3、的作用的大小而只改变力的方向时，会产生不同的作用的大小而只改变力的方向时，会产生不同的作用的大小而只改变力的方向时，会产生不同的作用效果。效果。效果。效果。3.3.3.3.力的作用点力的作用点力的作用点力的作用点 力力力力的的的的作作作作用用用用点点点点表表表表示示示示两两两两物物物物体体体体间间间间相相相相互互互互作作作作用用用用的的的的位位位位置置置置。力力力力的的的的作作作作用用用用位位位位置置置置实实实实际际际际上上上上有有有有一一一一定定定定的的的的范范范范围围围围，当当当当作作作作用用用用范范范范围围围围与物体相比很小时，可以近似地看作是一个点。与物体相比很小时，可以近似地看作是一

4、个点。与物体相比很小时，可以近似地看作是一个点。与物体相比很小时，可以近似地看作是一个点。第三页，本课件共有62页力是一矢量力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。，用数学上的矢量记号来表示，如图。F F第四页，本课件共有62页二、常见荷载的分类 在建筑力学中，我们把作用在物体上的力一般分为在建筑力学中，我们把作用在物体上的力一般分为两种：两种：一种是使物体运动或有运动趋势的一种是使物体运动或有运动趋势的主动力主动力主动力主动力；第二种是；第二种是阻碍物体运动的阻碍物体运动的约束力约束力约束力约束力。所谓。所谓约束约束，就是能够限制某构件，就是能够限制某构件运动。约束作用于被约束构件上的力

5、就是运动。约束作用于被约束构件上的力就是约束力约束力。通常把作用在结构上的主动力称为通常把作用在结构上的主动力称为荷载荷载荷载荷载，而把约束力，而把约束力称为称为反力反力，荷载与反力是相互对立又相互依存的一个矛盾荷载与反力是相互对立又相互依存的一个矛盾荷载与反力是相互对立又相互依存的一个矛盾荷载与反力是相互对立又相互依存的一个矛盾的两个方面的两个方面的两个方面的两个方面。它们都是其他物体作用在结构上的力，所以它们都是其他物体作用在结构上的力，所以统称为统称为外力外力外力外力。在外力作用下，结构内各部分之间产生相互。在外力作用下，结构内各部分之间产生相互作用的力称为作用的力称为内力内力内力内力。

6、第五页，本课件共有62页按作用时间分按作用时间分按作用范围分按作用范围分按作用性质分按作用性质分 荷载的分类第六页，本课件共有62页按作用时间分1、恒载、恒载 恒载是作用在结构上的不变荷载，即在结构建成后，恒载是作用在结构上的不变荷载，即在结构建成后，其大小和位置都不再发生变化的荷载。例如，构件的其大小和位置都不再发生变化的荷载。例如，构件的自重和土压力等。构件的自重可根据构件尺寸和材料自重和土压力等。构件的自重可根据构件尺寸和材料的密度进行计算。的密度进行计算。第七页，本课件共有62页按作用时间分2、活载、活载 活荷载是指在施工和建成后试用期间可能作用在结构上活荷载是指在施工和建成后试用期间

7、可能作用在结构上的可变荷载，即是有时存在有时不存在，它们的作用位置的可变荷载，即是有时存在有时不存在，它们的作用位置和范围可能是固定的（如风荷载、雪荷载、会议室的人群和范围可能是固定的（如风荷载、雪荷载、会议室的人群重力等），也可能是移动的（如吊车荷载、桥梁上行驶的重力等），也可能是移动的（如吊车荷载、桥梁上行驶的车辆等）。车辆等）。有规范详细规定，活荷载以每平米面积上的荷载来有规范详细规定，活荷载以每平米面积上的荷载来表示，如民用建筑的楼面活载规定为：表示，如民用建筑的楼面活载规定为：2000N/m2第八页，本课件共有62页按作用范围分1、分布荷载、分布荷载 分布荷载是指满布在结构某一表面上

8、的荷载，又可分为分布荷载是指满布在结构某一表面上的荷载，又可分为均布荷载均布荷载和和非非均布荷载均布荷载。均布荷载：均布荷载：如梁的自重荷载连续作用，大小各处相同，自重荷载以每米长如梁的自重荷载连续作用，大小各处相同，自重荷载以每米长度重力表示，度重力表示，N/m或或KN/m，又称线均布荷载。板的自重荷载也是均匀，又称线均布荷载。板的自重荷载也是均匀分布，但它是以每平米面积重力来表示的，分布，但它是以每平米面积重力来表示的，N/m2,KN/m2非均布荷载：非均布荷载：荷载的连续作用，但大小各处不相同。如一水池的荷载的连续作用，但大小各处不相同。如一水池的壁板受到的水压力作用。壁板受到的水压力作

9、用。分布荷载按作用形式可分为：分布荷载按作用形式可分为：线分布力、面分布力、体分布力线分布力、面分布力、体分布力第九页，本课件共有62页按作用范围分2、集中荷载、集中荷载 是指作用在结构上的荷载一般总是分布在一定的面积上，是指作用在结构上的荷载一般总是分布在一定的面积上，当分布面积远小于结构尺寸时。则可以认为此荷载是作当分布面积远小于结构尺寸时。则可以认为此荷载是作用在结构的一点上，称为集中荷载。如吊车的轮子对吊用在结构的一点上，称为集中荷载。如吊车的轮子对吊车辆的压力、屋架传给柱子或墙压力，单位用车辆的压力、屋架传给柱子或墙压力，单位用N或或KN来来表示。表示。二、二、第十页，本课件共有62

10、页按作用性质分1、静荷载、静荷载 荷载从零慢慢增加到最后的确定值后，其大小、位置和方荷载从零慢慢增加到最后的确定值后，其大小、位置和方向就不再随时间而变化，这样的荷载称为静荷载，如结向就不再随时间而变化，这样的荷载称为静荷载，如结构的自重、一般的活荷载等。构的自重、一般的活荷载等。2、动荷载、动荷载 是指荷载的大小、位置、方向随时间的变化而是指荷载的大小、位置、方向随时间的变化而迅速变化迅速变化，称为动荷载。如动力机械产生的荷载、地震力等称为动荷载。如动力机械产生的荷载、地震力等第十一页，本课件共有62页三、三、三、三、力系力系力系力系的分类的分类的分类的分类 静力学是研究力系的合成和平衡问题

11、。力系有静力学是研究力系的合成和平衡问题。力系有各种不同的类型，它们的合成（简化）结果和平衡各种不同的类型，它们的合成（简化）结果和平衡条件也不同。按力系中各力作用线的分布情况进行条件也不同。按力系中各力作用线的分布情况进行分类，可分为分类，可分为空间力系空间力系和和平面力系平面力系两大类。凡各力的两大类。凡各力的作用线都在同一平面内的力系称为作用线都在同一平面内的力系称为平面力系平面力系；凡各力；凡各力的作用线不在同一平面内的力系，称为的作用线不在同一平面内的力系，称为空间力系空间力系。第十二页，本课件共有62页 在平面力系中，又可分为平面汇交力系、平面平行力系、平面一般力系三种。各力作用线

12、汇交于一点的力系，称为平面汇交力系；各力作用线相互平行的力系，称为平面平行力系；各力作用线任意分布的力系，称为平面一般力系。第十三页，本课件共有62页第二节 静力学公理 静力学公理静力学公理静力学公理静力学公理：人们在长期生活和生产活动中人们在长期生活和生产活动中人们在长期生活和生产活动中人们在长期生活和生产活动中通过反复观察、实验和总结，得出了关于静力的通过反复观察、实验和总结，得出了关于静力的通过反复观察、实验和总结，得出了关于静力的通过反复观察、实验和总结，得出了关于静力的最基本的客观规律，这些客观规律就是静力学公最基本的客观规律，这些客观规律就是静力学公最基本的客观规律，这些客观规律就

13、是静力学公最基本的客观规律，这些客观规律就是静力学公理理理理 公理公理公理公理1 1 1 1 力的平行四边形公理力的平行四边形公理力的平行四边形公理力的平行四边形公理 其实质为其实质为其实质为其实质为“矢量相加矢量相加矢量相加矢量相加”（见右图）（见右图）（见右图）（见右图）F2F1FR这里的这里的这里的这里的F FF FR RR R是是是是F FF F1 1 1 1、F FF F2 22 2的合力的合力的合力的合力第十四页，本课件共有62页F2F1FRF4F3FRoxyFyFx 运用这个公理可以将两个共点的力合成为一个运用这个公理可以将两个共点的力合成为一个力；同样，一个已知力也可以分解为两

14、个力。但需力；同样，一个已知力也可以分解为两个力。但需注意，一个已知力分解为两个分力可有无数个解。注意，一个已知力分解为两个分力可有无数个解。第十五页，本课件共有62页公理2 2 二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上。BAF2F1BAF1F2第十六页，本课件共有62页公理3 3 加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。改变原力系对刚体的作用效果。推论推论1 1 1 1 力的可传性原理力的可传性原理 作作用用在在刚刚体体上上某某

15、点点的的力力，可可以以沿沿着着它它的的作作用用线线移移动动到到刚刚体体内内任任意意一一点点，而而不不改改变变该该力力对对刚刚体体的的作作用用效效果。果。第十七页，本课件共有62页推论2 2 三力平衡汇交定理 作用于同一刚体上共面而不平行的三个力使刚体作用于同一刚体上共面而不平行的三个力使刚体平衡时，则这三个力的作用线必汇交于一点。平衡时，则这三个力的作用线必汇交于一点。证明：证明：F1F2F3FRACBO第十八页，本课件共有62页 利用三力平衡汇交定理，可确定物体在共面但不平行的三个力作用下平衡时，某一个未知力的方向。公理公理4 4 4 4 作用与反作用公理作用与反作用公理 两物体间的作用力与

16、反作用力，总是大小相等、两物体间的作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，沿同一直线并分别作用于两个物体上。方向相反，沿同一直线并分别作用于两个物体上。这个公理概括了两个物体间相互作用的关系。这个公理概括了两个物体间相互作用的关系。必须注意必须注意：不能把作用力与反作用力公理与二：不能把作用力与反作用力公理与二力平衡公理相混淆。虽然作用力与反作用力大小相力平衡公理相混淆。虽然作用力与反作用力大小相等、方向相反、沿同一直线，但分别作用于两个物等、方向相反、沿同一直线，但分别作用于两个物体上。体上。第十九页，本课件共有62页公理五(刚化公理)设设变变形形体体在在已已知知力力系系作作用用下下维维持

17、持平平衡衡状状态态，则则如如将将这这个个已已变变形形但但平平衡衡的的物物体体变变成刚体（刚化），其平衡不受影响。成刚体（刚化），其平衡不受影响。公理公理5告诉我们：处于平衡状态的变形体，告诉我们：处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论。可用刚体静力学的平衡理论。第二十页，本课件共有62页 反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，对变形体是必要的但非充分的。对变形体是必要的但非充分的。刚体（受压平衡）刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）柔性体（受压不能平衡）第二十一页，本课件共有62页课后作业 ：1-1 1-1 1-1 1-1 平衡的概念

18、是什么？试举出一、两个物体平衡的概念是什么？试举出一、两个物体 处于平衡状态的例子。处于平衡状态的例子。1-2 1-2 1-2 1-2 力的概念是什么？举例说明改变力的三要素中力的概念是什么？举例说明改变力的三要素中任一要素都会影响力的作用效果。任一要素都会影响力的作用效果。1-3 1-3 1-3 1-3 二力平衡公理和作用与反作用公理的区别是什二力平衡公理和作用与反作用公理的区别是什么？么？第二十二页，本课件共有62页第三节 工程中常见的约束与约束反力一、约束与约束反力的概念一、约束与约束反力的概念 在空间中运动，位移不受限制的物体称为在空间中运动，位移不受限制的物体称为在空间中运动，位移不

19、受限制的物体称为在空间中运动，位移不受限制的物体称为自自自自由体。由体。由体。由体。对非自由体的某些位移起限制作用的周围物对非自由体的某些位移起限制作用的周围物对非自由体的某些位移起限制作用的周围物对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束体，简称体称为约束体，简称体称为约束体，简称体称为约束体，简称约束约束约束约束。约束是阻碍物体运动的物体，这种阻碍作用约束是阻碍物体运动的物体，这种阻碍作用约束是阻碍物体运动的物体，这种阻碍作用约束是阻碍物体运动的物体，这种阻碍作用就是力的作用。就是力的作用。就是力的作用。就是力的作用。阻碍物体运动的力称为阻碍物体运动的力称为阻碍物体运动的力称为阻碍物

20、体运动的力称为约束反力约束反力约束反力约束反力，简称，简称，简称，简称反力反力反力反力。第二十三页，本课件共有62页 所以，约束反力的方向必与该约束所能阻碍物所以，约束反力的方向必与该约束所能阻碍物体运动的方向相反。由此可以确定约束反力的方向体运动的方向相反。由此可以确定约束反力的方向或作用线的位置。或作用线的位置。物物物物体体体体受受受受力力力力一一一一般般般般可可可可以以以以分分分分为为为为两两两两类类类类：一一一一类类类类是是是是使使使使物物物物体体体体运运运运动动动动或或或或使使使使物物物物体体体体有有有有运运运运动动动动趋趋趋趋势势势势的的的的力力力力，称称称称为为为为主主主主动动动

21、动力力力力。如如如如重重重重力力力力、水水水水压压压压力力力力、土土土土压压压压力力力力、风风风风压压压压力力力力等等等等。在在在在工工工工程程程程中中中中通通通通常常常常称称称称主主主主动动动动力力力力为为为为荷荷荷荷载载载载。另另另另一一一一类类类类是是是是约约约约束束束束对对对对于于于于物物物物体体体体的的的的约约约约束束束束反反反反力力力力，也也也也称称称称被被被被动动动动力力力力。一一一一般般般般主主主主动动动动力力力力是是是是已已已已知知知知的的的的，而约束反力是未知的。而约束反力是未知的。而约束反力是未知的。而约束反力是未知的。第二十四页，本课件共有62页WWTWWTT试指出下面

22、物体的受力图中的试指出下面物体的受力图中的试指出下面物体的受力图中的试指出下面物体的受力图中的主动力主动力主动力主动力和和和和约束反力约束反力约束反力约束反力第二十五页，本课件共有62页二、几种常见的约束及其反力二、几种常见的约束及其反力 1.1.1.1.柔体约束柔体约束柔体约束柔体约束 柔软的绳索、链条、皮带等用于阻碍物体的柔软的绳索、链条、皮带等用于阻碍物体的柔软的绳索、链条、皮带等用于阻碍物体的柔软的绳索、链条、皮带等用于阻碍物体的运动时，都称为运动时，都称为运动时，都称为运动时，都称为柔体约束柔体约束柔体约束柔体约束。柔体约束对物体的约束反力是通过接触点，柔体约束对物体的约束反力是通过

23、接触点，柔体约束对物体的约束反力是通过接触点，柔体约束对物体的约束反力是通过接触点，沿柔体中心线且背离物体的拉力，常用沿柔体中心线且背离物体的拉力，常用沿柔体中心线且背离物体的拉力，常用沿柔体中心线且背离物体的拉力，常用T T T T表示。表示。表示。表示。前页受力图中的前页受力图中的前页受力图中的前页受力图中的T T T T即为柔体约束。即为柔体约束。即为柔体约束。即为柔体约束。第二十六页，本课件共有62页柔索只能受拉力，又称张力。柔索只能受拉力，又称张力。柔索对物体的约束力沿着柔柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。索背向被约束物体。胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。胶带对轮的

24、约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。第二十七页，本课件共有62页 2.2.2.2.光滑接触面约束光滑接触面约束光滑接触面约束光滑接触面约束 物体与其它物体接触，当接触面光滑，摩擦力物体与其它物体接触，当接触面光滑，摩擦力物体与其它物体接触，当接触面光滑，摩擦力物体与其它物体接触，当接触面光滑，摩擦力很小可以忽略不计时，就是很小可以忽略不计时，就是很小可以忽略不计时，就是很小可以忽略不计时，就是光滑接触面约束光滑接触面约束光滑接触面约束光滑接触面约束。光滑接触面约束对物体的约束反力，是作用于光滑接触面约束对物体的约束反力，是作用于光滑接触面约束对物体的约束反力，是作用于光滑接触面约束对物体的约束反力

25、，是作用于接触点处，沿接触面的公法线，并指向被约束物体，接触点处，沿接触面的公法线，并指向被约束物体，接触点处，沿接触面的公法线，并指向被约束物体，接触点处，沿接触面的公法线，并指向被约束物体，常用常用常用常用F F F FN NN N表示。表示。表示。表示。前页受力图中的前页受力图中的前页受力图中的前页受力图中的F F F FN NN N即为光滑接触面约束。即为光滑接触面约束。即为光滑接触面约束。即为光滑接触面约束。第二十八页，本课件共有62页 2.2.2.2.光滑接触面约束光滑接触面约束光滑接触面约束光滑接触面约束F FN NF FN NF FN N第二十九页，本课件共有62页3.3.3.

26、3.圆柱铰链约束圆柱铰链约束 圆柱铰链简称圆柱铰链简称圆柱铰链简称圆柱铰链简称铰链铰链铰链铰链。是由一个圆柱形销钉插是由一个圆柱形销钉插是由一个圆柱形销钉插是由一个圆柱形销钉插入两个物体的圆孔中构成，并且认为销钉和圆孔入两个物体的圆孔中构成，并且认为销钉和圆孔入两个物体的圆孔中构成，并且认为销钉和圆孔入两个物体的圆孔中构成，并且认为销钉和圆孔的表面都是光滑的。的表面都是光滑的。的表面都是光滑的。的表面都是光滑的。A AB BC C第三十页，本课件共有62页 圆柱铰链的约束反力可用一个大小与方向均未圆柱铰链的约束反力可用一个大小与方向均未圆柱铰链的约束反力可用一个大小与方向均未圆柱铰链的约束反力

27、可用一个大小与方向均未知的力表示，知的力表示，知的力表示，知的力表示，A AC CB BC CB BF FC CF FC Cx xC CB BF FC Cy y 也可用两个相互垂直的未知也可用两个相互垂直的未知也可用两个相互垂直的未知也可用两个相互垂直的未知分力来表示，如图所示。分力来表示，如图所示。分力来表示，如图所示。分力来表示，如图所示。圆柱铰链的约束反力是垂直于销钉轴线并通过圆柱铰链的约束反力是垂直于销钉轴线并通过圆柱铰链的约束反力是垂直于销钉轴线并通过圆柱铰链的约束反力是垂直于销钉轴线并通过销钉中心，而方向不定。销钉中心，而方向不定。销钉中心，而方向不定。销钉中心，而方向不定。第三十

28、一页，本课件共有62页 两端用铰链与物体分别连接且中间不受其它力的直两端用铰链与物体分别连接且中间不受其它力的直两端用铰链与物体分别连接且中间不受其它力的直两端用铰链与物体分别连接且中间不受其它力的直杆称为杆称为杆称为杆称为链杆约束链杆约束链杆约束链杆约束。链杆又称链杆又称链杆又称链杆又称二力杆二力杆二力杆二力杆。二力杆的约束反力必沿着二力杆两端铰链的连线，二力杆的约束反力必沿着二力杆两端铰链的连线，二力杆的约束反力必沿着二力杆两端铰链的连线，二力杆的约束反力必沿着二力杆两端铰链的连线，但指向不定。但指向不定。但指向不定。但指向不定。4.4.4.4.链杆约束链杆约束链杆约束链杆约束链杆约束链杆

29、约束第三十二页，本课件共有62页F FA AF FB BACBAB 约束类型与约束类型与约束类型与约束类型与实例实例实例实例 4.4.4.4.链杆约束链杆约束第三十三页，本课件共有62页CABABFAFB受力图正确吗受力图正确吗?二力杆约束二力杆约束第三十四页，本课件共有62页CBDA双铰链刚杆约束第三十五页，本课件共有62页 三、支座及支座反力三、支座及支座反力 工程中将结构或构件支承在基础或另一静工程中将结构或构件支承在基础或另一静工程中将结构或构件支承在基础或另一静工程中将结构或构件支承在基础或另一静止构件上的装置称为止构件上的装置称为止构件上的装置称为止构件上的装置称为支座支座支座支座

30、。支座也是约束。支座。支座也是约束。支座。支座也是约束。支座。支座也是约束。支座对它所支承的构件的约束反力也称对它所支承的构件的约束反力也称对它所支承的构件的约束反力也称对它所支承的构件的约束反力也称支座反力支座反力支座反力支座反力。建筑工程中常见的三种支座：建筑工程中常见的三种支座：建筑工程中常见的三种支座：建筑工程中常见的三种支座：固定铰支座固定铰支座固定铰支座固定铰支座（铰链支座）、（铰链支座）、（铰链支座）、（铰链支座）、可动铰支座可动铰支座可动铰支座可动铰支座和和和和固定端支座固定端支座固定端支座固定端支座。第三十六页，本课件共有62页 用圆柱铰链把结构或构件用圆柱铰链把结构或构件用

31、圆柱铰链把结构或构件用圆柱铰链把结构或构件与支座底板连接，并将底板固与支座底板连接，并将底板固与支座底板连接，并将底板固与支座底板连接，并将底板固定在支承物上构成的支座称为定在支承物上构成的支座称为定在支承物上构成的支座称为定在支承物上构成的支座称为固定铰支座固定铰支座固定铰支座固定铰支座。1.1.1.1.固定铰支座（铰链支座）固定铰支座（铰链支座）AFAxFAyFA约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同第三十七页，本课件共有62页A AXAYA第三十八页，本课件共有62页 2.2.2.2.可动铰支座可动铰支座 在固定铰支座下面加几个辊轴支承于平面在固定铰支座下面加几个辊轴支承于平面在固

32、定铰支座下面加几个辊轴支承于平面在固定铰支座下面加几个辊轴支承于平面上，就构成上，就构成上，就构成上，就构成可动铰支座可动铰支座可动铰支座可动铰支座。BFB约束力：构件受到光滑面的约束力。约束力：构件受到光滑面的约束力。第三十九页，本课件共有62页第四十页，本课件共有62页 3.3.3.3.固定端支座固定端支座 把构件和支承物完全连接为一整体，构件在固定端既不把构件和支承物完全连接为一整体，构件在固定端既不把构件和支承物完全连接为一整体，构件在固定端既不把构件和支承物完全连接为一整体，构件在固定端既不能沿任意方向移动，也不能转动的支座称为能沿任意方向移动，也不能转动的支座称为能沿任意方向移动，

33、也不能转动的支座称为能沿任意方向移动，也不能转动的支座称为固定端支座。固定端支座。固定端支座。固定端支座。AFAxFAyMA平面固定支座平面固定支座1 既能阻止杆端在该平面内的任何既能阻止杆端在该平面内的任何移动，也能阻止杆端转动，移动，也能阻止杆端转动，其约束力必为一个方向未其约束力必为一个方向未定的定的力和一个力偶。力和一个力偶。2 平面固定支座的约束力表示，平面固定支座的约束力表示，其中其中力的指向力的指向及及力偶的转向力偶的转向都是假设的都是假设的.第四十一页，本课件共有62页研究力学问题，首先要了解物研究力学问题，首先要了解物体的受体的受力状态，即对物体进行受力分析，力状态，即对物体

34、进行受力分析，反映物体受力状态的图称为受力反映物体受力状态的图称为受力图。图。受力图受力图绘制步骤：绘制步骤：1.1.取分离体；取分离体；2.2.画已知力；画已知力；3.3.画约束反力。画约束反力。第四十二页，本课件共有62页第四十三页，本课件共有62页 3.3.3.3.固定端支座固定端支座 空空空空间间间间固固固固定定定定支支支支座座座座能能能能阻阻阻阻止止止止杆杆杆杆端端端端在在在在空空空空间间间间内内内内任任任任一一一一方方方方向向向向的的的的移移移移动动动动和和和和绕绕绕绕任任任任一一一一轴轴轴轴的的的的转转转转动动动动，所所所所以以以以其其其其约约约约束束束束力力力力必必必必为为为为

35、空空空空间间间间内内内内一一一一个个个个方方方方向向向向未未未未定定定定的的的的力力力力和和和和方方方方向向向向未未未未定定定定的的的的力力力力偶偶偶偶矩矩矩矩矢矢矢矢量。量。量。量。空空空空间间间间固固固固定定定定支支支支座座座座的的的的约约约约束束束束力力力力表表表表示示示示。图图图图中中中中力力力力的的的的指指指指向向向向及及及及力力力力偶偶偶偶的转向都是假设的。的转向都是假设的。的转向都是假设的。的转向都是假设的。空间固定支座空间固定支座第四十四页，本课件共有62页 3.3.3.3.固定端支座固定端支座 空间固定支座空间固定支座第四十五页，本课件共有62页作 业：1-4 1-4 1-4

36、 1-4 二二二二力力力力杆杆杆杆的的的的概概概概念念念念是是是是什什什什么么么么？二二二二力力力力杆杆杆杆受受受受力力力力与与与与构构构构件件件件的的的的形形形形状状状状有有有有无关系？无关系？无关系？无关系？1-5 1-5 1-5 1-5 常常常常见见见见的的的的约约约约束束束束类类类类型型型型有有有有哪哪哪哪些些些些？各各各各种种种种约约约约束束束束反反反反力力力力的的的的方方方方向向向向如如如如何何何何确定？确定？确定？确定？第四十六页，本课件共有62页第四节第四节 结构计算简图结构计算简图一、一、结构计算简图的简化原则结构计算简图的简化原则1 1、反映结构的实际情况，使工作尽量简化、

37、使计算结构精、反映结构的实际情况，使工作尽量简化、使计算结构精确可靠；确可靠；2 2、分清主次，略去次要因素，尽可能地反映结构的主要受力、分清主次，略去次要因素，尽可能地反映结构的主要受力情况，以便于分析和计算。情况，以便于分析和计算。第四十七页，本课件共有62页二、结构计算简图的简化方法1、结构体系的简化、结构体系的简化 平面简化平面简化 杆件的简化；纵轴线杆件的简化；纵轴线 节点的简化：铰节点（木架）、钢节点（钢混结构）节点的简化：铰节点（木架）、钢节点（钢混结构）2、支座的简化、支座的简化第四十八页，本课件共有62页二、结构计算简图的简化方法3、荷载的简化、荷载的简化线荷载集中荷载力偶第

38、四十九页，本课件共有62页第五节物体的受力分析和受力图 在在进进行行力力学学计计算算时时，首首先先要要分分析析物物体体受受了了哪哪几几个个力力，每每个个力力的的作作用用位位置置和和方方向向如如何何，哪哪些些是是已已知知力力哪哪些些是是未未知知力力，这这个个分分析析过过程程称称为为物物体体的的受力分析受力分析。为为了了更更清清晰晰地地表表示示物物体体的的受受力力情情况况，需需把把研研究究的的物物体体从从周周围围物物体体上上脱脱离离出出来来，单单独独画画出出它它的的简图，被脱离出来的研究对象称为简图，被脱离出来的研究对象称为脱离体脱离体。第五十页，本课件共有62页物体的受力分析是建筑力学的基础物体

39、的受力分析是建筑力学的基础 基本概念基本概念 静力学公理静力学公理 常见约束常见约束 物体的受力分析物体的受力分析画物体的受力图也是学习建筑力学的关键画物体的受力图也是学习建筑力学的关键第五十一页，本课件共有62页一、单个物体的受力图一、单个物体的受力图 画单个物体的受力图：画单个物体的受力图：画单个物体的受力图：画单个物体的受力图：首首首首先先先先要要要要明明明明确确确确研研研研究究究究对对对对象象象象，并并并并把把把把该该该该物物物物体体体体从从从从周周周周围围围围环环环环境中脱离出来；境中脱离出来；境中脱离出来；境中脱离出来；再把已知再把已知再把已知再把已知主动力主动力主动力主动力画在简

40、图上；画在简图上；画在简图上；画在简图上；最最最最后后后后根根根根据据据据实实实实际际际际情情情情况况况况，分分分分别别别别在在在在解解解解除除除除约约约约束束束束处处处处画上相应的画上相应的画上相应的画上相应的约束反力约束反力约束反力约束反力。必必必必须须须须强强强强调调调调，约约约约束束束束反反反反力力力力一一一一定定定定要要要要与与与与约约约约束束束束的的的的类类类类型型型型相相相相对应。对应。对应。对应。第五十二页，本课件共有62页例例1-11-1 重量为FW的圆球，用绳索挂于光滑墙上，如图所示。试画出圆球的受力图。FFTATAFFNBNBWWWWOOOO切记切记：约束反力一定要与约束

41、的类型相对应：约束反力一定要与约束的类型相对应第五十三页，本课件共有62页例例1-21-2 梁AB上作用有已知力F，梁的自重不计，A端为固定铰支座，B端为可动铰支座，如图所示。试画出梁AB的受力图。FFFFAxFAyFAOFBFBAB第五十四页，本课件共有62页例例例例1-31-31-31-3 一水平梁一水平梁ABAB受已知力受已知力F F作用，作用，A A端是固定端端是固定端支座，梁支座，梁ABAB的自重不计，如图所示。试画出梁的自重不计，如图所示。试画出梁ABAB的受力图。的受力图。F45ABABF45FAxFAyMA第五十五页，本课件共有62页二、物体系统的受力图二、物体系统的受力图 画

42、画画画物物物物体体体体系系系系统统统统整整整整体体体体的的的的受受受受力力力力图图图图时时时时，只只只只须须须须把把把把整整整整体作为体作为体作为体作为单个物体单个物体单个物体单个物体一样对待。一样对待。一样对待。一样对待。物物物物体体体体系系系系统统统统包包包包含含含含多多多多个个个个物物物物体体体体，其其其其受受受受力力力力图图图图画画画画法法法法与与与与单单单单个个个个物物物物体体体体相相相相同同同同，只只只只是是是是研研研研究究究究对对对对象象象象可可可可能能能能是是是是整整整整个个个个物物物物体体体体系系系系统统统统或或或或系统的某一部分或某一物体。系统的某一部分或某一物体。系统的某

43、一部分或某一物体。系统的某一部分或某一物体。画画画画系系系系统统统统的的的的某某某某一一一一部部部部分分分分或或或或某某某某一一一一物物物物体体体体的的的的受受受受力力力力图图图图时时时时，只只只只须须须须把把把把研研研研究究究究对对对对象象象象从从从从系系系系统统统统中中中中分分分分离离离离出出出出来来来来，同同同同时时时时注注注注意意意意被被被被拆拆拆拆开开开开的的的的联联联联系系系系处处处处，有有有有相相相相应应应应的的的的约约约约束束束束反反反反力力力力，并并并并应应应应符符符符合合合合作作作作用力与反作用力用力与反作用力用力与反作用力用力与反作用力公理。公理。公理。公理。第五十六页，

44、本课件共有62页 当以若干物体组成的系统为研究对象时，系统内各物体间的相互作用力称为内力；系统外的物体作用于该系统中各物体的力称为外力。内力对系统的作用效果相互抵消，因此可除去，并不影响整个系统的平衡。所以，在整体系统受力图上，内力不必画出，所以，在整体系统受力图上，内力不必画出，只须画出系统所受的外力。只须画出系统所受的外力。但必须指出，内力与外力是相对的，在不同但必须指出，内力与外力是相对的，在不同的受力图中可以相互转化。的受力图中可以相互转化。第五十七页，本课件共有62页例例例例1-51-51-51-5下下图所示的三角形托架中，图所示的三角形托架中，A A、C C处是固定铰处是固定铰支座

45、，支座，B B处为铰链连接。各杆的自重及各处的摩擦不计。处为铰链连接。各杆的自重及各处的摩擦不计。试画出水平杆试画出水平杆ABAB、斜杆斜杆BCBC及整体的受力图。及整体的受力图。FACBDFACBBFBFBFCFAyFAx第五十八页，本课件共有62页 通过以上例题的分析，画受力图时应注意以下几点：ACBFFAxFAyFCABFFBOFA第五十九页，本课件共有62页1.1.1.1.必须明确研究对象。必须明确研究对象。画画画画受受受受力力力力图图图图首首首首先先先先必必必必须须须须明明明明确确确确要要要要画画画画哪哪哪哪个个个个物物物物体体体体的的的的受受受受力力力力图图图图，是是是是单单单单个

46、个个个物物物物体体体体，还还还还是是是是几几几几个个个个物物物物体体体体组组组组成成成成的的的的系系系系统统统统。不不不不同同同同的的的的研研研研究对象的受力图是不同的。究对象的受力图是不同的。究对象的受力图是不同的。究对象的受力图是不同的。2.2.2.2.正确确定研究对象受力的数目。正确确定研究对象受力的数目。对对对对每每每每一一一一个个个个力力力力都都都都应应应应明明明明确确确确它它它它是是是是哪哪哪哪一一一一个个个个物物物物体体体体施施施施加加加加给给给给研究对象的，不能凭空产生，也不能漏掉。研究对象的，不能凭空产生，也不能漏掉。研究对象的，不能凭空产生，也不能漏掉。研究对象的，不能凭空

47、产生，也不能漏掉。3.3.3.3.注意约束反力与约束类型相对应。注意约束反力与约束类型相对应。每每每每解解解解除除除除一一一一个个个个约约约约束束束束，就就就就有有有有与与与与它它它它相相相相应应应应的的的的约约约约束束束束反反反反力力力力作作作作用用用用于于于于研研研研究究究究对对对对象象象象；约约约约束束束束反反反反力力力力的的的的方方方方向向向向要要要要依依依依据据据据约约约约束束束束的的的的类类类类型型型型来来来来画画画画，不不不不能能能能根根根根据据据据主主主主动动动动力力力力的的的的方方方方向向向向来来来来简简简简单单单单推推推推想想想想。另另另另外外外外，同一约束反力在各受力图中

48、假定的指向应一致。同一约束反力在各受力图中假定的指向应一致。同一约束反力在各受力图中假定的指向应一致。同一约束反力在各受力图中假定的指向应一致。第六十页，本课件共有62页4.4.注意作用力与反作用力之间的关系。当当当当分分分分析析析析两两两两物物物物体体体体之之之之间间间间的的的的相相相相互互互互作作作作用用用用时时时时，要要要要注注注注意意意意作作作作用用用用力力力力与与与与反反反反作作作作用用用用力力力力的的的的关关关关系系系系。作作作作用用用用力力力力的的的的方方方方向向向向一一一一旦旦旦旦确确确确定定定定，其其其其反反反反作作作作用用用用力力力力的的的的方方方方向向向向就就就就必必必必须须须须与与与与其其其其相相相相反反反反。在在在在画画画画整整整整个个个个系系系系统统统统的的的的受受受受力力力力图图图图时时时时，系系系系统统统统中中中中各各各各物物物物体体体体间间间间的的的的相相相相互互互互作作作作用用用用力力力力是是是是内内内内力力力力，不不不不必必必必画画画画出出出出，只只只只需需需需画画画画出出出出全全全全部部部部外外外外力。力。力。力。第六十一页，本课件共有62页感感谢谢大大家家观观看看第六十二页，本课件共有62页