中职土木工程力学基础3.3
最新中职土木工程材料力学基础教案
最新中职土木工程材料力学基础教案一、引言本教案旨在为中职土木工程专业的学生提供最新的材料力学基础知识。
通过本教案的研究，学生将了解土木工程材料的基本性质、力学原理以及其在实际工程中的应用。
二、教学目标1. 理解土木工程材料的基本特性和性能；2. 掌握材料力学的基本原理和公式；3. 能够运用所学知识分析和解决土木工程中的实际问题；三、教学内容及安排3.1 土木工程材料的分类和特性- 砖石材料- 混凝土材料- 金属材料- 复合材料3.2 材料力学基本原理与公式- 应力与应变关系- 弹性模量与刚度- 受力分析和平衡- 拉伸、压缩和弯曲3.3 土木工程材料的应用- 桥梁工程中的材料选择和设计- 建筑工程中的材料应用和施工- 公路工程中的路面材料选择和设计四、教学方法1. 讲授与演示结合：通过教师的讲解和演示，将抽象的材料力学原理转化为具体的案例和实践。
2. 实验与实践：通过实际的实验和项目实践，让学生亲身体验材料力学的应用和效果。
3. 研究小组合作：鼓励学生在小组中讨论和解决问题，培养合作和团队精神。
五、教学评估1. 课堂练：教师将定期组织课堂练，帮助学生巩固所学知识。
2. 实际项目评估：对学生进行实践项目的评估，评估其在应用材料力学原理和技术方面的能力。
3. 期末考试：通过期末考试，全面评估学生对材料力学基础知识的掌握情况。
六、教学资源1. 教材：《土木工程材料力学基础》2. 多媒体课件：包括理论知识的讲解、案例分析和实验演示3. 实验室设备：提供学生进行实验项目的设备和材料七、教学计划- 第1周：介绍课程内容和教学目标- 第2-3周：讲授土木工程材料的分类和特性- 第4-6周：讲授材料力学基本原理与公式- 第7-9周：讲授土木工程材料的应用- 第10周：复和总结八、教学反思本教案设计了一系列教学活动，旨在帮助学生全面掌握土木工程材料力学基础。
通过灵活运用各种教学方法，如讲授与演示结合、实验与实践，以及学习小组合作，能够激发学生的学习兴趣和积极性，提高学习效果。
中职土木工程力学基础3.2
［观察与思考］ 如图 所示为一拔河时的麻绳，拔河时，麻绳被拉直，人在拉 绳子的同时，感到绳子也在拉人的手，绳子拉人的手的这个力 是个什么样的力？有何特点？我们可以假想，在拔河时，用一 把快刀，将绳子从中间砍断，会产生什么结果，为什么？
一、 内力的概念 拔河的时候，麻绳被拉长了，同时也感到麻绳在拉手。麻绳 拉手的力，是在反抗手把麻绳拉长，这个反抗拉长的力就是 内力。土木工程中的受拉杆件与麻绳的情形相似。这种由外 力（或外部因素）作用而引起杆件内部某一部分与另一部分 间的相互作用力称为内力。 内力将存在于杆件的任意相连两部分之间，是一对作用力 和反作用力。
由截面法知上图中，m-m上的内力必沿着杆件的轴线方向， 这种内力称为轴力，用FN 表示，国际单位制中，单位为牛顿 （N）或千牛顿（kN）。
轴力的正负号规定 当杆件受拉而伸长时，轴力背离截面为拉力，取正号；反之为 压力，取负号。
三、 轴力图的绘制 当杆件受到两个以上的轴向外力作用时，杆件不同的区段轴 力不等，这种表示杆件各横截面上的轴力沿其轴线变化情况 的图形，称为轴力图。 绘制轴力图的方法：建立FN - x 坐标系，用平行于杆件轴线 的横坐标x 表示横截面的位置，垂直于杆件轴线的纵坐标FN 表示横截面上轴力的大小。根据杆件上作用的外力，将杆件 分为若干段，每两个力之间为一段。按选定的比例尺，把正 轴力画在x 轴的上方，负轴力画在x 轴的下方。
绘制轴力图举例
例1：图a 表示为阶梯状直杆的轴向受力情各 段的轴力。 AB 段：在AB 段内任意 处用假想截面1-1 将其 切成两段，取左段（图b） 为研究对象，得 FN1= Σ F背离- Σ F指向 =5 kN- 0=5 kN ( 拉力)
二、 轴力及其正负号规定
中职土木工程力学基础
随着交通运输特别是高等级公路的迅速发展，对行车平顺舒适提出了更高的要 求。而多伸缩缝的悬臂梁和 T 形刚构桥均难以满足这个要求，超静定结构连续 梁桥以其整体性好、结构刚度大、变形小、抗震性能好、主梁变形挠曲线平缓、 伸缩缝少和行车平衡舒适等突出优点而得到迅速的发展。普通钢筋混凝土连续 梁桥当跨度超过20~25 m时，跨中恒载弯矩和活载弯矩将迅速增大，致使梁的 截面尺寸和自重显著增大，耗用大量材料，不经济，而且难免会有裂缝产生， 于是预应力混凝土连续梁桥得到广泛采用。预应力结构通过高强钢筋对混凝土 预压，不仅充分发挥了高强材料的性能，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结 构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力， 其适用跨度在60~150 m。
杭州湾跨海大桥如图所示。该桥按双向六 车道高速公路设计，设计时速 100 km/h， 设计使用年限 100 年，总投资约 118 亿 元大桥设南、北两个航道，其中北航道桥 为主跨 448 m 的钻石型双塔双索面钢箱 梁斜拉桥，通航标准 35 000 t；南航道桥 为主跨318 m 的 A形单塔双索面钢箱梁斜 拉桥，通航标准 3 000 t。除南、北航道 桥外其余引桥采用30~80 m不等的预应力 混凝土连续箱梁结构。
在建筑物中常设伸缩缝以减小温度变化引起的内力。这里需要注意的是如果在施工 中不清除掉入伸缩缝内的碎砖、石、混凝土等杂物，就失去了“缝”的作用，巨大 的温度应力仍将会导致建筑物破坏。
超静定结构对支座移动（或沉陷）是十分敏感的。不大的支座移动可引起相当数值 的内力。如果地基承载能力不足、建筑物基础不均匀沉降等，都会引起超静定结构 产生很大的内力，导致房屋开裂、倾
北京体育大学田径房如图 6-40 所示。北京体育大学田径房面积 6 200 m 2 ，内设 100 m 直跑道及跳跃场地。田径房结构采用钢筋混凝土落地无 铰拱，由基础直接承受拱推力，基底呈斜面，更有利于抵抗推力。并将落 地拱暴露出来，以强烈的结构自身的韵律来美化室内环境。室内利用高侧 窗采光。
马树超新课改下中职《土木工程
马树超新课改下的中职《土木工程【摘要】《土木工程—力学基础》是集理论力学、材料力学和结构力学为一体的建筑工程类专业基础课程,培养学生具有初步对建筑工程结构问题的简化能力，一定的力学分析能力和计算能力。
同时也是土木工程类学生从事施工员、质检员、安全员、监理员以及钢筋工、材料试验工等岗位工作，获取相关职业资格证书所必修的课程。
在教学过程中，它不仅是文化课与专业课之间的桥梁,而且是学好其他专业课的基础。
因此《建筑力学》教学的成功与否，直接关系到该专业的整个教学成效,影响到学生对该专业的学习兴趣。
但中职学校学生普遍存在力学基础差、学习的主动性不强、学习力学时觉得枯燥无味现象。
因此,在新课改下,必须采取新措施，改革《建筑力学》教学体系,改变传统的教学方法和手段，实现中职教育的培养目标。
本文结合自己多年的教学实践，就如何在新课改下的中职《土木工程——力学基础》教法方面作了一些探究。
【关键词】新课改下中职力学基础教法初探土木工程专业作为当前社会的一个发展比较成熟完善的传统专业，，同时也是一个紧跟时代步伐，高新技术日新月异，有着无限发展前景的热门专业。
随着职业教育的发展，力学基础已经成为建筑工程、道桥工程、水利工程、市政工程等工科类专业中一门不可缺少的基础课，所以学本专业的每一个学生必须学好专业基础课——《土木工程——力学基础》。
但我们都知道中职学校学生是经过参加中考层层选拔后剩下来的学生，再说前期数学和物理没学好，在学力学这门课程本身就有很大困难，许多学生的基础查、学习的主动性不强、觉得枯燥无味、以为这门基础课对建筑工程专业没有多少帮助、就忽略了这门课程、甚至不感兴趣，力学基础差已经是一种比较普遍的现象。
作为一名长期从事教学第一线的中职《土木工程——力学基础》教师，本着“以素质教育为基础，以就业为导向、以能力为本位、以学生为主体”的教学理念，改革《建筑力学》教学体系,改变传统的教学方法和手段，实现中职教育的培养目标，切实研制出合理的教法，显得至关重要！教师在课堂教学中充分调动他们学习的主动性和积极性，使他们有信心地去学好《土木工程——力学基础》，下面就我多年来的教学实践谈谈我在新课改下的几点教学方法。
中职土木工程力学基础
对结构的几何组成进行分析，以判定体系是几何 不变体系还是几何可变体系，称为几何组成分析。
二、铰接三角形规则及其表达方式 在体系的几何分析中，将几何不变的部分称为刚
片。一根柱可视为一个刚片；一个几何不变体系可视 为一个刚片；整个地球也可视为一个刚片。
1.铰接三角形规则
实践证明，铰接三角形是几何不变体系。如果将图a所示铰接三 角形ABC中的铰A拆开：杆AB可绕点B转动，杆AB上点A的轨迹 是弧线①；杆AC可绕点C转动，杆AC上点A的轨迹是弧线②。 这两个弧线只有一个交点，所以点A的位置是唯一的，三角形 ABC的位置是不可改变的。这个几何不变体系的基本规则称为 铰接三角形规则。 如果在铰接三角形中再增加一根链杆 AD（图 b），体系 ABCD 仍然是几何不变的，从维持体系几何不变的角度看，
结论：体系是几何不变的，且有一个多余约束
解：设基础为刚片I，刚片ABC与刚片I用铰A和不通过铰A的链杆B相连，符合两 刚片规则，是几何不变体系；将刚片 ABC和刚片 I 看成为一扩大的刚片再与刚片 CDE 用铰 C 和不通过铰 C 的链杆 D 相连，又组成一扩大的几何不变体系，该 扩大了的刚片与刚片 FGH 用 EF、G、H 三根链杆相连且三链杆不全平行也不汇 交于一点，故满足二刚片规则。因此，整个体系是几何不变体系且无多余约束。
记住：建筑结构必须是几何不变体系。
在某一瞬间可以发生微小位移的体系称为瞬变体系，如图 所示。虽然瞬变 体系经微小位移位后不再运动，但是有时瞬变体系在受力时会对杆件产生 巨大的内力，使构件发生破坏，因此瞬变体系不能作为建筑结构使用。
[做一做] 用长约30cm且两端有孔的竹片若干根、钉子若干，把它们组成图所示的体系，试 比较在力的作用下其几何组成情况。 显然，建筑结构必须是几何不变体系。
中职土木工程力学基础
例：组合梁的支承及荷载情况如图（a） 所示。已知F1 = 10 kN， F2 = 20 kN，试求支座A、B、D 的约束力及铰C 处的相互作用力。
解：组合梁由梁AC 和CD 两段组成，每段梁上的力 系都是平面一般力系，因 此可列六个独立的平衡方 程。未知量也有六个：A、 C 处各二个，B、D 处各 一个。
如抗倾覆力矩太小，应增加雨篷梁压在墙体内的长度，以增 加压在梁上的墙体重量，或使雨篷梁与周围的构件相连接。 工程中发生的雨篷、阳台等结构的倒塌事故中，属抗倾覆安 全因数太小造成倒塌的较多见；另外，如受力钢筋放到下部 或被踩到下部、漏放钢筋、钢筋长度不足或未按要求连接好、 拆模时间过早等，也易使悬臂结构断裂倒塌，这里不再详述。 总之，由于悬臂结构受力情况的特殊性，在设计和施工时要 特别注意。
例2：有一个简支刚架如下图a 所示，承受水平荷载F = 50 kN，
求支座反力。
解 ：（ 1） 画受力图如图b 所示。 （ 2） 列平衡方程求解支座反力。
由Σ Fx = 0，FAx + F = 0 得FAx = -F = -50 kM （←）
（a）
由M A (F) 0得 F a F ND l 0
梁CD、梁AC 及整体梁的受力图如图b、c、d 所示。各约束力的指向 都是假定的，但约束力F'Cx、F'Cy 必须分别与FCx、FCy 等值、反向、共 线。由三个受力图可看出，在梁CD 上只有三个未知力，而在梁AC上 由五个未知力、整体梁上有四个未知力。因此，应先取梁CD 为研究 对象， 求出FCx、FCy、FND，然后再考虑梁AC 或整体梁平衡，就能解出其余未 知力。
板上的荷载，可能使整个雨篷绕梁底外缘A 轴转动而倾覆。雨 篷板上的荷载对A 的力矩，称为倾覆力矩，用M倾表示。但作
基于合作学习中职《土木工程力学》教学实践论文
基于合作学习的中职《土木工程力学》教学实践探索摘要：合作学习作为一种目标导向活动，注重学生认知、情感和技能方面的全面发展。
文章以合作学习理论为基础，从中职教学现状出发，以“教改实验班”学生为对象，尝试在土木工程力学课程教学中引入合作学习设计，旨在探索出一条适合中等职业学校学生特点的教学模式，从而切实提高中职教与学的效率，提升中职学生的职业素养，培养出适合时代要求的复合型人才。
关键词：合作；教学实践；力学中图分类号：g71 文献标识码：a文章编号：1009-0118（2012）07-0096-03一、课程改革的缘起《土木工程力学》是中职土建类专业的一门重要的专业基础课，是连接公共基础课与专业课之间的桥梁和纽带，既包括理论又包括相关的工程实际问题。
与其他专业课程相比，存在着理论知识概念抽象、计算公式多、连贯性强的难度。
笔者曾对建筑施工专业共221名学生进行了统计问卷调查，对本课程仅有60余人能跟上教师进度，131人缺乏学习的兴趣，155人认为太难，力学期考及格率不到50%。
教师也普遍反映在授课时常有种挫败感，觉得自己像是在台前演独角戏，引不起学生的共鸣，体会不到被需求感和教学的乐趣。
笔者针对上述现象分析：（一）“厌学”——旧的传统“填鸭式”教学方法已不适合中职生的学习特点和力学学科特点，本来力学理论就抽象难懂，再加上教师满堂灌，学生听了不到十分钟就感觉厌倦；（二）“畏学”——学生信心不足，由于没有良好的学习基础，力学教材中计算内容偏多且和数学挂钩紧密，学生认为所学内容超出了他们的认知水平，如果教师再一味地强调力学计算，则是雪上加霜；（三）“生源”——由于高校大规模的扩招，中职校的生源随之减少，学校为了自身的发展不得不降低招生要求，这样致使中职校学生总体素质下降。
面对这种局面，教师如果不从自身教学策略上找原因想办法，只会“牢骚满腹、怨天尤人”，把学生成绩不佳全部归之于中职生接受能力差、学习态度不端正等客观原因，那样教学效果必定不尽人意。
2019年对口升学土木水利类专业基础知识--《土木工程力学基础》考试范围
考试科目《土木工程力学基础》一、单项选择题1.一根截面为矩形的梁，其长边为h，短边为b，在同样的荷载作用下，立放（见图a）时其承载能力比平放（见图b）时( )。
A、相等B、大C、小D、不确定2.( )的约束反力沿链杆的中心线，而指向未定。
A、圆柱铰链约束B、固定铰支座C、链杆约束D、固定端支座3.一个力沿两个互相垂直的轴线的分力与该力在该两轴上的投影之间的关系是( )。
A、两个分力分别等于其在相应轴上的投影的绝对值B、两个分力的大小分别等于其在相应轴上投影的绝对值C、两个分力的大小分别等于其在x轴上投影的绝对值D、两个分力的大小分别等于其在y轴上投影的绝对值4.以下四种说法中( )是正确的。
A、力是矢量B、力矩是矢量C、力沿其作用线移动，其对某点的矩也随之改变D、力偶可以简化为一个合力5.作用力和反作用力公理描述不正确的是( )。
A、作用力和反作用力作用于两个物体上B、作用力和反作用力总是成对出现的C、作用力和反作用力是一对平衡力D、作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上6.力偶使物体转动的效果( )。
A、仅与组成力偶的力的大小有关B、仅与力偶臂的大小有关C、不仅与组成力偶的力的大小有关，而且与力偶臂的大小有关D、以上均不对7.下面关于力偶说法错误的有( )。
A、由大小相等、方向相反、作用线平行且不共线的两个力组成的力系，称为力偶B、力偶的两个力作用线间的垂直距离d称为力偶臂C、力偶中两力所在的平面称为力偶的作用面D、力偶能再简化成一个合力8.作用于OA杆上的力，如图所示，已知F1=5KN，F2=10KN，F3=5KN，F2对O的力矩为( )。
A、5KN·mB、0C、-5KN/mD、5KN/m9.作用于OA杆上的力，如图所示，已知F1=5KN，F2=10KN，F3=5KN，F1对O点的力矩为( )。
A、5KN·mB、5KN/mC、-5KN·mD、-5KN/m10.悬臂梁A（不计梁的重力）的受力如下图所示，其中q=10N/m，杆件长2m，则A的反力为( )。
中职土木工程力学基础3.4
例2：如图a 所示的铰接支架中，杆AC 为圆形钢杆，直径d=10 mm，许用应力[σ]=160 MPa，横梁BC 受到均布荷载q 作用。 试根据正应力强度条件确定许用荷载[q] 的值。
解：（1） 计算杆AC 的 轴力FNAC。 取横梁BC 为 研究对象， 其受力图如 图b 所示， 由平面一般力系平衡方程得
F x 0, F NAC F cos 45 0 2 70.7kN F NAC F cos 45 100 2 F y 0, F NBC F sin 45 0
F NBC
F sin 45 100
2 70 .7 k N 2
（2） 校核钢索的强度。
3.4 直杆轴向拉、压的强度计算
一、 许用应力
FN 在荷载作用下产生的实际应力称为工作应力 A
材料所能承受的应力限度称为材料的极限应力或危险应 力（σ u），材料的极限应力一般由试验确定。 将极限应力σ u 除以一个大于1 的安全因数n 作为构件正常 工作时所允许产生的最大应力，称为许用应力，用[σ ] 表 示。安全因数n 由有关设计规范来确定。
u
n
二、 轴向拉、压杆的强度条件
F N
A
利用强度条件可以解决土木工程中的三类问题： 1. 强度校核 在已知荷载、材料的许用应力的情况下，验算杆件的强度是 否满足要求。若σ ≤[σ ] ，则杆件满足强度要求，否则说明 杆件的强度不满足。 2. 截面设计 在已知荷载、材料的许用应力的情况下，由
F N
A
计算出截面面积后，再根据实际情况确定截面形状和尺寸 3. 确定许用荷载 在已知杆件的截面尺寸和材料许用应力的情况下，由
《土木工程力学基础(多学时)》课件1
一.课程介绍
职业 技能 目标 简单结构受力分析能力 力系平衡条件的运用能力 柱的内力、 梁、柱的内力、强度计算能力 细长压杆稳定性分析能力 工程实际问题的分析判断能力
——就业能力 就业能力
课程目标 学习能力 工作能力 数字逻辑应用能力 合作协调能力 信息技术能力 语言文字能力 创新能力 安全环保质量意识
有综合职业能力，从事工业与民用建筑的施工操作和基 有综合职业能力，从事工业与民用建筑的施工操作和基 层技术管理的高素质劳动者和中初级专门人才。 层技术管理的高素质劳动者和中初级专门人才。 操作岗位：材料试验工、木工、砖瓦工、抹灰工、 操作岗位：材料试验工、木工、砖瓦工、抹灰工、钢筋 混凝土工、油漆工、防水工、测量放线工、 工、混凝土工、油漆工、防水工、测量放线工、架子工 基层管理岗位：施工员、预算员、质量员、安全员、 基层管理岗位：施工员、预算员、质量员、安全员、材 料员
2．土木工程力学的研究对象
杆件——长度方向的尺寸远大于横截面的 长度方向的尺寸远大于横截面的 杆件 宽度和厚度尺寸（ 倍以上）的构件。 宽度和厚度尺寸（5倍以上）的构件。 薄壳结构——厚度远远小于另外两个方向的尺寸 薄壳结构 厚度远远小于另外两个方向的尺寸 的构件。 的构件。 实体结构——三个方向的尺寸基本相仿的构件。 实体结构 三个方向的尺寸基本相仿的构件。 三个方向的尺寸基本相仿的构件
平面杆系结构的类型有： 平面杆系结构的类型有： 刚架、桁架、 梁、拱、刚架、桁架、组合结构
拱
外伸梁
桁架
3.土木工程力学的力学模型 3.土木工程力学的力学模型
1.刚体 是在任何外力作用下， 1.刚体——是在任何外力作用下，其大小、形状保持不变 刚体 是在任何外力作用下 其大小、 的物体。 的物体。 2.变形固体 按照连续、 2.变形固体 ——按照连续、均匀、各向同性假设而理想化 按照连续 均匀、 了的一般变形固体 3.变形固体的基本假设 3.变形固体的基本假设 认为物体的材料结构是密实的， （1）连续性假设 认为物体的材料结构是密实的，物体内 材料是毫无空隙地连续分布。 材料是毫无空隙地连续分布。 认为材料的力学性质是均匀的， （2）均匀性假设 认为材料的力学性质是均匀的，从物体上 任取或大或小的一部分，材料的力学性质均相同。 任取或大或小的一部分，材料的力学性质均相同。 认为材料的力学性质是各向同性的， （3）各向同性假设 认为材料的力学性质是各向同性的，材 料沿不同的方向具有相同的力学性质。 料沿不同的方向具有相同的力学性质。
土木工程力学基础试题
土木工程力学基础试题试题一1. 介绍土木工程力学基础的重要性和应用领域（150字）土木工程力学基础是土木工程专业学生必修的一门课程。
它主要涉及力学的基本原理和应用，为学生打下坚实的力学基础。
土木工程力学基础在土木工程设计、结构分析和施工中发挥着重要的作用。
通过学习这门课程，学生能够了解土木工程中的力学相关理论和方法，为他们未来的工作提供帮助。
2. 力学基本原理概述（300字）力学基本原理是土木工程力学基础的核心内容之一。
它包括三个主要方面：静力学、动力学和力学性能分析。
静力学主要研究在物体静止或平衡状态下的受力和力的平衡问题，其中包括力的合成、分解等。
动力学研究物体在运动状态下的受力和力的作用问题，包括速度、加速度和质点运动的相关概念。
力学性能分析是研究力对物体的作用和影响，如弯曲、剪切等。
力学基本原理的掌握对土木工程专业学生来说是至关重要的。
它为他们在土木工程设计和结构分析中提供了理论依据。
学生通过学习力学基本原理，能够正确地分析和解决土木工程中的力学问题，确保结构的稳定和安全。
3. 举例说明土木工程力学基础在实际应用中的重要性（500字）土木工程力学基础在实际应用中发挥着重要的作用。
以下举例说明：首先，土木工程力学基础在土木工程设计中起着关键作用。
设计土木工程结构时，需要考虑材料的受力情况和结构的稳定性。
通过运用力学基本原理，设计师可以合理地选择材料和构建结构，确保其满足设计要求和安全标准。
其次，土木工程力学基础在结构分析中也是不可或缺的。
结构分析是为了确定结构的强度和稳定性，及时发现和解决隐患。
通过力学基本原理的运用，工程师可以确定结构的最大承载能力，预测其在负载下的变形和破坏情况，从而进行相应的优化设计和调整。
此外，土木工程力学基础在施工中也发挥着重要作用。
在施工过程中，需要考虑重大设备的安装和搬运，以及建筑物在施工时可能出现的力的作用。
通过掌握力学基本原理，可以预测和解决潜在的施工难题，确保施工过程的顺利进行。
土木工程力学基础少学时教学课件汇总整本书电子教案全套教学教程完整版电子教案
满载时，在起重机即将绕B点翻倒的临界情况下，有FA=0。由此可求出平衡重W3的最小值。
空载时，载荷W2=0。在起重机即将绕A点翻倒的临界情况，有FB=0。由此可求出平衡重W3的最大值。
实际工作时，起重机不允许处于临界平衡状态，因此，起重机不致翻到的平衡重取值范围为
三、约束与约束反力
6）可动铰支座——在固定铰支座的底座与固定物体之间安装若干辊轴使其可作适当移动而不能离开支承面构成的支座。 约束反力垂直于支承面且通过铰链中心，但指向不定。
RA
三、约束与约束反力
7）固定端约束——既限制构件任何相对的移动，又限制构件任何相对的转动的约束。 固定端约束反力：一个方向待定的约束反力和一个转向待定的约束反力偶。
三、约束与约束反力
三、约束与约束反力
4）链杆约束 两端用铰链与其他物体相连且中间不受力(自重忽略不计)的直杆称为链杆,链杆的约束反力沿着链杆的轴线方向指向不定。
5）固定铰支座——用光滑圆柱铰链把结构或构件与基础或支承物相连接而形成的支座。 约束反力通过铰链中心方向不定常用两个相互垂直的分力表示。
一、力的概念
1、力与刚体的概念
力是物体之间的相互机械作用。 这种作用使物体的运动状态发生变化（运动效应）或者使物体的形状发生改变（变形效应） 外效应：使物体的运动状态发生改变； 内效应：使物体的形状发生改变 力是矢量 力的三要素：力的大小、方向、作用线 力的单位：牛[顿]（N）或千牛（kN） 分布力和集中力
即，合力在任一轴上的投影，等于它的各分力在同一轴上投影的代数和，称为合力投影定理
例题：如图所示，刚架上作用力P，试计算A、B两处约束力。
中职土木工程力学基础ppt课件
因为灯、梁和坐在椅子上的人的运动受到周围物体的限制 ，而不可能在空间某些方向运动。这种限制物体运动的物 体在力学中称为约束。绳索是灯的约束，墙或柱子是其所 支承的梁的约束，椅子是坐在它上面的人的约束。
一、约束与约束反力的概念
•约束：限制物体运动的物体（通常是两物体相互接触而产生限 制，同时约束也是相互的）
(a)
(b)
自我测试 学习目标
3. 链杆约束
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杆件两端是铰（或固定铰支座），且两铰之间不受任何力杆称 为链杆。 限制物体的运动：只能限制物体沿链杆的轴线方向的运动，而 不能限制其它方向的运动。 约束反力：链杆的约束反力沿链杆两端铰的连线，指向不定。
课题内容
名师点评
课堂练兵
4.三种支座
(1).可动铰支座 限制物体的运动：不能限制物体绕销钉轴线的转动和沿支承面 方向的移动，只能限制构件沿垂直于支承面方向的移动。 约束反力：通过构件与支承面，并垂直于支承面，方向可能向 上，也可能向下。
二、几种常见的约束及其约束力
1.柔体约束 限制物体的运动：
只能限制物体沿着柔 体伸长方向的运动。
约束反力 ：通 过接触点，沿柔体中 心线作用的拉力，即 背离被约束的物体约 束反力的方向总是和 该约束所能阻碍物体 的运动方向相反。
绳索、链条、胶带等构成的约束，只能承受拉力，不 能承受压力 。
绳索、链条、皮带等都是柔体约束 柔体约束反力画法举例
在工程实际中，大型钢梁或一些钢架桥以及立交桥的伸缩缝 处的一端常采用可动铰支座（如下图所示 ）。其作用是： 当因热胀冷缩而长度稍有变化时，可动铰支座相应地沿支承 面滑动，从而避免温度变化引起的不良后果
(2)固定铰支座
限制物体的运动：可限制物体在垂直于销钉轴线的平面内沿任 意方向的移动，而不限制构件绕销钉轴线的转动。 约束反力：两个互相垂直的未知力F x、F y来表示。
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杆件的横截面在变形前是平面，变形后仍保持为平面且与杆件 的轴线垂直，此假设称为平面假设。 根据平面假设，两横截面在变形后只是相对平移了一段距离， 这表明同一横截面上各点的变形是相同的，而各点的变形是 由分布在该点的内力（应力）引起，说明各横截面上各点的 内力分布是相同的，即应力在横截面上是均匀分布的（图c）。 若应力用σ 表示，横截面面积为A，轴力为FN
解： （1） 计算各杆 的轴力。如图b 所示， 取结点B 为研究对象， 杆件轴力均假设为受拉 （背离结点）。根据平 衡条件得 Σ Fy=0, -FNBCsin45º -W=0
FNBC=-28.3 kN（压力）
Σ Fx=0, -FNBCcos45º-FNBA=0
FNBA=20 kN ( 拉力)
（2） 计算各杆的正应力。
FN A
上式便是轴向拉、压杆横截面上的正应力计算公式 注意：计算时将轴力的正负一同代入，若得到的应力为正表 示是拉应力，若得到应力为负表示是压应力。
轴向拉压应力计算举例
例1：铰接三角形支架在点B 承受一重物W=20 kN（图a），杆 AB为直径为d=25 mm的钢制圆杆，杆CB为边长a=80 mm的正方形 截面木杆。试计算杆AB 和杆CB 横截面上的正应力。
二、 轴向拉、压杆横截面上的正应力分布规律 [ 做一做] 取一根等截面的圆形橡胶棒，在其表面画上两条圆周线表示 其所在的横截面（图a），然后在两端施加两个大小相等、方 向相反的轴向拉力使其产生伸长变形（图b），试观察其圆周 线发生了但圆周线仍然垂直于轴 线方向，即沿轴线方向平行移动了一段距离。
3.3 直杆轴向拉、压横截面上的正应力
一、 应力的概念
［观察与思考］ 取两根粗细不同但材质相同的绳子，用同样大小的力去拉它， 它们所受的轴力是否相等？当拉力逐渐增大时，哪一根绳子 先被拉断？为什么？ 从试验可以看到：同样的材料，受同样大小的轴向外力作用 时，细的绳子比粗的容易拉断。因轴力虽然相同，但它们在 单位面积上分布的内力并不相等，即细绳单位面积上的内力 较大，所以易被拉断。我们把单位面积上分布的内力称为应 力。应力反映了内力的分布集度。 在国际单位制中，应力的单位是帕（Pa）或兆帕（MPa）， 有1 Pa=1 N/m2 ，1 MPa=1 N/mm2=106 Pa
20 103 F NBA 40.8MPa(拉应力) BA 2 25 ABA 4 3 28 . 3 10 F NBC 4.4MPa(压应力) BC 80 80 ABC
注意： 在计算应力时，各量的单位：轴力FN为牛（N）、面积A 为毫米2（mm2）、应力σ 为兆帕（MPa）； 或者：轴力FN为牛（N）、面积A为米2（m2）、应力σ 为 帕（Pa） 。