建筑力学受力分析
建筑力学1知识点总结
建筑力学1知识点总结建筑力学是土木工程中的一门基础课程,它研究的是建筑结构在受力作用下的力学性能。
通过建筑力学的学习,可以掌握建筑结构的受力分析、设计和计算方法,为工程实践提供科学依据。
建筑力学的知识点涉及很广,包括静力学、结构分析、材料力学等方面。
本文将从静力学、结构分析和材料力学三个方面进行知识点总结。
一、静力学1.1 受力分析受力分析是建筑力学的基础,它主要研究物体在受力作用下的平衡状态。
受力分析包括平衡条件、力的合成与分解、力的作用点、力的传递等内容。
学习受力分析可以帮助我们理解建筑结构受力的特点和规律,为后续的结构分析和设计提供基础。
1.2 杆件受力杆件受力是指杆件在受外力作用下的变形和内力状态。
在建筑力学中,我们将杆件分为拉杆和压杆两种,分别对应拉力和压力状态。
学习杆件受力可以帮助我们理解结构中的受力情况,为后续结构设计提供依据。
1.3 荷载分析荷载分析是指对建筑结构所受外部荷载的评估和分析。
建筑结构在使用过程中会受到自重、活载、风载等多种荷载的作用,因此需要进行荷载分析以确定结构的承载能力。
学习荷载分析可以帮助我们理解结构承载能力的来源和计算方法,为结构设计提供依据。
1.4 统计分析统计分析是指对结构受力的概率分布和可靠度进行分析。
在建筑工程中,由于结构受力的不确定性,需要进行统计分析来评估结构的安全性。
学习统计分析可以帮助我们理解结构受力的概率分布和可靠度计算方法,为工程实践提供科学依据。
二、结构分析2.1 结构体系结构体系是指建筑结构中的组成部分和相互作用关系。
在建筑力学中,我们将结构体系分为框架结构、桁架结构、悬索结构、索塔结构等多种类型。
学习结构体系可以帮助我们理解结构的受力路径和受力传递规律,为结构设计提供依据。
2.2 静定系统静定系统是指结构中的部件数目与未知反力数目相等的系统。
在建筑力学中,我们将静定系统分为平面桁架、空间桁架、梁系、拱系等多种类型。
学习静定系统可以帮助我们理解结构的受力分析和计算方法,为结构设计提供依据。
建筑力学 物体的受力分析和受力图
物体的受力分析是建筑力学的基础 画物体的受力图也是学习建筑力学的关键
基本概念
静力学公理
物体的受力分析
常见约束
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
一、单个物体的受力图 画单个物体的受力图: ⑴首先要明确研究对象,并把该物体从周
围环境中脱离出来; ⑵再把已知主动力画在简图上; ⑶最后根据实际情况,分别在解除约束处
二、物体系统的受力图 物体系统包含多个物体,其受力图画法与
单个物体相同,只是研究对象可能是整个物体 系统或系统的某一部分或某一物体。
⑴画物体系统整体的受力图时,只须把整 体作为单个物体一样对待。
⑵画系统的某一部分或某一物体的受力图 时,只须把研究对象从系统中分离出来,同时 注意被拆开的联系处,有相应的约束反力,并 应符合作用力与反作用力公理。
对每一个力都应明确它是哪一个物体施加 给研究对象的,不能凭空产生,也不能漏掉。
3. 注意约束反力与约束类型相对应。 每解除一个约束,就有与它相应的约束反
力作用于研究对象;约束反力的方向要依据约 束的类型来画,不能根据主动力的方向来简单 推想。另外,同一约束反力在各受力图中假定 的指向应一致。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
例1-4 梁AC和CD用圆柱铰链C连接,并支承在 三个支座上,A处是固定铰支座,B和D处是可动 铰支座,如图所示。试画梁AC、CD及整梁AD的 受力图。梁的自重不计。
F2
F1
E
H
A
BC
D
F2
A
E
F1 H
FAx
BC
D
FAy
FB
FD
建筑力学受力分析-PPT
约束反力的方向必与该约束所能够阻碍的位移方向相反,大
小通常是未知的。
大家好
5
工程中常见的几类 约束
1. 具有光滑接触表面的约束
● 约束特征:
只限制物体沿 公法线趋向于支承 面方向的运动
齿轮传动
凸轮传动
大家好
6
● 反力特征: 方位:沿接触处的共法线 指向:指向物体(物体受压)
FNC
FNB
C
A B
FNA
物体的受力分析
确定物体受了几个力,每个力的作用位置和力的作用方向。
主动力与被动力
主动力:促使物体运动或有运动趋势的力,其大小和方向 都已知。如重力、水压力等。
被动力:由主动力引起并随其变化的力,其大小和方向都 不知。如约束反力。
受力图——施力物体对研究对象的所有作用力的简图。
大家好
29
例题1
A
C
B
(3)力的作用点。
F
F0
可用一矢量表示F F = F F0
(定位矢量或固定矢量)
力的单位
N(大牛家好顿)、kN(千牛) 4
§2-1 约束和约束反力
自由体 —— 位移不受限制的物体。 非自由体 —— 位移受到限制的物体。
★ 约束:对非自由体的某些位移起限制作用的周围 物体称为约束。
★ 约束反力
约束对非自由体施加的力——约束反力
建筑力学
第二章 结构计算简图 物体受力分析
大家好
1
§2-0 刚体和力的概念
1. 刚体的概念
在力的作用下,其内部任意两点之间的距离始终保 持不变。
刚体是抽象化的力学模型
基础力学I研究的物体都是刚体 刚体力学
静力学——刚体静力学
大一建筑力学知识点
大一建筑力学知识点建筑力学是建筑工程中的基础学科,是建筑师和工程师必须熟悉的一门学科。
它涵盖了结构力学、材料力学、力学原理和计算方法等内容。
本文将对大一建筑力学的知识点进行介绍和总结,以帮助读者了解和掌握这门学科。
一、结构力学1.受力分析:结构的受力分析是为了了解和计算结构物上的各个构件受力情况。
其中常见的受力分析方法有平衡条件法、截面等效法和切割法等。
通过这些方法,可以求解出结构物上各个构件的受力情况,并作出相应的设计和改进。
2.弹性力学:弹性力学主要研究物体在受力作用下的形变和应力分布规律。
其中常见的弹性概念有针对材料的弹性模量、材料中的弹性极限和临界状态等。
在建筑工程中,弹性力学的理论应用十分广泛,能够帮助工程师进行结构的设计和分析。
二、材料力学1.材料性质:材料力学关注材料的物理和机械性质,例如强度、刚度、韧性、脆性等。
在建筑工程中,根据实际的使用需求和安全要求,需要选择适合的材料,并通过计算和实验等手段确定其性能。
2.材料的强度:材料的强度是指抵抗外部力量破坏的能力。
在建筑力学中,对于不同的材料有不同的强度计算方法。
常见的材料强度有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
三、力学原理和计算方法1.静力学原理:静力学是力学的一部分,主要研究物体在力和力矩平衡条件下的运动和静止情况。
在建筑力学中,静力学原理被广泛应用于结构物的稳定性分析和力学计算。
2.静力学计算方法:静力学计算方法主要包括力的平衡条件、受力分析、力矩平衡、曲杆平衡等。
这些计算方法能够帮助工程师计算结构物上各个点的受力情况和承载能力。
结语:以上是关于大一建筑力学的一些基本知识点的介绍和总结。
建筑力学作为建筑工程中的重要学科,对于设计、分析和改进结构物起着至关重要的作用。
希望本文的内容能够帮助读者更好地理解和掌握大一建筑力学相关知识,为将来的学习和实践打下坚实的基础。
结构的计算简图及受力分析—支座的简化(建筑力学)
支座的简化
3 固定(端)支座 既限制构件沿任何方向移动,又限制构件转动的支座。
固定端支座计算简图
支座反力
正交方向的两个力: FAx、FAy限制移动
一个反力偶:
MA限制转动
支座的简化
3 固定(端)支座 如图所示的钢筋混凝土柱:
将柱的下端插入杯形基础预留的杯口中后,用细石混凝土浇筑填实, 当柱插入杯口深度符合一定要求时,可认为柱脚是固定在基础内的, 限制柱脚的水平移动、竖向移动和转动, 因此可简化为固定(端)支座,其简图及支座反力如右图所示。
常见约束类型及约束反力
(3)圆柱铰链约束 约束力作用线通过销钉中心与接触点。 接触点的位置一般不能预先确定, 铰链的约束力方向不定, 通常用两个正交分力表示。
支座的简化
支座:是将结构物与基础或地面连接在一起的装置或构造 支座的作用是把结构物与基础或地面连接起来,使结构物能稳固在地基上 对结构物或构件来说,支座实质上也是一种约束 在对具体结构物进行分析时,当一个构件支承于另一个构件时,其连接处 对前一构件来说也称为支座。 实际结构中,基础对结构的支承形式多种多样,但根据支座的实际构造和约 束特点,在平面杆系结构的计算简图中,支座通常可简化为:固定铰支座、 活动铰支座、固定端支座和定向支座4种基本类型。
支座的简化
1 固定铰支座 用圆柱铰链把结构或构件与支座底板连接,并将底板固定在支承物上构成的支座。 固定铰支座计算简图
固定铰支座能限制构件在垂直于销钉平面内任意方向的移动, 而不能限制构件绕销钉的转动。 对构件的支座反力如图所示:——正交方向的两个分力
支座的简化
1 固定铰支座
在房屋建筑中,构造要求各不相同,但只要它具有约束两个方向的移动的 性能,而不约束转动,即可视为固定铰支座。
建筑力学形考作业1-4
建筑力学形考作业1-4引言:建筑力学是建筑工程中必不可少的一门基础学科,它涉及了建筑物的结构设计、力学分析等内容。
本文是建筑力学形考作业1-4的文档,将从四个方面进行详细阐述。
一、建筑力学概述建筑力学是研究建筑物在荷载作用下的受力性能和变形规律的科学。
它包含了物理力学、结构力学和材料力学等内容。
在建筑工程中,力学的应用可以确保建筑物的安全可靠,并且能够保证建筑物在荷载作用下具有足够的承载能力。
二、建筑物的受力分析方法1. 静力分析法静力分析法是建筑力学中最常用的一种分析方法。
它基于牛顿第二定律和平衡条件,通过对建筑物各个部分进行分析,求解出各个零件的受力情况。
静力分析法适用于简单的建筑物结构,可以通过手算或者计算机辅助来求解。
2. 刚度分析法刚度分析法是一种基于刚体力学的分析方法。
它假设建筑物是一个由刚体组成的系统,通过计算刚体的位移和变形来分析建筑物的受力情况。
刚度分析法适用于刚结构和柔性结构的分析,可以得到比较准确的受力结果。
3. 系数法系数法是一种通过系数的计算来分析建筑物受力的方法。
它通过对建筑物各个零件的受力情况进行线性化,然后利用系数求解出建筑物整体的受力情况。
系数法适用于复杂的建筑物结构,可以通过计算机来进行求解。
三、建筑物的结构设计原则1. 安全可靠性建筑物的结构设计首要原则是保证安全可靠性。
结构设计师需要根据建筑物的使用要求和荷载条件,确定建筑物的结构形式和尺寸,确保建筑物在正常使用和极限荷载情况下都能够保持稳定和安全。
2. 经济性结构设计还需要考虑经济性。
设计师需要在满足安全要求的前提下,尽可能减少材料的使用量,降低建筑物的成本。
经济性的考虑还包括施工的可行性和施工成本的控制。
3. 实用性建筑物的结构设计还需要考虑实用性。
设计师需要根据不同的建筑用途,确定不同的结构形式和空间布局,以满足建筑物的功能和使用要求。
同时,还需要考虑建筑物的维修和改造工作的便利性。
四、建筑物的荷载计算和结构设计案例为了更好地理解建筑力学的应用,下面将介绍一个建筑物的荷载计算和结构设计案例。
建筑力学中的各种名词解释
建筑力学中的各种名词解释引言:建筑力学是研究建筑物结构力学行为的学科,它涉及到大量的专业名词和术语。
本文将对建筑力学中的各种名词进行解释和阐述,希望能够为读者提供一些帮助和理解。
一、受力分析受力分析是建筑力学中最基础也最重要的内容之一。
在建筑结构中,力的作用可以分为静力和动力。
静力是指力的平衡状态,其大小和方向相等;动力则是力的不平衡状态,会导致结构的变形和破坏。
在受力分析中,我们常用到的名词有以下几个:1.应力(Stress):在结构中发挥作用的力产生的内部反作用力。
它可以分为正应力、剪应力和轴心力。
2.应变(Strain):由于外力作用而导致的结构变形程度。
应变可以分为线性应变和非线性应变。
3.弹性(Elasticity):指结构材料的恢复能力,当外力作用消失时能够恢复到原来的形状。
4.屈服(Yield):结构材料在受力情况下出现的可逆性变形。
超过一定应力值后,材料无法恢复原状,并被认为已经屈服。
5.失稳(Instability):结构在受力过程中由于外力作用超过其承载能力而导致的倒塌。
二、承载力分析承载力分析是建筑力学中的关键内容之一,它主要研究结构的稳定性和承载能力。
1.静力学平衡(Static Equilibrium):结构受力状态下各部分力的相互平衡。
2.荷载(Load):指施加在结构上的外力,包括自重荷载、活载和地震荷载等。
3.承载能力(Bearing Capacity):结构能够承受的最大荷载。
4.强度(Strength):材料或者结构在承载外力作用下不发生破坏的能力。
5.变形(Deformation):由于外力作用引起的结构形状、尺寸、位置的改变。
三、构件和构造构件和构造涉及到建筑结构中的各个部分,是结构力学中重要的概念。
1.梁(Beam):用于承担和传递荷载的构件,其承载方式通常为弯曲。
2.柱(Column):用于承担和传递上部结构荷载的垂直构件。
3.墙(Wall):承担纵向、横向荷载传递作用的结构构件。
建筑力学基础知识—约束与约束反力,受力图绘制
1.1约束与约束反力
1. 新课导入
计算工程实际问题的过程
实际对象→力学模型→ 数学模型→计算
• 力学模型的合理性直接决定计算结果的正确性,因此模型的概念和建立力学 模型的思想是力学教学的一个重点。
• 今天我们通过物体间的接触与连接方式的简化来体会建模思想和建模过程。
1. 新课导入
自由体 可以在空间任意运动、不受 限制的物体
2.探索研究——约束类型与反力
(二)光滑接触面约束 • 工程实例分析(2)
N
N
N
2.探索研究——约束类型与反力
(三)链杆约束 • 两端各以铰链与其他物体相连接且中间不受力(包括物体本身的自重) 的直杆称为链杆。
➢ 约束反力特点:链杆可以受拉或者是受压,但不能限制物体沿其他方向 的运动和转动,用F表示。
2.探索研究——约束类型与反力
(一)柔体约束(绳索约束)
• 由柔软而不计自重的绳索、链条、传动带等形成的约束,称为柔体约束。
➢ 约束反力特点:只能限制物体沿着柔体的中心线的运动,只能承受拉力, 用T或者FT表示
➢ 作用点:连接点或假设截割处 ➢ 反力方向:其方向沿着柔索的中心线而背离物体
2.探索研究——约束类型与反力
➢ 作用点:接触点 ➢ 反力方向:总是沿着链杆的轴线方向,指向不定 。
2.探索研究——约束类型与反力
(三)链杆约束 • 工程实例分析
C A
B
B
FB
FA
A
2.探索研究——约束类型与反力
(四)圆柱铰链约束 • 两物体分别钻有直径相同的圆柱形孔,用一圆柱形销钉连接起来,在 不计摩擦时,即构成光滑圆柱形铰链约束,简称铰链约束。
2.探索研究——约束类型与反力
建筑力学的知识点公式总结
建筑力学的知识点公式总结1. 受力分析在建筑力学中,受力分析是非常基础的知识点,它是分析结构在外力作用下的受力和变形情况。
受力分析的基本原理是平衡条件,即结构受力平衡,外力和内力之和为0。
常见的受力分析问题包括梁的受力分析、柱的受力分析、桁架的受力分析等。
2. 弹性力学弹性力学是研究材料在外力作用下的变形和应力、应变关系的学科。
在建筑力学中,弹性力学是非常重要的知识点,它涉及了材料的力学性质、变形规律和材料的弹性极限等。
弹性力学的基本公式包括胡克定律、杨氏模量、泊松比等。
3. 结构力学结构力学是研究结构在外力作用下的受力和变形情况的学科。
在建筑力学中,结构力学包括了梁的受力分析、柱的受力分析、框架结构的受力分析等。
结构力学的基本公式包括静力平衡方程、变形公式、内力计算公式等。
4. 桥梁力学桥梁力学是研究桥梁结构在外力作用下的受力和变形情况的学科。
在建筑力学中,桥梁力学是一个重要的分支学科,它涉及了桥梁的受力分析、变形分析、挠度计算等。
桥梁力学的基本公式包括桁架结构的受力分析公式、桁架结构的位移计算公式等。
5. 基础力学基础力学是研究基础在外力作用下的受力和变形情况的学科。
在建筑力学中,基础力学是非常重要的知识点,它涉及了基础的受力分析、变形分析、承载力计算等。
基础力学的基本公式包括基础的受力分析公式、基础的变形计算公式等。
综上所述,建筑力学是土木工程学科中的重要基础学科之一,它涉及了受力分析、弹性力学、结构力学、桥梁力学和基础力学等多个方面的知识。
掌握建筑力学的知识对于土木工程师来说是非常重要的,它可以帮助工程师更好地设计和施工结构,确保结构的安全性和稳定性。
建筑力学的知识点和公式虽然繁多,但只有通过实践和不断的学习,才能真正掌握其中的精髓。
建筑力学知识点归纳总结
建筑力学知识点归纳总结一、建筑力学概述建筑力学是研究建筑结构受力、变形和稳定的一门工程学科,主要包括静力学、材料力学、结构力学和工程力学等内容。
在建筑工程中,建筑力学是一个非常重要的学科,它对建筑结构的设计、施工和使用具有重要的指导意义。
二、静力学基础知识1.力,力是物体受到的外部作用而产生的相互作用,是矢量量。
2.力的作用点,力作用的位置称为力的作用点。
3.力的方向,力的方向是力的作用线,是力的矢量方向。
4.力的大小,力的大小又叫力的大小,是力的矢量大小。
5.平衡,如果物体受到的所有外力的合力为零,则物体处于平衡状态。
6.受力分析,受力分析是指对受力物体进行力的平衡分解和求解的过程。
7.力的合成,力的合成是指将几个力按照一定规律组合成一个力的过程。
8.力的分解,力的分解是指将一个力按照一定规律分解成几个分力的过程。
9.力的共线作用,共线力是指作用在一个平面上的几个力共线的情况,此时可以采用平行四边形法则计算合力。
三、材料力学基础知识1.材料的分类,建筑材料一般分为金属材料、非金属材料、复合材料等。
2.拉伸应力和应变,拉伸应力是指物体在拉伸力作用下单位横截面积所受的力,拉伸应变是指单位长度的伸长量。
3.拉压比强度,拉压比强度是指材料的拉伸强度和压缩强度的比值。
4.剪切应力和应变,剪切应力是指物体在剪切力作用下单位横截面积所受的力,剪切应变是指单位长度的变形量。
5.剪应力比强度,剪应力比强度是指材料的抗剪强度和抗拉强度的比值。
6.弹性模量,弹性模量是指材料在拉伸和压缩时产生的应力与应变之比。
7.材料的破坏模式,材料主要包括拉伸、压缩、剪切、扭转等几种破坏模式。
四、结构力学基础知识1.刚性和柔性,建筑结构在受力下表现出的抗变形能力称为刚性,某些结构在受力下产生较大变形,称为柔性。
2.受力构件,建筑结构中的受力构件主要包括梁、柱、墙、板等。
3.梁的受力状态,梁在受力状态下通常会受到弯矩、剪力和轴力的作用。
建筑力学(工程力学)课件 第2章 结构计算简图、物体受力分析
五邑大学土木建筑系
3.光滑铰链约束
Wuyi University
物体受力分析-11
工程力学—第二章 结构计算简图· 物体受力分析
五邑大学土木建筑系
4、铰支座 分:固定铰支座、滚动铰支座(辊轴支座)
Wuyi University
固定铰支座:
物体受力分析-12
工程力学—第二章 结构计算简图· 物体受力分析
工程力学—第二章 结构计算简图· 物体受力分析
五邑大学土木建筑系
§2.2
一、结构计算简图
结构计算简图
Wuyi University
概念:
1、支座简化——
为什么采用计算简图?
荷载简化-构件简化-支座简化-结点简化-系统简化
2、节点简化——
节点——构件的交点, 分:铰节点、刚节点、组合节点
物体受力分析-21
③二力体:只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。
二力杆
物体受力分析-2
工程力学—第二章 结构计算简图· 物体受力分析
五邑大学土木建筑系
公理2
加减平衡力系原理
在力的可传性。 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一
Wuyi University
[练习3]
D K K C B Ⅰ
3. 杆DE的受力图
FK
Wuyi University
FCx C
FEy
E
FCy
E
FEx
Ⅱ
4. 轮Ⅰ (B处为没有销钉 的孔)的受力图
FK
B
FB1y FB1x
Ⅰ
G
F1
物体受力分析-41
工程力学—第二章 结构计算简图· 物体受力分析
绘制受力图—受力分析与受力图(建筑力学)
2) 画BC 部分的受力图。BC部分的E处受
到主动力偶M的作用。B处为活动铰支座,
其反力FB垂直于支承面;C处为铰链约 束,约束力FC通过铰链中心。由于力偶 必须与力偶相平衡,故FB的指向向上, FC的方向铅垂向下。BC 部分受力如图。
M
FC
FB
取分离体 画主动力 画约束力
3) 画AC 部分的受力图。AC 部分的D处
受到主动力 F 的作用。C 处的约束力为
FC,FC 与 FC 互为作用力与反作用力。
A处为固定端,其反力为FAx、FAy、MA。
MA
F 60
AC部分受力如图。
取分离体
FAx
FAy
FC
画主动力
画约束力
通过以上例题可以看出,为保证受力图的正确性,不能多画力、少画 力和错画力。为此,应着重注意以下几点:
受力分析与受力图
受力分析与受力图
在求解工程中的力学问题时,一般首先需要根据问题的已知条件和待求 量,选择一个或几个物体作为研究对象,然后分析它受到哪些力的作用,其 中哪些是已知的,哪些是未知的,此过程称为受力分析。
对研究对象进行受力分析的步骤如下: 1)取分离体。将研究对象从与其联系的周围物体中分离出来,单独画出。 分离出来的研究对象称为分离体。 2) 画主动力和约束反力。画出作用于研究对象上的全部主动力和约束力。 得到的图称为受力图或分离体图。
例: 小车连同货物共重W,由绞车通过钢丝绳牵引沿斜面匀速上升(如图)。不 计车轮与斜面间的摩擦,试画出小车的受力图。
解 (1) 取分离体。将小车从钢丝绳和
斜面的约束中分离出来,单独画出。
作用于小车上的主动力为W,其作用
点为重心C,铅垂向下。
取分离体
建筑力学 物体的受力分析和受力图
3. 注意约束反力与约束类型相对应。 每解除一个约束,就有与它相应的约束反
力作用于研究对象;约束反力的方向要依据约 束的类型来画,不能根据主动力的方向来简单 推想。另外,同一约束反力在各受力图中假定 的指向应一致。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
F2
FCy
A
E
FAx FAy
B C FCx FB
F1 CH
F’Cx
D
F’Cy FD
特别注意:
⑴支座A、B、C处的反力,在不同的受力
图中应保持一致。 ⑵铰C处的反力,应符合作用力与反作用
力公理。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
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。
二、物体系统的受力图 物体系统包含多个物体,其受力图画法与
单个物体相同,只是研究对象可能是整个物体 系统或系统的某一部分或某一物体。
⑴画物体系统整体的受力图时,只须把整 体作为单个物体一样对待。
⑵画系统的某一部分或某一物体的受力图 时,只须把研究对象从系统中分离出来,同时 注意被拆开的联系处,有相应的约束反力,并 应符合作用力与反作用力公理。
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。
F
FAx
F
A
B
FAy O
FB
F
FA
FB
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
例1-3 一水平梁AB受已知力F作用,A端是固定 端支座,梁AB的自重不计,如图所示。试画出 梁AB的受力图。
第2章 建筑力学
作用于同一个物体上。
说明:①对刚体来说,上面的条件是充要的
②对变形体来说,上面的条件只是必要条件(或多体中)
③二力体:只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。
二力杆Biblioteka 公理2加减平衡力系原理
在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系,并不改变 原力系对刚体的作用。 推论1:力的可传性。 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一
例:如图1-28a所示,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,试画出梁AB的受力图。
例:如图1-28a所示,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,试画出梁AB的受力图。 【解】 (1)取梁AB为研究对象。 (2)画出主动力F。 (3)画出约束力。梁B端是可动铰支座,其约束力是FB,与 斜面垂直,指向可设为斜向上,也可设为斜向下,此处假设斜 向上。A端为固定铰支座,其约束力为一个大小与方向不定的R, 用水平与垂直反力Fax、Fay,表示,如图1-28b。
公理3
力的平行四边形法则
R F1 F2
公理3
力的平行四边形法则
作用于物体上同一点的两个力可合成 一个合力,此合力也作用于该点,合力的 大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的 平行四边形的对角线来表示。
R F1 F2
推论2:三力平衡汇交定理
刚体受三力作用而平衡,若其中两力作 用线汇交于一点,则另一力的作用线必汇交 于同一点,且三力的作用线共面。(必共面, 在特殊情况下,力在无穷远处汇交——平行 力系。)
7、空间固定端
7、定向支座
约束力—— 沿链杆方向的力 一个力偶
第二节 结构计算简图
一、结构计算简图
建筑力学
建筑构件受力分析教学讲义第一篇建筑静力学基础引言同时作用在物体或物体系统上的一群力称为力系。
力学分析中,在不改变力系对物体作用效果的前提下,用一个简单的力系来代替复杂的力系,就称为力系的合成(力系的简化)。
对物体作用效果相同的力系称为等效力系。
物体在力系作用下,相对于地球静止或作匀速直线运动,称为平衡。
作用于物体上的力使物体处于平衡状态,则称该力系为平衡力系。
第一章力与力的性质1.1 力的基本概念1.1.1 刚体的概念在外力作用下,几何形状、尺寸的变化可忽略不计的物体。
1.1.2 力的概念力是物体之间相互的机械作用,这种作用使物体的机械运动状态发生改变,或使物体产生变形。
力使物体的运动状态发生改变的效应称为外效应,而使物体发生变形的效应称为内效应。
刚体只考虑外效应;变形固体还要研究内效应。
力的三要素力对物体的作用效果取决于力的三要素:(1)力的大小是物体相互作用的强弱程度。
在国际单位制中,力的单位为牛顿(N)或千牛顿(kN)。
(2)力的方向包含力的方位和指向两方面的涵义。
(3)力的作用点是指物体上承受力的部位。
力的作用位置实际上有一定的范围,当作用范围与物体相比很小时,可以近似地看作是一个点。
★1.2 静力学公理1.2.1 二力平衡公理F ABBFA图 2-1==(a)(b)(c)图 2-6作用在一个物体上的两个力,使该物体处于平衡状态的必要和充分条件是:这两个力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
注意:1、适用条件:刚体2、在两个力作用下平衡的杆件称为二力构件1.2.2 加减平衡力系公理在作用于某物体的力系中,加入或减去一个平衡力系,并不改变原力系对物体的作用效果。
推论(力的可传递性原理):作用于物体上的力可沿其作用线移到物体的任一点,而不改变力对物体的作用效果。
注意:1、适用条件:刚体。
1.2.3 作用与反作用公理两个物体的作用力与反作用力总是同时存在,它们大小相等,方向相反,沿同一直线,分别作用在两个物体上。
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36
29
例题1
A
C
B
P
FA
A
C
B FNB
P
例题2
A
F
C
B
FAy
A
FAx
F
FB
C
B
FA
A
F
FB
C
B
30
图示三角拱桥,由左、右两拱铰接而成。设各拱自重
例 题 3 不计,在左拱上作用有载荷P。
试分别画出左、右拱及整体的受力图。
P C
FC C
A FAx
FAy
B FB
P
C F′C
A FA
B
P
FB
C F′C
FAx A
O
FOx
FOy
34
★ 画受力图的步骤和注意事项 (1)步骤
① 确定研究对象
② 画主动力
③ 根据约束类型,正确地画上相应的约束反力
切不可单凭主观臆想推测或简单地根据主动力的方向 去推想约束反力的方向
35
(2)几点注意
①不要漏画约束反力。
②不要多画力,对于画出的每一个力应明确其施力体。
③当分析两物体间的相互作用力时,要注意检查这些 力的箭头是否符合作用力与反作用力的关系。
固定端约束简图
FA MA
A
A
MA FAy
A FAx
18
7. 定向支座
将构件用两根相邻的等长、平行链杆与地面向连接。
A
MA FAy
A
定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力和一个力偶。
19
§2-2 结构计算简图 1 结构计算简图 1.1 支座简化示例 1.2 节点简化示例 1.3 计算简图示例 2 平面杆系结构的分类
B A
28
§2-3 物体的受力分析和受力图
物体的受力分析
确定物体受了几个力,每个力的作用位置和力的作用方向。
主动力与被动力
主动力:促使物体运动或有运动趋势的力,其大小和方向 都已知。如重力、水压力等。
被动力:由主动力引起并随其变化的力,其大小和方向都 不知。如约束反力。
受力图——施力物体对研究对象的所有作用力的简图。
20
1. 实际支座简化示例
21
实际支座简化示例
22
实际支座简化示例
23
实际支座简化示例
24
2. 节点简化示例
铰结点
A
刚节点
C
B
25
3. 计算简图示例
P2
a
l
e
P
P1
A
B
b
26
§2-2-2 平面杆系结构的分类
1. 梁 2. 拱 3. 刚架
2a
B A
C
B A
B
C
aa a a
2a
A
D
27
4.桁架 5. 组合结构
● 约束特征: 只限制垂直于支承面方向的运动。
●
指向:指向待定(常假定)
14
● 辊轴铰链支座约束符号及反力表示
辊轴约束简化符号
辊轴约束反力表示
15
5. 双铰链刚杆连杆(链杆约束)
① 两端用光滑铰链与其 它物体连接的刚杆;
链杆
链杆: ② 不计自重;
③ 杆上无其它主动力作用。
Q
F
FC FBx B
FDy
Q
C
F
FBy
D FDx
FAy A FAx
FDy
D
FDx FA
A
FAy
FA
A FAx
33
例 题 6 试分别画出每个物体及整体的受力图。
A
E C FOy O
FOx
P
D FBy
B FBx
FCy
FE
P
C FCx E
D
F Ax
A
F Ay
E
FBy
B
FE
FBx
FAy A
FAx
C
FCx
FCy
FAy
31
例 题 4 试分别画出每个物体及整体的受力图。
PA H
D B
E C
FB
FC
FAy
A
FAx
TE E FC
C
FAx
PA
FAy
FB TD
B
TD D
E
T
32
E
例 题 5 图示机构中,当销钉C附于BC杆时,试分别画出各
杆及整体的受力图。
P
B
C
P
FBy
FCy
B
FBx
C FCx FC
FCx C FCy
方位:沿柔性体轴线
FA
● 反力特征:
指向:背离物体(受拉)
A
A
10
3. 光滑圆柱形铰链约束
● 约束特征:只限制物体沿圆柱形径 向的运动。不限制其轴 向和绕轴的转动运动。 ——属光滑面约束
FR
固定铰链或铰支座 Fy FR Fx
方位 沿销钉的径向 ● 约束反力特征: 指向 指向不定(假定两互相垂直分量)11
作用方式: (1)直接接触作用; (2)间接作用,如磁场、电场、重力场等。
作用效应:
(1)使物体的运动状态发生改变——运动效应或外效 应,如位置、速度、加速度等(理力);
(2)使物体发生变形——变形效应或内效应(材力3 )
力的三要素及其表示:
力的作用线
F
A
(1)力的大小, 力的三要素: (2)力的方向,
5
工程中常见的几类 约束
1. 具有光滑接触表面的约束
● 约束特征:
只限制物体沿 公法线趋向于支承 面方向的运动
齿轮传动
凸轮传动
6
● 反力特征: 方位:沿接触处的共法线 指向:指向物体(物体受压)
FNC
FNB
C
A B
FNA
7
FR
FR’
8
2.柔性体约束
绳索 链 条
皮带——
9
●约束特征:只限制物体沿柔性体伸长方向的运动
建筑力学
第二章 结构计算简图 物体受力分析
1
§2-0 刚体和力的概念
1. 刚体的概念
在力的作用下,其内部任意两点之间的距离始终保 持不变。
刚体是抽象化的力学模型
基础力学I研究的物体都是刚体 刚体力学
静力学——刚体静力学 2
2. 力的概念
力是物体间相互的机械作用,这种作用使物体的 机械运动状态发生变化。
(3)力的作用点。
F
F0
可用一矢量表示F F = F F0
(定位矢量或固定矢量)
力的单位
N(牛顿)、kN(千牛) 4
§2-1 约束和约束反力
自由体 —— 位移不受限制的物体。 非自由体 —— 位移受到限制的物体。 ★ 约束:对非自由体的某些位移起限制作用的周 围物体称为约束。 ★ 约束反力
约束对非自由体施加的力——约束反力 约束反力的方向必与该约束所能够阻碍的位移方向相反,大 小通常是未知的。
● 约束的特点: 只限制物体沿杆轴线方向的运动。
● 约束反力的特点:
方位: 沿链杆的轴线方向(或两 铰链的连线方向);
指向: 指向不定(通常假定)。
16
链杆 —— 二力杆
链杆约束简图
链杆约束反力
A
C
C FC
FC
DB
FD D FD
A
B
C
P
?请问AC、BC杆是否为二力杆
17
6. 固定端支座
既不能移动,又不能转动的约束 —— 固定端(插入端)约束
活支铰链或中间铰 销钉
铰
B
A
C
FB1y B
FB2x
FB1x
FB2 y
F B2 x
FB1x B FB1y
B FB2y
FB2 y
B FB2x
12
●圆柱形铰链约束符号及反力表示
固定铰链简图(铰链支座):
(1)
固定铰链反力:
(2) 中间铰链简图:
中间铰链反力:
◆向心轴承约束反力
被约束体
13
约束体
4. 辊轴铰链支座(可动铰链支座)