建筑力学与结构课件
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建筑力学与结构课件(最齐全)
生态环保
利用可再生能源、绿色建材等，减少 对环境的污染和破坏，实现建筑与环 境的和谐共生。
感谢您的观看
THANKS
VS
混凝土结构由混凝土和钢筋等材料组 成，通过浇筑和振捣成型，具有较高 的抗压强度和耐久性，适用于各种建 筑类型和规模，如住宅、办公楼、桥 梁等。混凝土结构的优点包括良好的 抗压性能、防火性能、耐久性和稳定 性等，但同时也存在自重大、施工周 期长等缺点。
钢结构
钢结构是一种轻质高强的建筑结构类型，具有较好的塑性和 韧性。
有限差分法
介绍有限差分法的基本原理和应用，包括离散化、差分方 程建立和求解等，以及如何运用有限差分法进行结构分析 和设计。
离散元法
介绍离散元法的基本原理和应用，包括离散化、接触模型 和求解算法等，以及如何运用离散元法进行岩土工程和地 质工程的结构分析和设计。
结构设计软件介绍
AutoCAD
介绍AutoCAD的基本功能和使用方法，包括绘图、编辑、标注和输出等，以及如何在建 筑结构设计中运用AutoCAD进行绘图和建模。
建筑力学与结构课件
目录
• 建筑力学基础 • 建筑结构类型 • 建筑结构设计 • 建筑结构抗震 • 建筑结构加固与维护 • 建筑力学与结构发展趋势
01
建筑力学基础
静力学基础
静力学基本概念
静力学是研究物体在力作用下处 于平衡状态的科学。在静力学中 ，平衡是指物体处于静止或匀速
直线运动状态。
静力学基本原理
智能化技术的应用
数值模拟技术
利用数值模拟软件对建筑结构进行精 细化分析和优化设计，提高设计效率 和精度。
智能化施工
通过BIM技术、物联网技术等，实现 施工过程的智能化管理和控制，提高 施工质量和效率。
利用可再生能源、绿色建材等，减少 对环境的污染和破坏，实现建筑与环 境的和谐共生。
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混凝土结构由混凝土和钢筋等材料组 成，通过浇筑和振捣成型，具有较高 的抗压强度和耐久性，适用于各种建 筑类型和规模，如住宅、办公楼、桥 梁等。混凝土结构的优点包括良好的 抗压性能、防火性能、耐久性和稳定 性等，但同时也存在自重大、施工周 期长等缺点。
钢结构
钢结构是一种轻质高强的建筑结构类型，具有较好的塑性和 韧性。
有限差分法
介绍有限差分法的基本原理和应用，包括离散化、差分方 程建立和求解等，以及如何运用有限差分法进行结构分析 和设计。
离散元法
介绍离散元法的基本原理和应用，包括离散化、接触模型 和求解算法等，以及如何运用离散元法进行岩土工程和地 质工程的结构分析和设计。
结构设计软件介绍
AutoCAD
介绍AutoCAD的基本功能和使用方法，包括绘图、编辑、标注和输出等，以及如何在建 筑结构设计中运用AutoCAD进行绘图和建模。
建筑力学与结构课件
目录
• 建筑力学基础 • 建筑结构类型 • 建筑结构设计 • 建筑结构抗震 • 建筑结构加固与维护 • 建筑力学与结构发展趋势
01
建筑力学基础
静力学基础
静力学基本概念
静力学是研究物体在力作用下处 于平衡状态的科学。在静力学中 ，平衡是指物体处于静止或匀速
直线运动状态。
静力学基本原理
智能化技术的应用
数值模拟技术
利用数值模拟软件对建筑结构进行精 细化分析和优化设计，提高设计效率 和精度。
智能化施工
通过BIM技术、物联网技术等，实现 施工过程的智能化管理和控制，提高 施工质量和效率。
建筑力学与结构分析PPT课件
•
3、力的作用点。表示力的作用位置。
力可以用一个矢量表示。如图所示，矢量的模 按一定的比例尺表示力的大小；矢量的方位和 指向表示力的方向；矢量的起点（或终点）表 示力的作用点。
第14页/共140页
• 力系：物体受到的一群力 • 力系的简化：用一个力代替一群力而不改变它对物体的作用效果 • 二力的分解和合成 • 平行四边形法则 • 力的合成，连续运用法则 • 力的分解 法则逆运用，正交分解
荷载的分布面积较集中，因此在计算简图上可把这种荷载作用于结构上的 某一点处。 • 分布荷载是指连续分布在结构上的荷载，当连续分布在结构内部各点上时 叫体分布荷载，当连续分布在结构表面上时叫面分布荷载，当沿着某条线
第2页/共140页
• 3） 根据荷载位置的变化情况，荷载可分
• 为固定荷载和移动荷载。
A
B
a
q C
a
Y 0 : YA YB qa 0
qa 2
MA 0:
YB
•a
qa
•
3a 2
qa 2
0
A
B a
q C
a
YYAB5223qqaa
YA
YB
(负号表明力方向与标注相反）
第28页/共140页
A右截面
B左截面
B
右q截a 2面MA右 A
A qa 2
MB左
B
MB右 B
q
C
a
YA
QA右
YA
a
QB左
个荷载单独作用时所引起的该量值的代数和 • 使用条件：结构弹性变形和小变形，荷载和某量值的关系是线性关系
第23页/共140页
3静定结构的内力
• 静定结构是通过静力平衡方程可以求出所有支座反力的结构，反之，称为超静定结构。 • 结构的外力是来源于结构外部作用在结构上的力，包括荷载和支座反力。 • 结构内力是有外力作用引起的结构内部材料之间所产生的相互作用力 • 3.1内力和内力图
建筑力学与结构3.pptx
第三节 轴向拉（压）杆的变形、虎克定律
一、纵向变形
若杆件原来长度为l，杆件在 轴向拉（压）变形后长度为l1，
长度的改变量称为纵向变形，用
△l表示。
l l1 l
单位长度内的纵向变形，称 为纵向线应变或线应变。即
l
l
符号：拉伸时为正值；压缩时为负值。
第三节 轴向拉（压）杆的变形、虎克定律
二、பைடு நூலகம்向变形
BD段：据对图（c）所示研究对象求解
Fx 0,15 FNBD 0, FNBD 15kN(拉)
（2）画轴力图见图（d）。
第二节 轴向拉（压）杆横截面上的应力
一、应力的概念
单位面积上的分布内力称为应力，它反映了内力在横
截面上的分布集度。
与截面垂直的应力称为正应力，用σ表示。
与截面相切的应力称为剪应力，用τ表示。
6、拉压杆内最大的正应力：
等直杆：
max
FN max A
变直杆： max
FN A
max
7、正应力的符号规定——同内力
拉伸——拉应力，为正值，方向背离所在截面。
压缩——压应力，为负值，方向指向所在截面。
8、公式的使用条件
(1) 轴向拉压杆 (2) 除外力作用点附近以外其它各点处。 （范围：不超过杆的横向尺寸）
• （一）内力的概念
物体在外力作用下，内部质点与质点之间的相互作 用力叫内力。
内力是由外力引起的，并随着外力的增大而增大。 （区别：外力是周围物体对研究对象施加的作用力， 包括约束反力。）
对构件来说，内力的增大是有限度的，当内力超 过限度时，构件就会发生破坏。所以研究构件的承载 能力必须先分析其内力。
3、平面假设：变形前的横截面，变形后仍保持为平面，且垂 直于杆轴线，各横截面沿杆轴线作相对平移
电子课件—建筑力学与结构(第三版)—A09-1562 第二章力和受力图课件
二、刚体与平衡
1、刚体 在力的作用下，大小和形状均保持不变的物体称为刚体。 在正常情况下，一般建筑结构或构件受力所产生的变形都很 小，略去变形的影响不会使力的作用效果产生显著的变化。所 以，常把研究对象（建筑结构或构件）抽象为刚体，即忽略物 体本身变形的影响，这样可使问题的研究大大简化。
2．平衡 物体相对于地球处于静止或作匀速直线运动，这种状态称为 平衡。
如静止的建筑物和工地上沿直线匀速吊起的构件等都是平衡的实例。
三、施力物体与受力物体
施力物体：当某一物体受到力的作用时，一定有另一个物 体对它施加这种作用，施加力作用的物体称为施力物体。 受力物体：承受施力物体施加的力的物体称为受力物体。 如人坐在沙发上，当研究弹簧的受力时，弹簧受力后变形 ，弹簧是受力物体，而人就是施力物体。当研究人的受力 时，人坐在沙发上，人是受力物体，而弹簧则是施力物体 。在分析物体受力时，必须分清哪个物体是受力物体，哪 个物体是施力物体。
a）
b）
图示三力平衡汇交定理 a）刚体上作用三个不平行的力 b）刚体上的三力汇交于一点
第三节 约束与约束反力
一、约束与约束反力的概念
若一个物体的运动受到周围物体的限制，则这些周围物体 就称为该物体的约束。例如，梁是楼板的约束，基础即是 柱的约束。 约束对物体的运动起阻碍作用，这种阻碍物体运动的作用 称为约束反力，简称反力。约束反力的方向总是与物体的 运动方向或运动趋势方向相反。
体B有一作用力N，而物体B 也对物体A有一反作用力N′，N和N′等值反向。
四、力的平行四边形公理
• 作用在物体上同一点的力，可以合成为一个合力，
合力的作用点也在该点，合力的大小和方向由以这 两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。
第2章 建筑力学与结构_第2版资源PPT课件
精选PPT课件
19
图2－9
图2－10
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20
证明:如图2--10所示，设在同平面内有两个力偶(F，F′)和
(F3,F3′)作用，它们的力偶矩相等，且力的作用线分别交于点 A和B，现证明这两个力偶是等效的。
将力F和F/ 沿其作用线移到A和B点，然后分别沿连线AB和
力偶（F,F/)的两力作用线方向分解，得到四个力，这四个力
因此，对刚体来说，力作用三要素为：大小，方向，作用线
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8
图2－5
精选PPT课件
9
推论2：三力平衡汇交定理 一刚体受共面不平行的三个力作用而平衡时，则此三力 的作用线必汇交于一点。如图2—6所示。
图2－6
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10
公理4 作用力和反作用力定律
作用力和反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向 相反、沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。
mO(F)FxlFylctg
mo(Q)Ql
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17
二、力偶
平面内一对等值反向且不共线的平行力称为力偶，它是一个 不能再简化的基本力系。它对物体的作用效果是使物体产生单 纯的转动。
力偶对物体的转动效应与组成力偶的力之大小和力偶臂的长 短有关,力学上把力偶中一力的大小与力偶臂(二力作用线间垂 直距离)的乘积Fd并加上适当的正负号，称为此力偶的力偶矩 ，用以度量力偶在其作用面内对物体的转动效应，记作m(F,F′)
[例] 吊灯
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11
§2-3力在坐标轴上的投影 ·合力投影定理
一、力在坐标轴上的投影
设在刚体上的点A作用一力F，如图2—7所示，在力F作用线所 在平面内任取坐标系oxy,过力F的两端点A和B分别向x、y轴作 垂线，则所得两垂足之间的直线段就称为力F在x、y轴上的投 影，记作Fx、Fy。
建筑力学与结构课件
剪力限制截面错动的变形，大小等于截面一侧所有外力
的和；弯矩限制了截面的转动，大小等于截面一侧所有外力 对截面形心矩的代数和。
13
2.剪力、弯矩的符号确定
14
例：求图示 梁1-1、2-2、3-3、 4-4截面上的剪力 和弯矩。
解：1）求支座反力 由 得 由
m
F RA
B
0
5 qa 4
m
A
0
FP
m
Fp力作用处FQ有突变，突变值为 FP力作用处M会有转折 FP FP m 作用处FQ无变化 m作用处，M突变， 突变量为m
m
26
[例]外伸梁如图所示，已知q=5kN/m，Fp=15kN，试画出该梁 的内力图。 解：1）求支座反力
F RB (15 2 5 2 5 ) / 4 20 kN
4
建筑力学与结构 第2版 李永光 高等职业教育 高职高专 ppt课件
§6-2 轴向拉压杆的内力
受力特征：杆受一对大小相等、方向相反的纵向力，力的作
用线与杆轴线重合。如6－1图
变形特征：沿轴线方向伸长或缩短，横截面沿轴线平行移动。 产生轴向拉伸或压缩的杆件称为轴向拉杆或压杆。
如图6-2所示的屋架，上弦杆是压杆，下弦杆是拉杆。
例 悬臂梁受集中力作用，如图a）所示。试画出此梁
的弯矩图和剪力图，并确定 F Q 解：1）列出剪力方程和弯矩方程 将x坐标原点取在梁左端，在距左 端A 为x处取一截面。
FQ ( x ) F P
max
和 M
max
(0 x L )
(0 x L )
。
M ( x ) FP x
dF Q ( x ) dx q(x)
;
dM ( x ) dx
的和；弯矩限制了截面的转动，大小等于截面一侧所有外力 对截面形心矩的代数和。
13
2.剪力、弯矩的符号确定
14
例：求图示 梁1-1、2-2、3-3、 4-4截面上的剪力 和弯矩。
解：1）求支座反力 由 得 由
m
F RA
B
0
5 qa 4
m
A
0
FP
m
Fp力作用处FQ有突变，突变值为 FP力作用处M会有转折 FP FP m 作用处FQ无变化 m作用处，M突变， 突变量为m
m
26
[例]外伸梁如图所示，已知q=5kN/m，Fp=15kN，试画出该梁 的内力图。 解：1）求支座反力
F RB (15 2 5 2 5 ) / 4 20 kN
4
建筑力学与结构 第2版 李永光 高等职业教育 高职高专 ppt课件
§6-2 轴向拉压杆的内力
受力特征：杆受一对大小相等、方向相反的纵向力，力的作
用线与杆轴线重合。如6－1图
变形特征：沿轴线方向伸长或缩短，横截面沿轴线平行移动。 产生轴向拉伸或压缩的杆件称为轴向拉杆或压杆。
如图6-2所示的屋架，上弦杆是压杆，下弦杆是拉杆。
例 悬臂梁受集中力作用，如图a）所示。试画出此梁
的弯矩图和剪力图，并确定 F Q 解：1）列出剪力方程和弯矩方程 将x坐标原点取在梁左端，在距左 端A 为x处取一截面。
FQ ( x ) F P
max
和 M
max
(0 x L )
(0 x L )
。
M ( x ) FP x
dF Q ( x ) dx q(x)
;
dM ( x ) dx
第0a章建筑力学与结构
三力共面 平衡
F3
C
F1 A
B F2
力F1和F2的作 用线交于O点
F3
C
F1
F1
O
A F12
F2 B
F2
将力F1和F2沿作 用线移至交点O
将力F1和F2合成为 一个合力F12(力的 可传性原理)
三力平衡(F1F2F3) 转化为二力平衡 (F3F12)
二力平衡公理： F3的作用线必过 O点
10 建筑力学预备知识
其接触处所受的力都是作用在接触面 积上的分布力。在很多情形下，这种
F1
F2
分布力比较复杂。
当分布力作用面积很小时，为了
分析计算方便起见，可以将分布力简 化为作用于一点的合力，称为集中力。
例如，静止的汽车通过轮胎作用
在桥面上的力，当轮胎与桥面接触面
q
积较小时，即可视为集中力；而桥面
施加在桥梁上的力则为分布力。
10 建筑力学预备知识
0.2 静力学公理
0.2.1 作用力与反作用力公理
两物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等、方向相 反、作用线相同，并分别作用在这两个物体上。（即为Newton 第三定律）
注：在以后的受力分析中经常用到，特别是对物体系统进
行分析时。
Fw
作用力与反作用力
Fw
FN
（FN，FN′ ）
约束力：通过销 钉中心，方向未 知，用F表示。
A
A
固定铰支座 (物A固定)
圆柱铰链 (物A不固定)
10 建筑力学预备知识
A
A
A
计算简图 A
A
A
FA 受力图
FAx A
FAy
10 建筑力学预备知识
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•力系的简化或合成：求与复杂力系相等效的简单力系的过 程。
1 建筑力学预备知识
1.1.3 平衡 •平衡：物体相对于地球静止或作匀速直线运动。如房屋、 桥梁、大坝等相对于地球处于静止平衡状态。 •平衡力系：使物体保持平衡的力系。当物体处于平衡状态 时，组成物体的各个部分都处于平衡状态。
•平衡条件：物体在任何力系作用下并不是都处于平衡状 态，只有当力系满足一定条件时，物体才能平 衡，这个条件称为平衡条件。
其接触处所受的力都是作用在接触面 积上的分布力。在很多情形下，这种
F1
F2
分布力比较复杂。
当分布力作用面积很小时，为了
分析计算方便起见，可以将分布力简 化为作用于一点的合力，称为集中力。
例如，静止的汽车通过轮胎作用
在桥面上的力，当轮胎与桥面接触面
q
积较小时，即可视为集中力；而桥面
施加在桥梁上的力则为分布力。
建筑力学与结构
2 建筑结构计算基本原则
1 建筑力学预备知识
本章学习内容及学习要求
力的概念 静力学公理 约束与约束反力 受力分析与受力图 力矩与力偶 平面力系的平衡
掌握力的基本知识 掌握受力分析的方法
熟练绘制受力图 掌握平面力系的平衡 熟练运用平衡方程求解未知力
1.1.1 力
1 建筑力学预备知识
二力平衡公理： F3的作用线必过 O点
1 建筑力学预备知识
1.3 约束 与约束反力
1.3.1 约束与约束反力的概念 在空间能够任意运动的物体，称为自由体。受到周围其
他物体限制而不能任意运动的物体，称为非自由体。 •约束：若一个物体受到周围其它物体的限制，这些周围的
物体就称为该物体的约束。 •约束反力：约束施加于被约束物体上的力，称为约束反
共同背离。 FC
C
F
C
二力杆
A
B
B FB
1 建筑力学预备知识
1.2.3 加减平衡力系公理 在作用于刚体的力系中，加上或减去任意个平衡力系，
不改变原力系对刚体的作用效应。
推论：力的可传性原理
作用于刚体上的力可沿其作用线滑移至刚体内的任意点， 而不改变力对刚体的作用效应。
B
B F1
F1 B
F
= = F F2
• 本章主要研究平面力系的平衡问题。
1 建筑力学预备知识
1.2 静力学公理
1.2.1 作用力与反作用力公理
两物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等、方向相 反、作用线相同，并分别作用在这两个物体上。（即为Newton 第三定律）
注：在以后的受力分析中经常用到，特别是对物体系统进
行分析时。
Fw
作用力与反作用力
1.1 力的概念
•力的概念：物体间相互的机械作用。
•力的作用效应
外效应（使物体的运动状态产生变化）
内效应（使物体的形状和大小发生改 变，即产生变形）
•刚体：是指在任何情况下都不变形的物体。实际上任何物 体在力的作用下都要产生变形（称为变形体），但是在工 程实际中构件的变形通常都非常微小，因此，在研究物体 的平衡问题，可以忽略不计，可以把物体抽象为刚体。
1 建筑力学预备知识
1.1.2 力系 •力系：作用于物体上的一群力。 •等效力系：对物体的作用效果相同的两个力系。
•合力 与分力：如果某力系与一个力等效，则这一力称为力 系的合力，而力系中的各个力则称为这一合 力的分力。
•平面力系：如果力系中各力作用线处在同一平面内，则称 为平面力系，否则称为空间力系。
力，简称为约束力或反力。 •主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。在工程中，把
主动力称为荷载。如重力、风荷载等。 •被动力：对物体的运动或运动趋势起限制作用的力。如约
束反力。
1 建筑力学预备知识
1.3 约束 与约束反力
1.3.1 约束与约束反力的概念
主动力一般是已知的或是可以预先确定的，而约束力随 主动力的变化而变化，一般是未知的。确定未知的约束力， 是静力平衡计算的主要内容。
A
A
A
在B点加上一对平衡力 F1和F2，且F1=F2=F
减去一对平衡力F和F2
1 建筑力学预备知识
1.2.4 力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，
合力也作用于该点，合力的大小和方向由这两个力为边所构
成的平行四边形的对角线来表示 。
合力
F2
F
分力
A
F1
力的平行四边形法则反映了最简单力系的简化规律，它 是复杂力系简化的基础。
1 建筑力学预备知识
1.2.4 力的平行四边形法则
利用力的平行四边形法则，也可以将一个力分解为作用
于同一点的两个分力。在工程中，常将力F沿互相垂直的两 个方向分解，得到水平分力Fx和垂直分力Fy，这种分解称为 正交分解。
Fy
F
α Fx
Fx=Fcosα Fy=Fsinα
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推论：三力平衡汇交定理
FwFN（FNFra bibliotekFN′ ）FN′
1 建筑力学预备知识
1.2 静力学公理
1.2.2 二力平衡公理
作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分 条件是：这两个力大小相等、方向相反、且作用在同一直线 上。（等值、反向、共线）
B RB
A RA
A SA
B SB
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1.2.2 二力平衡公理 • 最简单力系的平衡条件。 • 二力平衡公理只适用于单一刚体，而不适用于变形体。
刚体在共面且不平行的三个力作用下平衡，则这三个力 的作用线必定汇交于一点。（反之不成立）
三力共面 平衡
F3
C
F1 A
B F2
力F1和F2的作 用线交于O点
F3
C
F1
F1
O
A F12
F2 B
F2
将力F1和F2沿作 用线移至交点O
将力F1和F2合成为 一个合力F12(力的 可传性原理)
三力平衡(F1F2F3) 转化为二力平衡 (F3F12)
刚体（受压平衡）
变形体（受压不能平衡）
• 不能把二力平衡与作用力和反作用力公理混淆。
Fw
二力平衡 (FW，FN)
Fw
FN
作用力与反作用力
FN′
（FN，FN′ ）
1 建筑力学预备知识
1.2.2 二力平衡公理
•二力杆（二力构件）：仅受二力作用且处于平衡的杆件或构件。
•二力构件的受力特点：两力必沿作用点的连线，共同指向或
1 建筑力学预备知识
•力的三要素：力的大小、方向、作用点。 力是矢量。
•力的表示方法：用一个带箭头的线段来表示力。
A 力的作用线
FA
•力的单位：N或kN。1kN=1000N。
1 建筑力学预备知识
物体受力一般是通过物体间直接
或间接接触进行的。接触处多数情况
下不是一个点，而是具有一定尺寸的
面积。因此无论是施力体还是受力体，
1 建筑力学预备知识
1.1.3 平衡 •平衡：物体相对于地球静止或作匀速直线运动。如房屋、 桥梁、大坝等相对于地球处于静止平衡状态。 •平衡力系：使物体保持平衡的力系。当物体处于平衡状态 时，组成物体的各个部分都处于平衡状态。
•平衡条件：物体在任何力系作用下并不是都处于平衡状 态，只有当力系满足一定条件时，物体才能平 衡，这个条件称为平衡条件。
其接触处所受的力都是作用在接触面 积上的分布力。在很多情形下，这种
F1
F2
分布力比较复杂。
当分布力作用面积很小时，为了
分析计算方便起见，可以将分布力简 化为作用于一点的合力，称为集中力。
例如，静止的汽车通过轮胎作用
在桥面上的力，当轮胎与桥面接触面
q
积较小时，即可视为集中力；而桥面
施加在桥梁上的力则为分布力。
建筑力学与结构
2 建筑结构计算基本原则
1 建筑力学预备知识
本章学习内容及学习要求
力的概念 静力学公理 约束与约束反力 受力分析与受力图 力矩与力偶 平面力系的平衡
掌握力的基本知识 掌握受力分析的方法
熟练绘制受力图 掌握平面力系的平衡 熟练运用平衡方程求解未知力
1.1.1 力
1 建筑力学预备知识
二力平衡公理： F3的作用线必过 O点
1 建筑力学预备知识
1.3 约束 与约束反力
1.3.1 约束与约束反力的概念 在空间能够任意运动的物体，称为自由体。受到周围其
他物体限制而不能任意运动的物体，称为非自由体。 •约束：若一个物体受到周围其它物体的限制，这些周围的
物体就称为该物体的约束。 •约束反力：约束施加于被约束物体上的力，称为约束反
共同背离。 FC
C
F
C
二力杆
A
B
B FB
1 建筑力学预备知识
1.2.3 加减平衡力系公理 在作用于刚体的力系中，加上或减去任意个平衡力系，
不改变原力系对刚体的作用效应。
推论：力的可传性原理
作用于刚体上的力可沿其作用线滑移至刚体内的任意点， 而不改变力对刚体的作用效应。
B
B F1
F1 B
F
= = F F2
• 本章主要研究平面力系的平衡问题。
1 建筑力学预备知识
1.2 静力学公理
1.2.1 作用力与反作用力公理
两物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等、方向相 反、作用线相同，并分别作用在这两个物体上。（即为Newton 第三定律）
注：在以后的受力分析中经常用到，特别是对物体系统进
行分析时。
Fw
作用力与反作用力
1.1 力的概念
•力的概念：物体间相互的机械作用。
•力的作用效应
外效应（使物体的运动状态产生变化）
内效应（使物体的形状和大小发生改 变，即产生变形）
•刚体：是指在任何情况下都不变形的物体。实际上任何物 体在力的作用下都要产生变形（称为变形体），但是在工 程实际中构件的变形通常都非常微小，因此，在研究物体 的平衡问题，可以忽略不计，可以把物体抽象为刚体。
1 建筑力学预备知识
1.1.2 力系 •力系：作用于物体上的一群力。 •等效力系：对物体的作用效果相同的两个力系。
•合力 与分力：如果某力系与一个力等效，则这一力称为力 系的合力，而力系中的各个力则称为这一合 力的分力。
•平面力系：如果力系中各力作用线处在同一平面内，则称 为平面力系，否则称为空间力系。
力，简称为约束力或反力。 •主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。在工程中，把
主动力称为荷载。如重力、风荷载等。 •被动力：对物体的运动或运动趋势起限制作用的力。如约
束反力。
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1.3 约束 与约束反力
1.3.1 约束与约束反力的概念
主动力一般是已知的或是可以预先确定的，而约束力随 主动力的变化而变化，一般是未知的。确定未知的约束力， 是静力平衡计算的主要内容。
A
A
A
在B点加上一对平衡力 F1和F2，且F1=F2=F
减去一对平衡力F和F2
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1.2.4 力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，
合力也作用于该点，合力的大小和方向由这两个力为边所构
成的平行四边形的对角线来表示 。
合力
F2
F
分力
A
F1
力的平行四边形法则反映了最简单力系的简化规律，它 是复杂力系简化的基础。
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1.2.4 力的平行四边形法则
利用力的平行四边形法则，也可以将一个力分解为作用
于同一点的两个分力。在工程中，常将力F沿互相垂直的两 个方向分解，得到水平分力Fx和垂直分力Fy，这种分解称为 正交分解。
Fy
F
α Fx
Fx=Fcosα Fy=Fsinα
1 建筑力学预备知识
推论：三力平衡汇交定理
FwFN（FNFra bibliotekFN′ ）FN′
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1.2 静力学公理
1.2.2 二力平衡公理
作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分 条件是：这两个力大小相等、方向相反、且作用在同一直线 上。（等值、反向、共线）
B RB
A RA
A SA
B SB
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1.2.2 二力平衡公理 • 最简单力系的平衡条件。 • 二力平衡公理只适用于单一刚体，而不适用于变形体。
刚体在共面且不平行的三个力作用下平衡，则这三个力 的作用线必定汇交于一点。（反之不成立）
三力共面 平衡
F3
C
F1 A
B F2
力F1和F2的作 用线交于O点
F3
C
F1
F1
O
A F12
F2 B
F2
将力F1和F2沿作 用线移至交点O
将力F1和F2合成为 一个合力F12(力的 可传性原理)
三力平衡(F1F2F3) 转化为二力平衡 (F3F12)
刚体（受压平衡）
变形体（受压不能平衡）
• 不能把二力平衡与作用力和反作用力公理混淆。
Fw
二力平衡 (FW，FN)
Fw
FN
作用力与反作用力
FN′
（FN，FN′ ）
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1.2.2 二力平衡公理
•二力杆（二力构件）：仅受二力作用且处于平衡的杆件或构件。
•二力构件的受力特点：两力必沿作用点的连线，共同指向或
1 建筑力学预备知识
•力的三要素：力的大小、方向、作用点。 力是矢量。
•力的表示方法：用一个带箭头的线段来表示力。
A 力的作用线
FA
•力的单位：N或kN。1kN=1000N。
1 建筑力学预备知识
物体受力一般是通过物体间直接
或间接接触进行的。接触处多数情况
下不是一个点，而是具有一定尺寸的
面积。因此无论是施力体还是受力体，