何为约束力

2、常见有几种约束？其约 束反力的作用点及方向？
• 2．光滑接触面约束
• 当两物体在接触处的摩擦力很小而略不计时，其中一 个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。这种约束 不论接触面的形状如何，都只能在接触面的公法线方 向上将被约束物体顶住或支撑住，所以光滑接触面的 约束反力过接触点，沿着接触面的公法线指向被约束 的物体，只能是压力，如图1.15中的力。
2、常见有几种约束？其约 束反力的作用点及方向？
• 1．柔体约束、 • 用柔软的皮带、绳索、链条 阻碍物体运动而构成的约束 叫柔体约束。这种约束作用 是将物体拉住，且柔体约束 只能受拉力，不能受压力， 所以约束反力一定通过接触 点，沿着柔体中心线背离被 约束物体的方向，且恒为拉 力，如图1.14中的力。
约束与约束反力
限制物体运动的物体称为约束物体，简称约束。约束必 然对被约束物体有力的作用，以阻碍被约束物体的运 动或运动趋势。这种力称为约束反力，简称反力。 例如：桥墩是桥梁的约束，墙或柱子是梁的约束。 约束反力位于约束与被约束物体的连接或接触处，其方 向必与该约束所能阻碍物体的运动方向相反。运用这 个准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。
4、画出固定铰支座、可动铰支座、 固定端支座的简化后的形式（注意约 束反力的种类与方向）
2．可动铰支座 • 图l.20(a)是可动铰支座的示意图。构件与支座用销钉连接，而 支座可沿支承面移动，这种约束，只能约束构件沿垂直于支承面 方向的移动，而不能阻止构件绕销钉的转动和沿支承面方向的移 动。所以，它的约束反力的作用点就是约束与被约束物体的接触 点、约束反力通过销钉的中心，垂直于支承面，方向可能指向构 件，也可能背离构件，视主动力情况而定。这种支座的简图如 1.20(b)所示，约束反力如图1.20(c)所示。
5、思考主动力和被动力指的是什么？
主动力 ：重力，弹簧弹性力，静电力和洛仑兹力等 有其“独立自主”的大小和方向，不受质点所受的其 它力的影响，处于“主动”地位，称“主动力”。 例如：重力和重量 重力 ：地球作用于质点的万有引力（ 视地球为 惯性系 ）； 方向 ：竖直向下； 重量 ：重力的大小，属相互作用范畴，与质点距地心 的距离和纬度有关； 质量：惯性大小的量度，在经典力学中是一恒量。
4、画出固定铰支座、可动铰支座、 固定端支座的简化后的形式（注意约 束反力的种类与方向）
3．固定端支座 整浇钢筋混凝土的雨篷， 它的一端完全嵌固在墙中，一端 悬空如图1.22(a)，这样的支座 叫固定端支座。在嵌固端，既不 能沿任何方向移动，也不能转动， 所以固定端支座除产生水平和竖 直方向的约束反力外，还有一个 约束反力偶(力偶将在第三章讨 论)。这种支座简图如图1. 22(b) 所示，其支座反力表示如图 1.22(c)所示。
3、何为支座？建筑结构常 Hale Waihona Puke Baidu的支座有哪些种类？
• 工程上将结构或构件连接在支承物上的装置，称为支 座。在工程上常常通过支座将构件支承在基础或另一 静止的构件上。支座对构件就是一种约束。支座对它 所支承的构件的约束反力也叫支座反力。支座的构造 是多种多样的，其具体情况也是比较复杂的，只有加 以简化，归纳成几个类型，才便于分析计算。
6、何为受力分析？画物体受力 图主要步骤？
• 何为受力分析? • 研究力学问题，首先要了解物体的受力状态，即对物 体进行受力分析，反映物体受力状态的图称为受力图。 • 主要步骤： • 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。 • 2. 画已知力； 画出作用于研究对象上的全部的主动 力 • 3. 画约束反力。根据约束类型画出作用于研究对象 上的全部约束反力。
今天 为明天 五组 牟林茂、宋浩、吴正来、赵天伟、
闫从良、张志鹏
建筑力学基础
• • • • 1、何为约束？约束反力？并举例说明 2、常见有几种约束？其约束反力的作用点及方向？ 3、何为支座？建筑结构常用的支座有哪些种类？ 4、画出固定铰支座、可动铰支座、固定端支座的 简化后的形式（注意约束反力的种类与方向） • 5、思考主动力和被动力指的是什么？ • 6、何为受力分析？画物体受力图主要步骤？ • 7、案例应用
7、案例应用
• 例1.2 重量为的小球，按图 1.23(a)所示放置， • 试画出小球的受力图。 • 解 (1) 根据题意取小球为研 究对象。 • (2) 画出主动力：主动力为 小球所受重力。 • (3) 画出约束反力：约束反 力为绳子的约束反力以及光 滑面的约束反力。 • 小球的受力图如图1.23(b)所 示。
• 建筑结构的支座通常分为固定铰支座，可动铰支座， 和固定(端)支座三类。
4、画出固定铰支座、可动铰支座、固定端支座的 简化后的形式（注意约束反力的种类与方向）
• 1．固定铰支座 • 图1.18(a)是固定铰支座的示意图。构件与支座用光滑的圆柱铰 链联接，构件不能产生沿任何方向的移动，但可以绕销钉转动， 可见固定铰支座的约束反力与圆柱铰链约束相同，即约束反力一 定作用于接触点，通过销钉中心，方向未定。固定铰支座的简图 如图1.18(b)所示。约束反力如图1.18(c)所示，可以用FRA和一 未知方向角α表示，也可以用一个水平力FXA和垂直力FYA表示。
2、常见有几种约束？其约 束反力的作用点及方向？
• 3、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）
光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物
体平面移动（不限制转动），其约束反力是互
相垂直的两个力（本质上是一个力），指向任 意假设。
2、常见有几种约束？其约束反 力的作用点及方向？ 4．链杆约束
链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆，由此所
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5、思考主动力和被动力指的 是什么？
• 被动力（约束反作用力） 象物体间的挤压力，绳内张力和摩擦力，没有自己 独立自主的方向和大小。要看质点受到的主动力和运动 状态而定，处于“被动地位” 。被动力常常作为未知力 出现。 • 绳内的张力 • 张力 ：在张紧绳索上某位置作与绳垂直的假想截面，将 绳分成两侧，这两侧的相互作用力即该处绳的张力。 • 注意 ：处理问题时绳的伸长量不考虑。 • 原因 ：是由于绳索的拉伸形变而产生的，但形变量与原 长相比很小，可忽略不计。
形成的约束称为链杆约束。这种约束只能限制物体沿链杆轴 线方向上的移动。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，所以，链杆约束的约束反力沿
着链杆的轴线，其指向假设。
2、常见有几种约束？其约束反 力的作用点及方向？
• • • • 约束反力的作用点及方向？ 作用点： 接触处 方向：与被约束物体受到限制的运动方向相反 大小：未知，由平衡方程确定