土木工程力学第一章
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作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件 是,这两个力在同一直线上,指向相反,大小相等。 1.2.2 作用与反作用公理
作用力和反作用力总是同时存在,分别作用在相互作用的两 个物体上,沿同一直线,指向相反,大小相等。
图1-5 比较两个公理
1.2.3 平行四边形法则
图1-6 力与力系的等效替换
1.4.1 几种理想约束的约束力
1.柔性约束 由绳索、钢丝束、链条、胶带等形成的约束称为柔性约束。
图1-17 几种理想约束的约束力
图1-17 几种理想约束的约束力(续)
2.二力杆件约束 只受二力作用且处于平衡状态的杆件称为二力杆件。
3.光滑接触面约束 当约束与研究对象的接触略去摩擦时,接触面抽象为光滑接触面, 此时的约束称为光滑接触面约束。
图1-10 装配式门式刚架
图1-11 实际支座抽象为固定铰支座
图1-12 实际支座抽象为可动铰支座
图1-13 实际支座抽象为固定端支座
2.荷载的简化 结构构件的自重、楼面上人群或物品的重量、厂房中设备的重量 、水压、风压、雪压、车轮的轮压等,都是以力的形式直接作用 在结构上的,称为直接作用,习惯称为荷载。
图1-16 结点与支座的模型
3.支座 将两根塑料短链杆的一端用螺栓拼到木条的两个孔上,另一端孔 对孔穿螺栓再与锯条端孔相连,形成固定铰支座;在木条上开一个 V形槽,限制锯条的端部左右移动和向下移动,容许转动,也可模拟 固定铰支座(图1-16c)。
4.荷载
链条展开,模拟分布荷载;链条集中,模拟集中荷载(图1-3)。
图1-19 起吊钢筋混凝土柱的两种绑扎方法
图1-20 起吊初期柱的受力图
图1-21 斜吊、直吊状态下柱的受力图
图1-22 楼盖大梁的受力图
图1-23 屋架的受力图
图1-24 管道支架梁的受力图
Baidu Nhomakorabea
1.4.4 简单物体系统的受力图 两个或多个物体按一定方式连接的系统称为物体系。
图1-25 滑轮的受力图
4.光滑圆柱铰链约束
一个光滑的圆柱销钉插入两构件的光滑圆孔,形成光滑圆柱铰链 。
1.4.2 隔离体与受力图 分析结构或构件的受力,需要把结构或构件从与周围相连的 物体中隔离出来,从而明确研究对象,准确显示其他物体对研 究对象的作用。
图1-18 物块的受力图
1.4.3 单个物体的受力图
如图1-9a所示,单层厂房在建造时,预制的钢筋混凝土柱是怎 样吊装到位的?
1.3.2 实验模型 一些重大工程,要建立试验模型进行模拟测试,检验工程计算 的精度。
图1-14 肋拱式输水渡槽计算简图
图1-15 中铁大桥局桥科院展示的贵州巴陵河大桥的试验模型
1.杆件
采用容易变形的钢锯条、硬纸条做杆件。 2.结点
将几根钢锯条端部的圆孔对齐,插入螺栓,即形成铰结点(图1-1 6a)。
1.2.4 加减平衡力系公理 在已知的力系上,加上或减去任意的平衡力系,不改变原力系 对刚体的作用效应。
图1-7 力系的合成与力的分解
图1-8 加减平衡力系
1.3.1 计算简图
1.结构的简化 将空间杆系结构简化为平面杆
系结构 一般的杆系结构都是空 间结构(图1-9a)。
图1-9 单层厂房的计算简图
图1-26 三铰拱的受力图
图1-27 钢筋混凝土管的受力图
1.1.1 力 力是物体之间相互的机械作用。
图1-1 力与变形、与运动状态改变的一致性
1.1.2 集中力 分布力 如图1-1所示,脚踢球的力作用在球的一定部位、一定范围,并 且有一定的方向和大小。
图1-2 对力的单位的体验
图1-3 小实验 分布力、集中力的变形效应不同
图1-4 平衡
1.2.1 二力平衡公理
作用力和反作用力总是同时存在,分别作用在相互作用的两 个物体上,沿同一直线,指向相反,大小相等。
图1-5 比较两个公理
1.2.3 平行四边形法则
图1-6 力与力系的等效替换
1.4.1 几种理想约束的约束力
1.柔性约束 由绳索、钢丝束、链条、胶带等形成的约束称为柔性约束。
图1-17 几种理想约束的约束力
图1-17 几种理想约束的约束力(续)
2.二力杆件约束 只受二力作用且处于平衡状态的杆件称为二力杆件。
3.光滑接触面约束 当约束与研究对象的接触略去摩擦时,接触面抽象为光滑接触面, 此时的约束称为光滑接触面约束。
图1-10 装配式门式刚架
图1-11 实际支座抽象为固定铰支座
图1-12 实际支座抽象为可动铰支座
图1-13 实际支座抽象为固定端支座
2.荷载的简化 结构构件的自重、楼面上人群或物品的重量、厂房中设备的重量 、水压、风压、雪压、车轮的轮压等,都是以力的形式直接作用 在结构上的,称为直接作用,习惯称为荷载。
图1-16 结点与支座的模型
3.支座 将两根塑料短链杆的一端用螺栓拼到木条的两个孔上,另一端孔 对孔穿螺栓再与锯条端孔相连,形成固定铰支座;在木条上开一个 V形槽,限制锯条的端部左右移动和向下移动,容许转动,也可模拟 固定铰支座(图1-16c)。
4.荷载
链条展开,模拟分布荷载;链条集中,模拟集中荷载(图1-3)。
图1-19 起吊钢筋混凝土柱的两种绑扎方法
图1-20 起吊初期柱的受力图
图1-21 斜吊、直吊状态下柱的受力图
图1-22 楼盖大梁的受力图
图1-23 屋架的受力图
图1-24 管道支架梁的受力图
Baidu Nhomakorabea
1.4.4 简单物体系统的受力图 两个或多个物体按一定方式连接的系统称为物体系。
图1-25 滑轮的受力图
4.光滑圆柱铰链约束
一个光滑的圆柱销钉插入两构件的光滑圆孔,形成光滑圆柱铰链 。
1.4.2 隔离体与受力图 分析结构或构件的受力,需要把结构或构件从与周围相连的 物体中隔离出来,从而明确研究对象,准确显示其他物体对研 究对象的作用。
图1-18 物块的受力图
1.4.3 单个物体的受力图
如图1-9a所示,单层厂房在建造时,预制的钢筋混凝土柱是怎 样吊装到位的?
1.3.2 实验模型 一些重大工程,要建立试验模型进行模拟测试,检验工程计算 的精度。
图1-14 肋拱式输水渡槽计算简图
图1-15 中铁大桥局桥科院展示的贵州巴陵河大桥的试验模型
1.杆件
采用容易变形的钢锯条、硬纸条做杆件。 2.结点
将几根钢锯条端部的圆孔对齐,插入螺栓,即形成铰结点(图1-1 6a)。
1.2.4 加减平衡力系公理 在已知的力系上,加上或减去任意的平衡力系,不改变原力系 对刚体的作用效应。
图1-7 力系的合成与力的分解
图1-8 加减平衡力系
1.3.1 计算简图
1.结构的简化 将空间杆系结构简化为平面杆
系结构 一般的杆系结构都是空 间结构(图1-9a)。
图1-9 单层厂房的计算简图
图1-26 三铰拱的受力图
图1-27 钢筋混凝土管的受力图
1.1.1 力 力是物体之间相互的机械作用。
图1-1 力与变形、与运动状态改变的一致性
1.1.2 集中力 分布力 如图1-1所示,脚踢球的力作用在球的一定部位、一定范围,并 且有一定的方向和大小。
图1-2 对力的单位的体验
图1-3 小实验 分布力、集中力的变形效应不同
图1-4 平衡
1.2.1 二力平衡公理