中级职称建筑结构培训课优秀课件
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中级职称建筑结构培训课优秀课件
§1-1 静力学基本概念
一、力的概念
1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物 体的运动状态。
2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素：大小，方向，作用点 力的单位： 国际单位制：牛顿(N)
FA
千牛顿(kN)
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用力。
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单选
例：下列不属于作用力和反作用力特性的是 （ ）。
A．他们的大小相等 B．方向相反 C．作用在同一个物体上 D．作用在两个物体上
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§1–3 力对点之矩、力偶的概念
力对物体可以产生 移动效应--取决于力的大小、方向 转动效应--取决于力矩的大小、方向
一、力矩
1、力矩的概念
MO(F)Fd
+-
说明：① MO (F )是代数量。
② F↑,d↑转动效应明显。 ③ MO (F )是影响转动的独立因素。
当F=0或d=0时，MO (F ) =0。 ④单位N•m， ⑤ MO (F ) =2⊿AOB=F•d ,2倍⊿形面积。
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2、力矩的特性
A.力偶无合力 B.力偶能与一个力等效 C.力偶不能与一个力平衡 D.力偶只能与力偶平衡
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§1-4 约束与约束反力
一、概念 自由体：位移不受限制的物体叫自由体。 非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。 约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。
（这里，约束是名词，而不是动词的约束。） 约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。
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。
RF1F2
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。）
T
S1 S'1
P
P
S2 S'2
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2.光滑接触面的约束 (光滑指摩擦不计) 约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体
P P
N
N
NB NA
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3.光滑圆柱铰链约束 ①圆柱铰链
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 点，பைடு நூலகம்不改变该力对刚体的效应。
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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公理3 力的平行四边形法则
mO(F)FdFsiln
mo (Q )
mo(Q)Ql ②应用合力矩定理
mO(F)FxlFylctg
mo(Q)Ql
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二、力偶的概念和性质
1、力偶的概念
力偶：两力大小相等，作用线不重合的反向平行力叫力偶。
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d
m Fd
+—
说明：① m是代数量，有+、-； ②F、 d 都不独立，只有力偶矩 mFd是独立量； ③m的值m=±2⊿ABC ； ④单位：N• m
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约束反力特点： ①大小常常是未知的；
②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；
③作用点在物体与约束相接触的那一点。
N1
G
G
N2
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二、约束类型和确定约束反力方向的方法： 1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束
绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方 向沿绳索背离物体。
力系：是指作用在物体上的一群力。
平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，
A
二.刚体
我们称这个力系为平衡力系。 F
就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。
三.平衡
是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态。
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§1-2 静力学基本公理
公理1 二力平衡公理
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线， 作用于同一个物体上。
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可得下列两个推论： ①力偶可以在其作用面内任意移动，而不影响 它对刚体的作用效应。
②只要保持力偶矩大小和转向不变，可以任意 改变力偶中力的大小和相应力偶臂的长短，而 不改变它对刚体的作用效应。
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多项选择
例、下列选项中，关于力偶基本性质的描述 中，正确的是（ ）。
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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
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单选
例：下面哪个不是二力构件的必备条件 （ ）。
A．仅在两点受力 C．直杆
B．杆上不受力 D．不计自重
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性质1：力偶既没有合力，本身又不平衡，是一个基本 力学量。 性质2：力偶对其所在平面内任一点的矩恒等于力 偶矩，而与矩心的位置无关，因此力偶对刚体的效 应用力偶矩度量。
性质3：平面力偶等效定理 作用在同一平面内的两个力偶，只要它的力偶矩的
大小相等，转向相同，则该两个力偶彼此等效。
1）力作用线过矩心，力 矩为零；
2）力沿作用线移动，力 矩不变；
3）力F对O点之矩与矩 心O的位置有关
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3、合力矩定理
定理：平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩， 等于所有各分力对同一点的矩的代数和
即：
n
mO(R)mO(Fi )
i1
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[例] 已知：如图 F、Q、l, 求：mO (F ) 和 解：①用力对点的矩法
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单选
例：刚体上作用三个力而处于平衡，则这三 个力的作用线必定（ ）。
A.相交于一点 B.平行 C.位于同一平面内 D.都为0
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公理4 作用力和反作用力定律 等值、反向、共线、异体、且同时存在。
[例] 吊灯
两物体间 的相互作用 力总是大小 相等、方向 相反、沿同 一直线，同 时分别作用 在这两个物 体上，这两 个力互为作 用力和反作
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§1-1 静力学基本概念
一、力的概念
1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物 体的运动状态。
2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素：大小，方向，作用点 力的单位： 国际单位制：牛顿(N)
FA
千牛顿(kN)
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用力。
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单选
例：下列不属于作用力和反作用力特性的是 （ ）。
A．他们的大小相等 B．方向相反 C．作用在同一个物体上 D．作用在两个物体上
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§1–3 力对点之矩、力偶的概念
力对物体可以产生 移动效应--取决于力的大小、方向 转动效应--取决于力矩的大小、方向
一、力矩
1、力矩的概念
MO(F)Fd
+-
说明：① MO (F )是代数量。
② F↑,d↑转动效应明显。 ③ MO (F )是影响转动的独立因素。
当F=0或d=0时，MO (F ) =0。 ④单位N•m， ⑤ MO (F ) =2⊿AOB=F•d ,2倍⊿形面积。
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2、力矩的特性
A.力偶无合力 B.力偶能与一个力等效 C.力偶不能与一个力平衡 D.力偶只能与力偶平衡
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§1-4 约束与约束反力
一、概念 自由体：位移不受限制的物体叫自由体。 非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。 约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。
（这里，约束是名词，而不是动词的约束。） 约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。
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。
RF1F2
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。）
T
S1 S'1
P
P
S2 S'2
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2.光滑接触面的约束 (光滑指摩擦不计) 约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体
P P
N
N
NB NA
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3.光滑圆柱铰链约束 ①圆柱铰链
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 点，பைடு நூலகம்不改变该力对刚体的效应。
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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公理3 力的平行四边形法则
mO(F)FdFsiln
mo (Q )
mo(Q)Ql ②应用合力矩定理
mO(F)FxlFylctg
mo(Q)Ql
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二、力偶的概念和性质
1、力偶的概念
力偶：两力大小相等，作用线不重合的反向平行力叫力偶。
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d
m Fd
+—
说明：① m是代数量，有+、-； ②F、 d 都不独立，只有力偶矩 mFd是独立量； ③m的值m=±2⊿ABC ； ④单位：N• m
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约束反力特点： ①大小常常是未知的；
②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；
③作用点在物体与约束相接触的那一点。
N1
G
G
N2
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二、约束类型和确定约束反力方向的方法： 1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束
绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方 向沿绳索背离物体。
力系：是指作用在物体上的一群力。
平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，
A
二.刚体
我们称这个力系为平衡力系。 F
就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。
三.平衡
是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态。
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§1-2 静力学基本公理
公理1 二力平衡公理
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线， 作用于同一个物体上。
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可得下列两个推论： ①力偶可以在其作用面内任意移动，而不影响 它对刚体的作用效应。
②只要保持力偶矩大小和转向不变，可以任意 改变力偶中力的大小和相应力偶臂的长短，而 不改变它对刚体的作用效应。
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例、下列选项中，关于力偶基本性质的描述 中，正确的是（ ）。
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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
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例：下面哪个不是二力构件的必备条件 （ ）。
A．仅在两点受力 C．直杆
B．杆上不受力 D．不计自重
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性质1：力偶既没有合力，本身又不平衡，是一个基本 力学量。 性质2：力偶对其所在平面内任一点的矩恒等于力 偶矩，而与矩心的位置无关，因此力偶对刚体的效 应用力偶矩度量。
性质3：平面力偶等效定理 作用在同一平面内的两个力偶，只要它的力偶矩的
大小相等，转向相同，则该两个力偶彼此等效。
1）力作用线过矩心，力 矩为零；
2）力沿作用线移动，力 矩不变；
3）力F对O点之矩与矩 心O的位置有关
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3、合力矩定理
定理：平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩， 等于所有各分力对同一点的矩的代数和
即：
n
mO(R)mO(Fi )
i1
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[例] 已知：如图 F、Q、l, 求：mO (F ) 和 解：①用力对点的矩法
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单选
例：刚体上作用三个力而处于平衡，则这三 个力的作用线必定（ ）。
A.相交于一点 B.平行 C.位于同一平面内 D.都为0
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公理4 作用力和反作用力定律 等值、反向、共线、异体、且同时存在。
[例] 吊灯
两物体间 的相互作用 力总是大小 相等、方向 相反、沿同 一直线，同 时分别作用 在这两个物 体上，这两 个力互为作 用力和反作