1.2约束与约束力

限制运动的方式：
限制物体在垂直销钉轴线的平面内沿任意 方向的相对移动。
由于销钉与销钉孔可在圆周上任一点发生接触， 因此，光滑圆柱形铰链提供一个过圆孔中心，大
小和方向均未知的二维约束力，一般用其两个分
矢量表示，
即
FAR＝ FAx＋ FAy
（3）固定铰支座
支座——把结构或构件与支承物（如桥墩、墙、柱、 机座等）连接起来的约束，称为支座。
用铰链将结构或构件与支座底板相连，则构成固
定铰支座。如图所示为固定铰支座的铰支座的底座与支承物体之间 安装几个辊轴，可构成可动铰支座， 又称辊轴支座。计算简图可以用图 1—12a所示的三种表示。
大型屋架、桥梁等结构在荷载、温度等影响
下发生变形时，将绕其端部略有转动，且两端之
2. 理想刚性约束
（1）光滑面接触（Smooth surface）
光滑面约束的约束反力作用在接触点处，沿两接
触面公法线方向，并指向受力物体。以FN表示。
反力特点：过接触点并沿接触面的公法线， 指向被约束的物体（压力）。
P P
FBN
FN
FN
FAN
（2）光 滑 圆 柱 形 铰 链
两物体分别被钻上直径相同的圆孔，两孔相叠， 中间穿以圆柱销钉。这样，两物体只能绕销钉转动。
(6) 球形铰链支座
将固结于物体一端的球体置于球窝形支座 内就形成了球形铰链支座。
8.球形铰链支座
（7）链杆约束
约束特点：只能限制物体上的铰接点沿链杆轴线方向 的位移。 反力特点：链杆的约束反力沿链杆的轴线，且既可是 拉力也可是压力。
重庆大学建筑馆
厂房排架计算简图
2.实例：
上述轨道对机车、轴承对轴、柱子对 屋架等都是约束。
三、约束力（约束反力、反力）
1．定义：约束对物体的作用，实际上就是力，
称为约束反力，也简称反力。
2．性质：约束力是被动力。（由主动力引起，
且随主动力改变而改变）
3．作用点：约束力的作用点是非自由体上与约束的 接触点。 F1N G
G
F2N
4．方向：约束反力的方向必与该约束所能阻碍的位 移方向 相反。由此可判断约束力的方向作用线的 位置。 5．大小：约束力的大小总是未知的 6．产生条件：当物体沿着约束所能阻止的方向上有 运动或有运动趋势时，才会出现约束力。
间的距离也将略有改变，故通常均一端采用固定
铰支,另一端采用可动铰支来支承。这种支承方
式称为简支。
简支梁桥
预制钢筋混凝土门窗过梁和简易桥梁的简化
A A B B
(1)门窗过梁 A
(2)简易桥梁 B (3)简支梁
钢木混合屋架计算简图
钢筋混凝土门式框架计算简图
屋架计算简图
（5）轴
承
约束特点相似。向心轴承又称为
F1N
G F2N
主动力（荷载）
物体的受力可分为两类：约束力和主动力。
除约束力以外的其它力称为主动力或荷载。
例如：物体的重力、结构承受的风力和水压力、
机械零件中的弹簧力、以及电磁力等。
主动力一般为已知力。
四、工程中常见的几种约束及约束力特点 1.理想柔性约束 忽略摩擦，将约束看成柔性体。把实际中的绳 索、链条、胶带等看成十分柔软又不可伸长的柔 索，它限制了被约束体沿索向向外的运动。
径向轴承，简称轴承。
向心轴承：对轴的约束特点与固定铰支座的
计算简图可以用图1—13所示。
反力特点：只知过轴心，沿公法线，但方向待定。
一般用其两个分矢量表示，即
FR＝ FAx＋ FAy
止推轴承：
止推轴承：止推轴承可视为由一光滑面将向 心轴承圆孔的一端封闭而成。
因此，它同时具有向心轴承与光滑面接触这两类约 束的作用。约束反力可表示为：FAx、FAy、FAz
§1—2
约束与约束力
一、自由体与非自由体 1 .自由体：位移不受限制的物体称为自由体。
如，空中飞行的炮弹、飞机或入造卫星等。
飞机
2.非自由体：位移受到限制的物体称为非自由体。
如，轨道上的机车， 轴承中的轴、
支承在柱子上的屋架等。
二、约束
1.定义：对非自由体的某些位移起限制的 其它物体，称为约束。