第一章力的基本性质与物体的受力概览.ppt

几个概念 力 系——在一般情况下，房屋建筑的结构或构件总是同时受到若干个力的作用。 我们把同时作用在物体上的一群力，称为力系。 等效力系——对物体作用效果相同的力系 第一章 力的基本性质与物体的受力分析 第一节 基本概念 一、刚体的概念 在外力作用下，几何形状、尺寸的变化可忽略不计的物体，称为刚体。 二、力的概念 力是物体间相互的机械作用，这种相互作用会使物体的运动状态发生变化（外效应）或使物体发生变形（内效应）。 实践证明：力对物体的作用效果取决于力的三要素。 1. 力的大小 力是有大小的。力的大小表明物体间相互作用的强弱程度。 第二节 静力学公理 静力学公理：人们在长期生活和生产活动中通过反复观察、实验和总结，得出了关于静力的最基本的客观规律，这些客观规律就是静力学公理 公理1 力的平行四边形公理 其实质为“矢量相加” （见右图） 运用这个公理可以将两个共点的力合成为一个力；同样，一个已知力也可以分解为两个力。但需注意，一个已知力分解为两个分力可有无数个解。 公理2 二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上。 公理3 加减平衡力系公理 推论2 三力平衡汇交定理 利用三力平衡汇交定理，可确定物体在共面但不平行的三个力作用下平衡时，某一个未知力的方向。 课后作业 ： 第三节 工程中常见的约束与约束反力 所以，约束反力的方向必与该约束所能阻碍物体运动的方向相反。由此可以确定约束反力的方向或作用线的位置。 物体受力一般可以分为两类：一类是使物体运动或使物体有运动趋势的力，称为主动力。如重力、水压力、土压力、风压力等。在工程中通常称主动力为荷载。另一类是约束对于物体的约束反力，也称被动力。一般主动力是已知的，而约束反力是未知的。举例。 试指出下面物体的受力图中的主动力和约束反力 二、几种常见的约束及其反力 1. 柔体约束 柔软的绳索、链条、皮带等用于阻碍物体的 运动时，都称为柔体约束。 2.光滑接触面约束 物体与其它物体接触，当接触面光滑，摩擦力很小可以忽略不计时，就是光滑接触面约束。 3. 圆柱铰链约束 圆柱铰链简称铰链。是由一个圆柱形销钉插入两个物体的圆孔中构成，并且认为销钉和圆孔的表面都是光滑的。 两端用铰链与物体分别连接且中间不受其它力的直杆称为链杆约束。 链杆又称二力杆。 三、支座及支座反力 工程中将结构或构件支承在基础或另一静止构件上的装置称为支座。支座也是约束。支座对它所支承的构件的约束反力也称支座反力。 用圆柱铰链把结构或构件与支座底板连接，并将底板固定在支承物上构成的支座称为固定铰支座。 在固定铰支座下面加几个辊轴支承于平面上，就构成可动铰支座。 把构件和支承物完全连接为一整体，构件在固定端既不能沿任意方向移动，也不能转动的支座称为固定端支座。 作 业： 1-4 二力杆的概念是什么？二力杆受力与构件的形状有无关系？ 1-5 常见的约束类型有哪些？各种约束反力的方向如何确定？ 第四节????? 物体的受力分析和受力图 在进行力学计算时，首先要分析物体受了哪几个力，每个力的作用位置和方向如何，哪些是已知力哪些是未知力，这个分析过程称为物体的受力分析。 物体的受力分析是建筑力学的基础 一、单个物体的受力图 画单个物体的受力图： ⑴首先要明确研究对象，并把该物体从周围环境中脱离出来； ⑵再把已知主动力画在简图上； ⑶最后根据实际情况，分别在解除约束处画上相应的约束反力。 必须强调，约束反力一定要与约束的类型相对应。 例1-1 重量为FW的圆球，用绳索挂于光滑墙上，如图所示。试画出圆球的受力图。 例1-2 梁AB上作用有已知力F，梁的自重不计，A端为固定铰支座，B端为可动铰支座，如图所示。试画出梁AB的受力图。 例1-3 一水平梁AB受已知力F作用，A端是固定端支座，梁AB的自重不计，如图所示。试画出梁AB的受力图。 例1-4 梁AC和CD用圆柱铰链C连接，并支承在三个支座上，A处是固定铰支座，B和D处是可动铰支座，如图所示。试画梁AC、CD及整梁AD的受力图。梁的自重不计。 当以若干物体组成的系统为研究对象时，系统内各物体间的相互作用力称为内力；系统外的物体作用于该系统中各物体的力称为外力。内力对系统的作用效果相互抵消，因此可除去，并不影响整个系统的平衡。 例1