第二章 刚体静力分析基础幻灯片.ppt

由吊车梁传到柱子上的压力，因吊车梁与牛腿接触面积较小，可用集中力F1、F2 表示；屋面上的风荷载简化为作用于柱顶的一水平集中力F3；而柱子所受水平风力，可按平面单元负荷宽度简化为均布线荷载。 4) 荷载的简化。 ●选取较合理的结构计算简图，不仅需要有丰富的实践经验，还需要有较完备的力学知识，才能分析主、次要因素的相互关系。对于一些新型结构往往还需要借助模型试验和现场实测才能确定出较合理的计算简图。对于工程中一些常用的结构形式，其计算简图经实践证明都比较合理，因此可以直接采用。 2.6 受力分析与受力图 2.6.1. 受力分析 在求解建筑工程力学问题时，一般首先需要根据问题的已知条件和待求量选择一个或几个物体作为研究对象，然后分析它受到哪些力的作用，其中哪些是已知的，哪些是未知的，此过程称为受力分析。 2.6.2. 对研究对象进行受力分析的步骤 1）取隔离体。将研究对象从与其联系的周围物体中分离出来，单独画出。这种分离出来的研究对象称为隔离体。 2) 画主动力和约束反力。画出作用于研究对象上的全部主动力和约束反力。这样得到的图称为受力图或隔离体图。 注意： 分析约束的类型和性质，确定相应的约束力。 既不要漏力，也不要多画力。 不同的力，应当用不同的字母标注，不能用相同的字母表示两个不同的力。 当出现二力平衡、三力平衡或作用力与反作用力关系时，应符合二力平衡公理、三力平衡汇交定理或作用力与反作用力公理，并在受力图上正确画出。 要正确判断二力杆。 【例2.3】 小车连同货物共重W，由绞车通过钢丝绳牵引沿斜面匀速上升。不计车轮与斜面间的摩擦，试画出小车的受力图。 【解】 1）取隔离体。 将小车从钢丝绳和斜面的约束中分离出来，单独画出。 2）画主动力。 作用于小车上的主动力为W，其作用点为重心C，铅垂向下。 C W W 0 G 光滑约束（接触面法向压力） G1 G2 N N1 N2 N1 N2 N3 3. 光滑铰链 在两个构件上各钻有同样大小的圆孔，并用圆柱形销钉连接起来。如果销钉和圆孔都是光滑的，那么销钉只限制两构件在垂直于销钉轴线的平面内相对移动，而不限制两构件绕销钉轴线的相对转动。这样的约束称为光滑铰链，简称铰链或铰。 B A 只能限制两物体间的相对移动，不能限制两物体间的相对转动 当物体受力后，销钉和孔壁在某处接触，构成光滑接触面约束。 约束力：过接触处，通过销钉中心，方向未知，用FN表示。 FN 铰 约束力：过接触处，通过销钉中心，方向未知，用FN表示。 铰链约束反力作用在垂直于销钉轴线的平面内，通过圆孔中心，方向由系统的构造与受力状态确定（以下简称方向待定）。通常用两个正交分力Fx和Fy来表示铰链约束反力，两分力的指向是假定的。 4. 固定铰支座 用铰链连接的两个构件中，如果其中一个是固定在基础或静止机架上的支座，则这种约束称为固定铰支座，简称铰支座。 FAy FAx FA A 计算简图 ? í ì A A A A A 受力图 ? í ì A A A 固定铰链 中间铰 C YC XC x y FA XA YA XA YA 建筑结构中这种理想的支座是不多见的，通常把不能产生移 动，只可能产生微小转动的支座视为固定铰支座 。例如：一 榀屋架，用预埋在混凝土垫块内的螺栓和支座连在一起，垫 块则砌在支座(墙)内，这时，支座阻止了结构的垂直移动和水 平移动，但是 它不能阻止结构微小转动。这种支座可视为固定 铰支座。 5. 活动铰支座 如果在支座与支承面之间装上几个滚子，使支座可以沿着支承面运动，就成为活动铰支座，也称为辊轴支座。 可动铰 B C RC 辊轴支座 RB FA 计算简图 ? í ì A A 受力图 A A 这种支座只限制构件沿支承面法线方向的移动，不限制构件沿支承面的移动和绕销定轴线的转动。因此，活动铰支座的约束反力垂直于支承面，通过铰链中心，指向待定。 图（b～d)为活动铰支座的简化表示 一个搁置在砖墙上的梁；砖墙就是梁的支座，如略去梁与砖墙 之间的摩擦力，则砖墙只能限制梁向下运动，而不能限制梁的转 动与水平方向的移动。这样，就可以将砖墙简化为可动铰支座。 6. 定向支座 定向支座能限制构件的转动和垂直于支承面方向的移动，但允许构件沿平行于支承面的方向移动。 定向支座的支座反力为垂直于支承面的反力FN和反力偶矩M。当支承面与构件轴线垂直时，定向支座的反力为水平方向。 图(b)、图(c) 为定向