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1、会计学1理学结构计算简图物体理学结构计算简图物体(wt)受力分析受力分析第一页，共55页。第二章 结构计算简图 物体(wt)受力分析 2.1 约束(yush)与约束(yush)力2.2 结构(jigu)计算简图2.3 物体受力分析第1页/共55页第二页，共55页。2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力自由体（free body）：能在空间作任意运动的物体叫自由体。非自由体（nonfree body）：位移受到周围其它物体限制，不能沿着(yn zhe)某些方向运动的物体称为非自由体。约束（constraint）：限制非自由体运动的条件，这些条件往
2、往是周围的物体构成，这些物体称为约束。约束反力：约束对非自由体的机械作用称为约束反力。约束反力的方向与其所限制运动的方向相反。第2页/共55页第三页，共55页。2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力1、柔索G绳G皮带(p di)G链条(lintio)第3页/共55页第四页，共55页。2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第4页/共55页第五页，共55页。绳索(shn su)链条 皮带2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第5页/共55页第六页，共
3、55页。2、光滑(gung hu)接触面G固定(gdng)平面G固定(gdng)曲面G齿轮的齿面2-1 2-1 约束和约束力约束和约束力第6页/共55页第七页，共55页。2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第7页/共55页第八页，共55页。F F2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第8页/共55页第九页，共55页。3、铰连接(linji)与铰支座G圆柱(yunzh)铰链2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第9页/共55页第十页，共55页。恐
4、龙骨骼(gg)的铰链连接2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第10页/共55页第十一页，共55页。铰G圆柱(yunzh)铰链2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第11页/共55页第十二页，共55页。G固定(gdng)铰支座2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第12页/共55页第十三页，共55页。G固定(gdng)铰支座2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第13页/共55页第十四页，共55页
5、。G固定(gdng)铰支座2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第14页/共55页第十五页，共55页。G活动(hu dng)铰支座2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第15页/共55页第十六页，共55页。G活动(hu dng)铰支座2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第16页/共55页第十七页，共55页。G活动(hu dng)铰支座2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第17页/共55页第十八
6、页，共55页。4、链杆约束(yush)F FA AF FB BACBAB2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第18页/共55页第十九页，共55页。链杆约束的约束力沿两铰链中心(zhngxn)连线，指向不定。2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第19页/共55页第二十页，共55页。翻斗车连杆(lin n)支座2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第20页/共55页第二十一页，共55页。5、球铰支座(zh zu)AB光滑(gung hu)球铰链约
7、束实例2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第21页/共55页第二十二页，共55页。球球股骨股骨盆骨盆骨球窝球窝盆骨与股骨(gg)之间的球铰连接2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第22页/共55页第二十三页，共55页。6、径向(jn xin)轴承与止推轴承G径向(jn xin)轴承2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第23页/共55页第二十四页，共55页。G止推轴承(zhuchng)2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约
8、束(yush)(yush)力力第24页/共55页第二十五页，共55页。7、固定(gdng)端约束ABF FAyAyF FAxAxMA遮 雨 蓬2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第25页/共55页第二十六页，共55页。固定端约束(yush)实例P2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第26页/共55页第二十七页，共55页。固定(gdng)端约束实例2-1 2-1 约束约束(yush)(yush)和约束和约束(yush)(yush)力力第27页/共55页第二十八页，共55页。2-2 2-2 结构
9、结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图 在工程设计中对结构进行力学分析时，需要一 个图形，这个图形与实际结构不可能完全一样，因此(ync)必须对实际结构进行抽象和简化，用以代替原结构进行结构的力学分析、计算的简化图形叫结构的计算简图。抽象和简化必须遵循以下原则：1）正确反映结构的实际受力情况，使计算结果与 实际情况比较吻合；2）略去次要因数，便于分析和计算。1、结构(jigu)计算简图第28页/共55页第二十九页，共55页。2-2 2-2 结构结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图1）支座简化示例 对平面结构(jigu)一般可以简化成以下三种形式：可动铰支座 只能约束竖向运动的支座
10、称为：可动铰支座 表示方法：例如(lr)：把梁放在柱顶上，不作任何处理，其支座就 可简化成可动铰支座。第29页/共55页第三十页，共55页。2-2 2-2 结构结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图固定铰支座 能约束竖向和水平(shupng)运动的支座称为：固定铰支座 表示方法：例如：把屋架放在柱顶上，并与柱顶的预埋件连 接，这样(zhyng)的支座可简化成固定铰支座。第30页/共55页第三十一页，共55页。2-2 2-2 结构结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图固定支座 能约束竖向、水平(shupng)和转动的支座称为：固定支座 表示方法：例如：柱子与基础完全现浇在一起，而且柱
11、子的 钢筋插入基础一定距离(jl)，那么柱子的支座就可简化成固定支座。第31页/共55页第三十二页，共55页。2-2 2-2 结构结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图 2）结点(ji din)简化示例 杆件与杆件的连接点称为：结点(ji din)结点(ji din)的简化分两类：铰结点(ji din)和刚结点(ji din)铰结点 几何特征：各杆可以绕结点自由(zyu)转动。受力状况：不会引起杆端弯矩。表示方法：例如：图示木屋架的结点 第32页/共55页第三十三页，共55页。2-2 2-2 结构结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图刚结点 几何特征：各杆不能绕结点作相对转动(zh
12、un dng)。受力状况：由于结点能阻止杆件之间发生相对转角，因此杆端有弯矩、剪力 和轴力。例如：图示现浇钢筋混凝土框架的结点 表示方法：第33页/共55页第三十四页，共55页。2-2 2-2 结构结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图 3）计算(j sun)简图示例第34页/共55页第三十五页，共55页。2-2 2-2 结构结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图钢筋(gngjn)混凝土屋架第35页/共55页第三十六页，共55页。2-2 2-2 结构结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图 2、平面杆系结构(jigu)的分类1）梁 有简支梁、悬臂梁、曲梁(q lin)、多跨静定
13、梁和超静定梁等。第36页/共55页第三十七页，共55页。2-2 2-2 结构结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图2）拱 有三铰拱、两铰拱、无铰拱等。3）桁架(hngji)第37页/共55页第三十八页，共55页。2-2 2-2 结构结构(jigu)(jigu)计算简图计算简图4）刚架 5）组合结构 第38页/共55页第三十九页，共55页。2-3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析概概 念念 分析作用于物体上的外力以及它们的作用位置分析作用于物体上的外力以及它们的作用位置和方向和方向,这个过程称为受力分析。这个过程称为受力分析。表示物体所受全部外力（包括主动力和约束反表示物体
14、所受全部外力（包括主动力和约束反力）的简图即为物体的受力图。力）的简图即为物体的受力图。选取合适的研究对象与正确画出受力图是解决选取合适的研究对象与正确画出受力图是解决力学问题力学问题(wnt)(wnt)的前提和依据。的前提和依据。第39页/共55页第四十页，共55页。2-3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析作受力图的步骤作受力图的步骤1.1.取分离体。取分离体。2.2.画出对象所受的全部主动力。画出对象所受的全部主动力。3.3.在存在在存在(cnzi)(cnzi)约束的地方，按约束类型逐一画约束的地方，按约束类型逐一画出出约束反力。约束反力。第40页/共55页第四十一页，共5
15、5页。2-3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析物体系统：若干构件通过某种连接方式组成可以传递运动或承受荷载的机构或结构。受力图 确定研究对象(duxing)，分析周围物体；解除约束，取分离体；在分离体上画上主动力；在分离体解除约束处，根据约束类型画上约反力。对于指向确定的约束反力，要正确画出其指向；对于不能事先确定指向的约束反力，其指向可以假设。第41页/共55页第四十二页，共55页。画出下列(xili)各构件的受力图2-3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析第42页/共55页第四十三页，共55页。画出下列(xili)各构件的受力图2-3 2-3 物体物体(wt)
16、(wt)受力分析受力分析第43页/共55页第四十四页，共55页。画出下列各构件(gujin)的受力图2-3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析第44页/共55页第四十五页，共55页。解：1)取梯子(t zi)AB为研究对象2)建立(jinl)坐标系如图(a)3)受力如图(b)例1 一个梯子AB，两端放在光滑面上，在C点一水平绳联结，梯子重量为P，作用(zuyng)在D点，见图(a)。对梯子AB受力分析。2-3 2-3 物体受力分析第45页/共55页第四十六页，共55页。2)建立(jinl)坐标系如图(a)3)受力分析如图(b)例2 刚架ABCD上作用分布载荷(zi h)q，尺寸如
17、图。对于刚架受力分析。解：1)取刚架ABCD为研究(ynji)对象2-3 2-3 物体受力分析第46页/共55页第四十七页，共55页。例3 由水平杆AB和斜杆BC构成的管道(gundo)支架如图所示。在AB杆上放一重为P的管道(gundo)。A,B,C处都是铰链连接。不计各杆的自重,各接触面都是光滑的。试分别画出管道(gundo)O,水平杆AB,斜杆BC及整体的受力图。ACBDOP2-3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析第47页/共55页第四十八页，共55页。解:(1)取管道O为研究(ynji)对象OPND(2)取斜杆BC为研究(ynji)对象CBRCRB二力杆ACBDOP2-
18、3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析第48页/共55页第四十九页，共55页。ABDNDRBFAy(3)取水平(shupng)杆AB为研究对象FAXFA三力平衡(pnghng)汇交定理CBRCRBACBDOPOPND2-3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析第49页/共55页第五十页，共55页。(4)取整体(zhngt)为研究对象：FAyFAXRCCBRCRBACBDOPDACBOPABDNDRBFAyFAX2-3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析第50页/共55页第五十一页，共55页。(4)取整体(zhngt)为研究对象：CBRCRBACBDOPA
19、BDNDRBFAyFAXRCDACBOPFAE2-3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析第51页/共55页第五十二页，共55页。画受力图应注意(zh y)的问题1、不要漏画力：除重力、电磁力外，物体(wt)之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体(wt)（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。2、不要多画力：要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确(mngqu)地指出它是哪一个施力体施加的。2-3 2-3 物体受力分析第52页/共55页第五十三页，共55页。3、不要画错力的方向：约束反力的方向必
20、须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析(fnx)两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不要把箭头方向画错。4、受力图上只画外力，不画内力(nil)：一个力，属于外力还是内力(nil)，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力(nil)，就成为新研究对象的外力。2-3 2-3 物体物体(wt)(wt)受力分析受力分析第53页/共55页第五十四页，共55页。5、受力图(lt)上不能再带约束：即受力图(lt)一定要画在分离体上。6、同一系统各研究(ynji)对象的受力图必须整体与局部一致，相互协调，不能相互矛盾：对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。7、正确判断(pndun)二力构件2-3 2-3 物体受力分析第54页/共55页第五十五页，共55页。