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1、建筑力学基础1 1第1页，共60页，编辑于2022年，星期六课程简介建建筑筑力力学学理论力学理论力学材料力学材料力学技术基础课。研究物体受力后的效应技术基础课。研究物体受力后的效应运动、平衡（外效应）运动、平衡（外效应）刚体刚体变形、内力（内效应）变形、内力（内效应）变形固体：杆变形固体：杆材料力学材料力学结构力学结构力学变形、内力（内效应）变形、内力（内效应）变形固体：杆系变形固体：杆系2 2第2页，共60页，编辑于2022年，星期六第第 1 1 章章 绪绪 论论3 3第3页，共60页，编辑于2022年，星期六111 1 建筑力学的任务建筑力学的任务112 2 变形固体的基本假设变形固体的基
2、本假设 113 3 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式第第第第一一 章章章章 绪绪绪绪论论目录目录4 4第4页，共60页，编辑于2022年，星期六结构承受的荷载：结构承受的荷载：自重、风载、人群荷载、屋面积雪重量、吊车压力等自重、风载、人群荷载、屋面积雪重量、吊车压力等非荷载影响因素：非荷载影响因素：温度变化、支座沉降、地震作用等温度变化、支座沉降、地震作用等结构与构件：结构与构件：建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构组成结构的每一部分称为构件组成结构的每一部分称为构件1-1-1 1-1-1 结构及其分类结构及其分类111 1 建筑力学的任务建
3、筑力学的任务5 5第5页，共60页，编辑于2022年，星期六一、构件的分类一、构件的分类（长宽高来衡量）建筑力学研究对象的几何特征建筑力学研究对象的几何特征杆件：一个方向的尺寸大杆件：一个方向的尺寸大板和壳：两个方向的尺寸大板和壳：两个方向的尺寸大实体：三个方向的尺寸都大且相近实体：三个方向的尺寸都大且相近二、构件几何特征二、构件几何特征各横截面的形心连线各横截面的形心连线轴线轴线垂直于杆轴线的截面垂直于杆轴线的截面横截面横截面根据轴线形状可分为：根据轴线形状可分为：6 6第6页，共60页，编辑于2022年，星期六直杆:曲杆：拱折杆：刚架7 7第7页，共60页，编辑于2022年，星期六三、结构
4、的几何特征平面杆件结构与空间杆件结构凡组成结构的所有杆件的轴线都位于某一平面内，并且荷载也位于该平面内的结构，称为平面杆件结构。否则，称为空间结构。8 8第8页，共60页，编辑于2022年，星期六1-1-2 建筑力学研究的内容一、几个基本概念一、几个基本概念构件：组成机械或结构物的最小单元构件：组成机械或结构物的最小单元强度：构件或结构物抵抗破坏的能力强度：构件或结构物抵抗破坏的能力刚度：构件抵抗变形的能力刚度：构件抵抗变形的能力稳定性：构件保持原有平衡状态的能力稳定性：构件保持原有平衡状态的能力9 9第9页，共60页，编辑于2022年，星期六二、建筑力学的任务设计出的结构要有承载能力用材越少
5、越好安全经济一对矛盾三类强度计算：荷载、材料一定，计算截面积荷载、截面一定，校核是否安全材料、截面一定，求允许荷载任务：研究构件的强度、刚度、稳定性，为工程设计提供理论依据和计算方法。1010第10页，共60页，编辑于2022年，星期六刚体刚体刚体刚体 在任何外力的作用下，大小和形状始在任何外力的作用下，大小和形状始终保持不变的物体。理想化的力学模型。终保持不变的物体。理想化的力学模型。例如例如例如例如:桥梁在车辆、人群等荷载作用下的最大竖直变形一般桥梁在车辆、人群等荷载作用下的最大竖直变形一般桥梁在车辆、人群等荷载作用下的最大竖直变形一般桥梁在车辆、人群等荷载作用下的最大竖直变形一般不超过桥
6、梁跨度的不超过桥梁跨度的不超过桥梁跨度的不超过桥梁跨度的1/7001/7001/9001/900。物体的微小变形对。物体的微小变形对。物体的微小变形对。物体的微小变形对于研究物体的平衡问题影响很小，因而可以将物体视为不于研究物体的平衡问题影响很小，因而可以将物体视为不于研究物体的平衡问题影响很小，因而可以将物体视为不于研究物体的平衡问题影响很小，因而可以将物体视为不变形的理想物体变形的理想物体变形的理想物体变形的理想物体刚体刚体刚体刚体1-2 变形固体的基本假设1111第11页，共60页，编辑于2022年，星期六 略去次要性质，将主要性质抽象出理想模型，对变形刚体提出略去次要性质，将主要性质抽
7、象出理想模型，对变形刚体提出几个基本假设：几个基本假设：完全弹性假设完全弹性假设完全弹性假设完全弹性假设：认为材料在外力作用下发生变形的大小：认为材料在外力作用下发生变形的大小与外力成正比，外力撤除后，构件的变形会完全消失与外力成正比，外力撤除后，构件的变形会完全消失 连续均匀假设连续均匀假设连续均匀假设连续均匀假设：认为材料各处的性质完全相同：认为材料各处的性质完全相同 可取其中一部分研究，解决局部与整体研究的统一可取其中一部分研究，解决局部与整体研究的统一 各向同性假设各向同性假设各向同性假设各向同性假设：相对于各向异性而言：相对于各向异性而言 木材竖纹和横纹抵抗破坏的能力不同木材竖纹和横
8、纹抵抗破坏的能力不同 钢材各个方向的力学性质相同钢材各个方向的力学性质相同 小变形假设小变形假设小变形假设小变形假设：在外力作用下，变形相对构件尺寸很小：在外力作用下，变形相对构件尺寸很小 平衡时略去可使计算简单平衡时略去可使计算简单1212第12页，共60页，编辑于2022年，星期六1-3 杆件变形的基本形式将构件变形形式分为四种基本变形：轴向拉伸和压缩轴向拉伸和压缩扭转扭转剪切剪切弯曲弯曲1313第13页，共60页，编辑于2022年，星期六小 结概念：构件、强度、刚度、稳定性概念：构件、强度、刚度、稳定性任务：任务：研究构件的强度、刚度、稳定性，为工程设计提供理论研究构件的强度、刚度、稳定
9、性，为工程设计提供理论依据和计算方法。依据和计算方法。可变形固体与刚体：可变形固体与刚体：四个基本假设：四个基本假设：对象：弹性范围内，均匀、连续、各向同性、小变形的等对象：弹性范围内，均匀、连续、各向同性、小变形的等直杆直杆四个基本变形：拉压、剪切、扭转、弯曲四个基本变形：拉压、剪切、扭转、弯曲1414第14页，共60页，编辑于2022年，星期六第2章静力学基本概念2-1 力的概念2-2 力矩与力偶2-3 力的平移2-4 约束与约束反力2-5 物体的受力分析 受力图2-6 结构计算简图1515第15页，共60页，编辑于2022年，星期六 静力学研究物体作机械运动的特殊情况静力学研究物体作机械
10、运动的特殊情况物体平衡时作用力之间的关。包括：受物体平衡时作用力之间的关。包括：受力分析、力系的简化、平衡的条件等等。力分析、力系的简化、平衡的条件等等。物体的静平衡是指物体相对于地面保持物体的静平衡是指物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。静止或作匀速直线运动的状态。1616第16页，共60页，编辑于2022年，星期六2-1 力的概念力的概念2-1-1 力与力系力与力系 力是物体间的相互作用，其效果是使物体的力是物体间的相互作用，其效果是使物体的运动状运动状态发生改变态发生改变或或物体发生变形物体发生变形 静力学只研究静力学只研究刚体刚体，因此，只讨论物体在力的作用，因此，只讨论物体
11、在力的作用下整体的平衡问题。下整体的平衡问题。力的单位，采用国际单位时为：力的单位，采用国际单位时为：或或牛顿（牛顿（N）1717第17页，共60页，编辑于2022年，星期六力对物体的作用效果取决于力的力对物体的作用效果取决于力的大小、方向与作用点大小、方向与作用点我们称之为我们称之为力的三要素力的三要素1.力的基本概念力的基本概念(1)(1)力的三要素力的三要素（2）力系力系物体受到若干力的作用，统称力系物体受到若干力的作用，统称力系 平面力系：各力作用线均在同一平面内平面力系：各力作用线均在同一平面内 根据各力作用线的关系，可分为根据各力作用线的关系，可分为平面任意力系平面任意力系、平平面
12、平行力系面平行力系和和平面汇交力系平面汇交力系1818第18页，共60页，编辑于2022年，星期六2.1 基本概念几个相关定义n n力系：作用于物体或体系的一群力n n平衡：保持静止或匀速直线运动状态（具有相对性）n n平衡力系：处于平衡状态的力系n n等效力系 如果两个力系分别作用于刚体时所产生的外效应相同,则称这两个力系是等效力系 1919第19页，共60页，编辑于2022年，星期六2-1-1 静力学公理静力学公理 作用于刚体上的两个力，如果大小相等、方向相反、且作用于刚体上的两个力，如果大小相等、方向相反、且沿同一作用线，则它们的合力为零，此时，刚体处于静止沿同一作用线，则它们的合力为零
13、，此时，刚体处于静止或作匀速直线运动。或作匀速直线运动。公理一公理一 二力平衡公理二力平衡公理 空间力系：力的作用线分布于三维空间空间力系：力的作用线分布于三维空间空间任意力系空间任意力系空间平行力系空间平行力系空间汇交力系空间汇交力系2020第20页，共60页，编辑于2022年，星期六只有两个力作用下处于平衡的物只有两个力作用下处于平衡的物体体 其大小相等、方向相反、作用其大小相等、方向相反、作用于于同一直线同一直线上。上。二力构件二力构件不是二力构件不是二力构件2121第21页，共60页，编辑于2022年，星期六 注意：上述的二力平衡公理对于刚体是充分的也是必要的，而对于变形体只是必要的，
14、而不是充分的。如图所示的绳索的两端若受到一对大小相等、方向相反的拉力作用可以平衡，但若是压力就不能平衡。2222第22页，共60页，编辑于2022年，星期六 力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变它力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变它对刚体的作用效应对刚体的作用效应公理二公理二 加减平衡力系公理加减平衡力系公理 在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任一平在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。推论：推论：力的可传性力的可传性2323第23页，共60页，编辑于2022年，星期六 同一个点作用两个力的
15、效应可用它们的合力来等效。该同一个点作用两个力的效应可用它们的合力来等效。该合力作用于同一点，方向和大小由平行四边形的对角线确合力作用于同一点，方向和大小由平行四边形的对角线确定。（合成几何法）定。（合成几何法）公理三公理三 力的平行四边形法则力的平行四边形法则2424第24页，共60页，编辑于2022年，星期六 两个物体间相互作用的力，总是大小相等两个物体间相互作用的力，总是大小相等、方向方向相反相反，同时分别作用在两个物体上。同时分别作用在两个物体上。公理四公理四 作用与反作用定理作用与反作用定理推论：推论：三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理 刚体受到不平行的三个力刚体受到不平行的三个力作用
16、而平衡时，这三个力的作作用而平衡时，这三个力的作用线一定交于同一点且位于同用线一定交于同一点且位于同一平面内。一平面内。2525第25页，共60页，编辑于2022年，星期六 反之，当投影反之，当投影Fx、Fy 已知时，则可求出力已知时，则可求出力 F F 的大小和方向：的大小和方向：21-2 力的投影.力沿坐标轴的分解一、力在坐标轴上的投影：一、力在坐标轴上的投影：结论：力在某轴上的投影，等于力的模乘以力与该轴正向结论：力在某轴上的投影，等于力的模乘以力与该轴正向间夹角的余弦。间夹角的余弦。y y bbaaa ab bF FO Ox xB BF Fx xF Fy y2626第26页，共60页，
17、编辑于2022年，星期六思考：试求图1.3中各力在轴上的投影，投影的正负号按规定观察判定。2727第27页，共60页，编辑于2022年，星期六注意：注意：力投影的要点：力投影的要点：力投影的要点：力投影的要点：1 1、力平移后力在坐标轴上投影不变；、力平移后力在坐标轴上投影不变；、力平移后力在坐标轴上投影不变；、力平移后力在坐标轴上投影不变；2、力垂直于某轴，力在该轴上投影为零；、力垂直于某轴，力在该轴上投影为零；力平行于某轴，力在该轴上投影的绝对力平行于某轴，力在该轴上投影的绝对 值为力的大小。值为力的大小。2828第28页，共60页，编辑于2022年，星期六 共点力系合成与平衡的几何法1
18、1、合成的几何法：、合成的几何法：A AF F2 2F F1 1F F4 4F F3 3表达式：表达式：R RF F1 1B BF F2 2C CF F3 3D DF F4 4E EA AF F1 1、F F2 2、F F3 3、F F4 4 为平面共点力系：为平面共点力系：2929第29页，共60页，编辑于2022年，星期六 把各力矢首尾相接，形成一条有向折线段（称为力链）。把各力矢首尾相接，形成一条有向折线段（称为力链）。把各力矢首尾相接，形成一条有向折线段（称为力链）。把各力矢首尾相接，形成一条有向折线段（称为力链）。加上一封闭边，就得到一个多边形，称为力多边形。加上一封闭边，就得到一个
19、多边形，称为力多边形。加上一封闭边，就得到一个多边形，称为力多边形。加上一封闭边，就得到一个多边形，称为力多边形。2 2、力的多边形规则：、力的多边形规则：R RF F1 1B BF F2 2C CF F3 3D DF F4 4E EA A注：变换分力矢量的作图顺注：变换分力矢量的作图顺序合力矢量不变序合力矢量不变3030第30页，共60页，编辑于2022年，星期六A AF F2 2F F1 1(a)(a)F F3 3F F1 1F F2 2R RF F3 3x xA AB BC CD D(b)(b)合力在任一轴上的投影，等于它的各分力在同合力在任一轴上的投影，等于它的各分力在同一轴上的投影的
20、代数和。一轴上的投影的代数和。证明：证明：以三个力组成的共点力系为例。设有三个共点力以三个力组成的共点力系为例。设有三个共点力F F1 1、F F2 2、F F3 3 如图。如图。合力投影定理：合力投影定理：3131第31页，共60页，编辑于2022年，星期六合力合力 R 在在x 轴上投影：轴上投影：F F1 1F F2 2R RF F3 3x xA AB BC CD D(b)(b)推广到任意多个力推广到任意多个力F1、F2、Fn 组成的平面组成的平面共点力系，共点力系，可得：可得：a ab bc cd d各力在各力在x 轴上投影：轴上投影：3232第32页，共60页，编辑于2022年，星期六
21、 合力的大小合力的大小合力合力R R 的方向余弦的方向余弦根据合力投影定理得根据合力投影定理得根据合力投影定理得根据合力投影定理得3333第33页，共60页，编辑于2022年，星期六2-2 力矩与力偶2-2-12-2-1力对点之矩（力矩）力对点之矩（力矩）力对点之矩（力矩）力对点之矩（力矩）力矩作用面力矩作用面力矩作用面力矩作用面1.1.大小：力大小：力大小：力大小：力F F与力臂的乘积与力臂的乘积与力臂的乘积与力臂的乘积2.2.方向：转动方向方向：转动方向方向：转动方向方向：转动方向两个要素：两个要素：两个要素：两个要素：3434第34页，共60页，编辑于2022年，星期六F F1 1F F
22、2 2d d2-2-2 2-2-2 2-2-2 2-2-2 力偶力偶力偶力偶1 1、力偶、力偶大小相等的反向平行力。（注意大小相等的反向平行力。（注意与平衡力的区别与平衡力的区别 ）、作用效果：引起物体的转动。、作用效果：引起物体的转动。、力和力偶是静力学的基本要素。、力和力偶是静力学的基本要素。力偶特性二：力偶特性二：力偶力偶只能用只能用力偶力偶来代替（即只能和另一力偶等效）来代替（即只能和另一力偶等效），因而也只能与力偶平衡。，因而也只能与力偶平衡。力偶特性一：力偶特性一：力偶中的二个力，既不平衡，也不可能合成为一个力。力偶中的二个力，既不平衡，也不可能合成为一个力。3535第35页，共6
23、0页，编辑于2022年，星期六2 2、力偶臂、力偶臂力偶中两个力的作用线力偶中两个力的作用线 之间的距离。之间的距离。3 3、力偶矩、力偶矩力偶中任何一个力的大力偶中任何一个力的大 小与力偶臂小与力偶臂d d 的乘积，加上的乘积，加上 适当的正负号。适当的正负号。F F1 1F F2 2d d力偶矩正负规定：力偶矩正负规定：若力偶有使物体逆时针旋转的趋势，力偶矩取若力偶有使物体逆时针旋转的趋势，力偶矩取正号；反之，取负号。正号；反之，取负号。量纲：力量纲：力长度，牛顿长度，牛顿 米（米（N N m m）.3636第36页，共60页，编辑于2022年，星期六4 4、力偶的等效条件、力偶的等效条件
24、 同一平面上力偶的等效条件：同一平面上力偶的等效条件：F Fd dF F d d 因此，以后可用力偶的转向箭头来代替力偶。因此，以后可用力偶的转向箭头来代替力偶。=作用在刚体内同一平面上的两个力偶相互等作用在刚体内同一平面上的两个力偶相互等效的充要条件是二者的力偶矩代数值相等。效的充要条件是二者的力偶矩代数值相等。3737第37页，共60页，编辑于2022年，星期六=已知：已知：已知：已知：任选一段距离任选一段距离任选一段距离任选一段距离d d5.5.平面力偶系的合成和平衡条件平面力偶系的合成和平衡条件平面力偶系的合成和平衡条件平面力偶系的合成和平衡条件=3838第38页，共60页，编辑于20
25、22年，星期六=3939第39页，共60页，编辑于2022年，星期六由此可知，平面力偶系可合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和4040第40页，共60页，编辑于2022年，星期六力的平移定理力的平移定理力的平移定理力的平移定理 作用于刚体上的作用于刚体上的作用于刚体上的作用于刚体上的力可以等效地移动到刚体内任意力可以等效地移动到刚体内任意力可以等效地移动到刚体内任意力可以等效地移动到刚体内任意点，但须附加一力偶。点，但须附加一力偶。点，但须附加一力偶。点，但须附加一力偶。2-3 力的平移4141第41页，共60页，编辑于2022年，星期六224 4 约束和约束反力约束和约束反力1
26、1、自由体自由体：2 2、非自由体非自由体：3 3、约束约束：4 4、约束反力约束反力：5 5、主动力：主动力：可以任意运动（获得任意位移）的物体。可以任意运动（获得任意位移）的物体。不可能产生某方向的位移的物体。不可能产生某方向的位移的物体。约束对被约束体的反作用力。约束对被约束体的反作用力。由周围物体所构成的、限制非自由体由周围物体所构成的、限制非自由体位移的条件。位移的条件。约束力以外的力。约束力以外的力。基本概念：基本概念：基本概念：基本概念：4242第42页，共60页，编辑于2022年，星期六 工程上将结构或构件连接在支承物上的装置，工程上将结构或构件连接在支承物上的装置，称为支座。
27、在工程上常常通过支座将构件支承称为支座。在工程上常常通过支座将构件支承在基础或另一静止的构件上。支座对构件就是在基础或另一静止的构件上。支座对构件就是一种约束。支座对它所支承的构件的约束反力一种约束。支座对它所支承的构件的约束反力也叫支座反力。支座的构造是多种多样的，其也叫支座反力。支座的构造是多种多样的，其具体情况也是比较复杂的，只有加以简化，归具体情况也是比较复杂的，只有加以简化，归纳成几个类型，才便于分析计算。纳成几个类型，才便于分析计算。建筑结构的支座通常分为建筑结构的支座通常分为固定铰支座固定铰支座，可动铰可动铰支座支座，和，和固定固定(端端)支座支座三类。三类。4343第43页，共
28、60页，编辑于2022年，星期六 如图如图a a固定铰支座的示意图固定铰支座的示意图。构件与支座用光滑的圆柱铰链。构件与支座用光滑的圆柱铰链联接，构件不能产生沿任何方向的移动，但可以绕销钉转动，可联接，构件不能产生沿任何方向的移动，但可以绕销钉转动，可见固定铰支座的约束反力与圆柱铰链约束相同，即约束反力一定见固定铰支座的约束反力与圆柱铰链约束相同，即约束反力一定作用于接触点，通过销钉中心，方向未定。作用于接触点，通过销钉中心，方向未定。固定铰支座的简图固定铰支座的简图如如图图 b b所示。所示。约束反力约束反力如图如图c c所示，可以用所示，可以用F FRARA和一未知方向角和一未知方向角 表
29、示，表示，也可以用一个水平力也可以用一个水平力F FXAXA和垂直力和垂直力F FYAYA表示表示。1 1固定铰支座固定铰支座4444第44页，共60页，编辑于2022年，星期六 图图(a)(a)是是可动铰支座的示意图可动铰支座的示意图。构件与支座用销。构件与支座用销钉连接，而支座可沿支承面移动，这种约束，只能钉连接，而支座可沿支承面移动，这种约束，只能约束构件沿垂直于支承面方向的移动，而不能阻止约束构件沿垂直于支承面方向的移动，而不能阻止构件绕销钉的转动和沿支承面方向的移动。所以，构件绕销钉的转动和沿支承面方向的移动。所以，它的约束反力的作用点就是约束与被约束物体的接它的约束反力的作用点就是
30、约束与被约束物体的接触点、约束反力通过销钉的中心，垂直于支承面，触点、约束反力通过销钉的中心，垂直于支承面，方向可能指向构件，也可能背离构件，视主动力情方向可能指向构件，也可能背离构件，视主动力情况而定。这种况而定。这种支座的简图支座的简图如如(b)(b)所示，所示，约束反力约束反力如图如图(c)(c)所示。所示。2 2可动铰支座可动铰支座4545第45页，共60页，编辑于2022年，星期六4646第46页，共60页，编辑于2022年，星期六 整浇钢筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在整浇钢筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在墙中，一端悬空如图墙中，一端悬空如图a a，这样的支座叫，这样的支座叫固
31、定端支座固定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向移动，也不能转动，在嵌固端，既不能沿任何方向移动，也不能转动，所以固定端支座除产生水平和竖直方向的约束反所以固定端支座除产生水平和竖直方向的约束反力外，还有一个约束反力偶力外，还有一个约束反力偶(力偶将在第三章讨论力偶将在第三章讨论)。这种这种支座简图支座简图如图如图b b所示，其所示，其支座反力支座反力表示如图表示如图c c所示。所示。3 3固定端支座固定端支座4747第47页，共60页，编辑于2022年，星期六4848第48页，共60页，编辑于2022年，星期六225 5 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图画受力图的方法与步骤：画受力
32、图的方法与步骤：1 1、取分离体（研究对象）、取分离体（研究对象）2 2、画出研究对象所受的全部主动力（使物体产生、画出研究对象所受的全部主动力（使物体产生 运动或运动趋势的力）运动或运动趋势的力）3 3、在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束、在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束 反力（研究对象与周围物体的连接关系）反力（研究对象与周围物体的连接关系）4949第49页，共60页，编辑于2022年，星期六A AP PN NF FT TE E C CG GB BE EP PA AF FD D解：解：(1)(1)物体物体B B 受两个力作用：受两个力作用：(2)(2)球球A A 受三个力作用
33、：受三个力作用：(3)(3)作用于滑轮作用于滑轮C C 的力：的力：C CN NG GT TG GT TG GT TD DQ QB B例题例题1-1 1-1 在图示的平面系统中，匀质球在图示的平面系统中，匀质球A A重为重为P P，借本身重量和摩，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮擦不计的理想滑轮C C 和柔绳维持在仰角是和柔绳维持在仰角是 的光滑斜面上，绳的一的光滑斜面上，绳的一端挂着重为端挂着重为Q Q 的物体的物体B B。试分析物体。试分析物体B B、球、球A A 和滑轮和滑轮C C 的受力情况，的受力情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。并分别画出平衡时各物体的受力图。5050第50页，共
34、60页，编辑于2022年，星期六ECABFDBCNBNC解：解：1 1、杆、杆BC BC 所受的力：所受的力：2 2、杆、杆AB AB 所受的力：所受的力：表示法一：表示法一：表示法二：表示法二：BDAFNAxNAyNBBAFDNAHNB例题例题1-2 1-2 等腰三角形构架等腰三角形构架ABC ABC 的顶点的顶点A A、B B、C C 都用铰链连接，都用铰链连接，底边底边AC AC 固定，而固定，而AB AB 边的中点边的中点D D 作用有平行于固定边作用有平行于固定边AC AC 的力的力F F，如图，如图1 113(a)13(a)所示。不计各杆自重，试画出所示。不计各杆自重，试画出AB
35、AB 和和BC BC 的受力图。的受力图。5151第51页，共60页，编辑于2022年，星期六例例题题1-3 1-3 如如图图所所示示压压榨榨机机中中，杆杆AB AB 和和BC BC 的的长长度度相相等等，自自重重忽忽略略不不计计。A A，B B，C C，E E 处处为为铰铰链链连连接接。已已知知活活塞塞D D上上受受到到油油缸缸内内的的总总压压力力为为F F=3kN3kN，h h=200 200 mmmm，l =1500=1500 mmmm。试试画画出出杆杆AB AB，活塞和连杆以及压块活塞和连杆以及压块C C 的受力图。的受力图。D DEABCllh5252第52页，共60页，编辑于202
36、2年，星期六FABA解：解：1.1.杆杆AB 的受力图。的受力图。2.活塞和连杆的受力图。活塞和连杆的受力图。3.压块压块 C 的受力图。的受力图。CBxyFCxFCyFCByxFFBCFABDEABCllh5353第53页，共60页，编辑于2022年，星期六 A AP PB BQ QA AB BC CP P 思考题思考题 P PQ QN NAxAxN NAyAyN NByByN NC CN NB BP PN NB BN NA A5454第54页，共60页，编辑于2022年，星期六 任何建筑物在施工过程中以及建成后的使用过程中，都要受到各种各样的作用，这种作用造成建筑物整体或局部发生变形、位移
37、甚至破坏。例如，建筑物各部分的自重、人和设备的重力、风力、地震，温度变化等等。其中建筑物的自重、人和设备的重力、风力等作用称为直接作用直接作用，在工程上称为荷载荷载；而地震，温度变化等作用称为间接间接作用作用。工程中，有时不严格区分直接作用或间接作用，对引起建筑物变形、位移甚至破坏的作用一概称之为荷载荷载。2-6 结构计算简图5555第55页，共60页，编辑于2022年，星期六 在工程中，作用在结构上的荷载是多在工程中，作用在结构上的荷载是多种多样的。为了便于力学分析，需要从不种多样的。为了便于力学分析，需要从不同的角度，将它们进行分类。同的角度，将它们进行分类。1 1、荷载按其作用时间的长短
38、分为、荷载按其作用时间的长短分为 永久荷载永久荷载(Dead loadDead load)、可变荷载、可变荷载(Imposed loadImposed load)和偶然荷载。和偶然荷载。3 3、荷载按作用位置是否变化分为、荷载按作用位置是否变化分为 移动荷载和固定荷载。移动荷载和固定荷载。2 2、荷载按作用在结构上的性质分为、荷载按作用在结构上的性质分为 静力荷载静力荷载(Steady loadSteady load)和动力荷载和动力荷载(Dynamic loadDynamic load)荷载的分类荷载的分类5656第56页，共60页，编辑于2022年，星期六4 4、荷载按其作用在结构上的分布
39、情况分为、荷载按其作用在结构上的分布情况分为 分布荷载分布荷载(Uniform loadUniform load)和和 集中荷载集中荷载(Concentrated loadConcentrated load)。集中荷载集中荷载 分布范围很小，可近似认为作用在一点的荷载；分布范围很小，可近似认为作用在一点的荷载；线分布荷载线分布荷载 沿直线或曲线分布的荷载（单位：沿直线或曲线分布的荷载（单位：KN/mKN/m）；）；面分布荷载面分布荷载 沿平面或曲面分布的荷载（单位：沿平面或曲面分布的荷载（单位：KN/mKN/m2 2）；）；体分布荷载体分布荷载 沿物体内各点分布的荷载（单位：沿物体内各点分布的
40、荷载（单位：KN/mKN/m3 3）。）。5757第57页，共60页，编辑于2022年，星期六 工程中，荷载的分布情况往往比较复杂，工程中，荷载的分布情况往往比较复杂，在很多情况下，都可简化为沿直线和平面在很多情况下，都可简化为沿直线和平面均匀分布的荷载进行分析计算。均匀分布的荷载进行分析计算。分布荷载分布荷载 的合力计算的合力计算 分布荷载的合力作用在分布区域的中心，分布荷载的合力作用在分布区域的中心，指向不变，其大小等于分布集度指向不变，其大小等于分布集度 的大小的大小q q乘以分布范围。乘以分布范围。5858第58页，共60页，编辑于2022年，星期六小结小结1 1、理解力、刚体、平衡和约束等重要概念、理解力、刚体、平衡和约束等重要概念2 2、理解静力学公理及力的基本性质、理解静力学公理及力的基本性质3 3、明确各类约束对应的约束力的特征、明确各类约束对应的约束力的特征4 4、能正确对物体进行受力分析、能正确对物体进行受力分析5959第59页，共60页，编辑于2022年，星期六作业：作业：2 21 1、2 2、5 5、6 6、6060第60页，共60页，编辑于2022年，星期六