第一章受力分析

1、1建筑力学建筑力学 静力学的基本概念静力学的基本概念 静力学基本公理静力学基本公理 约束与约束反力约束与约束反力 物体的受力分析与受力图物体的受力分析与受力图 2建筑力学建筑力学1.1 1.1 基本概念基本概念1.1.1 1.1.1 刚体刚体刚体刚体：在任何外力作用下，大小和形状始终保持不变的物体。在任何外力作用下，大小和形状始终保持不变的物体。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不超过桥梁跨度的不超过桥梁跨度的1/7001/900。通常情况下，物体的微小变形对于研究物体的平衡问题影响通常情况下，物体的微小变形对于研究物体

2、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很小，因而可以将物体视为不变形的理想物体刚体。刚体。3建筑力学建筑力学1.1.2 1.1.2 力力 力：力：物体间相互的机械作用。物体间相互的机械作用。 力对物体力对物体作用效应作用效应： 使物体的机械运动状态发生改变使物体的机械运动状态发生改变 力的运动效应（外效应）力的运动效应（外效应） 使物体的形状发生改变使物体的形状发生改变 力的变形效应（内效应）力的变形效应（内效应） 力的三要素：力的大小、力的方向、力的作用点。力的三要素：力的大小、力的方向、力的作用点。 力具有大小和方向，所以说力是矢量。力具有大小和方向，所以说力是矢量。 力的

3、国际单位是牛顿，简称牛，英文字母为力的国际单位是牛顿，简称牛，英文字母为N或或kN。 4建筑力学建筑力学1.1.3 1.1.3 力系力系 力系：作用在同一个物体上的一组力。力系：作用在同一个物体上的一组力。 力系的分类：力系的分类： 各力的作用线都在同一平面内的力系各力的作用线都在同一平面内的力系 平面力系平面力系 各力的作用线不在同一平面内的力系各力的作用线不在同一平面内的力系 空间力系空间力系 平面力系的分类：平面力系的分类： 平面汇交力系：各力作用线都汇交于同一点的力系。平面汇交力系：各力作用线都汇交于同一点的力系。 平面力偶系：平面力偶系：若干个力偶（一对大小相等、指向相反、作用若干个

4、力偶（一对大小相等、指向相反、作用 线平行的两个力称为一个力偶）组成的力系。线平行的两个力称为一个力偶）组成的力系。 平面平行力系平面平行力系：各力作用线平行的力系。各力作用线平行的力系。 平面一般力系平面一般力系：各力：各力作用线既不汇交又不平行的平面力系。作用线既不汇交又不平行的平面力系。5建筑力学建筑力学平面汇交力系平面汇交力系 平面力偶系平面力偶系 平面平行力系平面平行力系平面一般力系平面一般力系1.1.4 1.1.4 平衡平衡平衡：平衡：物体相对于地面处于静止或作匀速直线运动的状态。物体相对于地面处于静止或作匀速直线运动的状态。平衡是相对的，是有条件的。要是物体平衡，作用在它上平衡是

5、相对的，是有条件的。要是物体平衡，作用在它上面的力系必须满足一定的条件，这种条件称为面的力系必须满足一定的条件，这种条件称为力系的平衡力系的平衡条件条件，使物体平衡的力系称为，使物体平衡的力系称为平衡力系平衡力系。61.1.5 1.1.5 荷载荷载建筑力学建筑力学 任何建筑物在施工过程中以及建成后的使用过程中，都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要受到各种各样的作用作用，这种作用造成建筑物整体或局部发，这种作用造成建筑物整体或局部发生变形、位移甚至破坏。例如，建筑物各部分的自重、人和生变形、位移甚至破坏。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

6、化等等。其中建筑物的自设备的重力、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，在工程上称为称为荷载荷载；而地震，温度变化等作用称为；而地震，温度变化等作用称为间接作用间接作用。工程中，。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、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称之为位移甚至破坏的作用称之为荷载荷载。7建筑力学建筑力学 荷载的分类荷载的分类: :l 按作用时间分按作用时间分永恒荷载（恒载）永恒荷载（恒载）可变荷载（活载）可变荷载（活载）偶然荷载偶然荷

7、载l 按作用性质分按作用性质分静力荷载静力荷载动力荷载动力荷载l 按作用位置分按作用位置分移动荷载移动荷载固定荷载固定荷载l 按作用性质分按作用性质分分布荷载分布荷载集中载荷集中载荷8建筑力学建筑力学 集中荷载集中荷载: :分布范围很小分布范围很小，可近似认为作用在一点的荷载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：N/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：N/m2）。）。 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荷载（单位：N/m

8、3）。）。 分布荷载的合力计算分布荷载的合力计算: : 分布荷载的合力作用在分区域的中心分布荷载的合力作用在分区域的中心，指向不变指向不变，其大小其大小 等于分布集度的大小等于分布集度的大小q q乘以分布范围乘以分布范围S S, ,即：即：SqF物体上单位体积、单位面积、或单位物体上单位体积、单位面积、或单位长度上所承受的载荷分别称为体荷载长度上所承受的载荷分别称为体荷载集度、面荷载集度或线荷载集度。集度、面荷载集度或线荷载集度。9建筑力学建筑力学 公理一公理一 力的平行四边型法则力的平行四边型法则 作用在物体上同一点的两个力，可以合成为仍作用于该点的一作用在物体上同一点的两个力，可以合成为仍

9、作用于该点的一个合力，合力的大小和方向由以原来的两个力为邻边所构成的平行四个合力，合力的大小和方向由以原来的两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线矢量来表示，如图（边形的对角线矢量来表示，如图（a）所示。）所示。 应用此公理求两汇交力合力的大小和方向应用此公理求两汇交力合力的大小和方向( (即合力矢即合力矢) )时，可由任时，可由任一点一点o o起，另作一力三角形，如图（起，另作一力三角形，如图（b b）、（c c）所示。力三角形的两）所示。力三角形的两个边分别为力矢和，第三边，即代表合力矢，而合力的作用点仍在汇个边分别为力矢和，第三边，即代表合力矢，而合力的作用点仍在汇交点交点A。 (a)(

10、b)(c)1.2 1.2 静力学公理静力学公理10建筑力学建筑力学 公理二公理二 二力平衡公理二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的充要条件是：作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的充要条件是：这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 (a) 拉力拉力(b) 引力引力11建筑力学建筑力学 上述的二力平衡公理对于刚体是充分的也是必要的，而对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，而不是充分的。例如：绳索的两端若受于变形体只是必要的，而不是充分的。例如：绳索的两端若受到一对大小相等、方向相反的拉力作

11、用可以平衡，但若是压力到一对大小相等、方向相反的拉力作用可以平衡，但若是压力就不能平衡，如下图所示。就不能平衡，如下图所示。F1F2F1F2F1F2刚体刚体绳索绳索刚体刚体12建筑力学建筑力学 公理三公理三 加减平衡力系公理加减平衡力系公理 在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉任何平衡力系，在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉任何平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。并不改变原力系对刚体的作用效果。 推论推论1 力的可传性原理力的可传性原理 作用于刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任意一点，作用于刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任意一点，而不会改变该力对刚体的作用效应，如下图所示。而

12、不会改变该力对刚体的作用效应，如下图所示。13建筑力学建筑力学 推论推论2 三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理 刚体受共面不平行的三力作用而平衡时，此三力的作用线刚体受共面不平行的三力作用而平衡时，此三力的作用线必汇交于一点。必汇交于一点。 公理四公理四 作用与反作用定律作用与反作用定律 两个相互作用物体之间的作用力与反作用力大小相等，方两个相互作用物体之间的作用力与反作用力大小相等，方向相反，沿同一直线且分别作用在这两个物体上。向相反，沿同一直线且分别作用在这两个物体上。14建筑力学建筑力学1.3 1.3 约束与约束反力约束与约束反力 约束：约束：限制物体运动的物体称为约束物体，简称约束。限制

13、物体运动的物体称为约束物体，简称约束。 约束反力：约束反力：约束必然对被约束物体有力的作用，以阻碍被约约束必然对被约束物体有力的作用，以阻碍被约束物体的运动或运动趋势，这种力称为约束反力，简称反力。束物体的运动或运动趋势，这种力称为约束反力，简称反力。 约束反力的约束反力的作用点作用点位于约束与被约束物体的连接或接触处，位于约束与被约束物体的连接或接触处，其其方向方向必与该约束所能阻碍物体的运动方向相反。运用这个必与该约束所能阻碍物体的运动方向相反。运用这个准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。 15建筑力学建筑力学1.3.1 1.3.1 柔索约束

14、柔索约束柔索约束：柔索约束：用柔软的皮带、绳索、链条阻碍物体运动而构成的用柔软的皮带、绳索、链条阻碍物体运动而构成的约束。约束。需要注意的是：需要注意的是：这种约束作用是将物体拉住，且柔索约这种约束作用是将物体拉住，且柔索约束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力一定通过接触点，束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力一定通过接触点，沿着柔体的中心线沿着柔体的中心线背离被约束物体背离被约束物体的方向，且恒为拉力，如下的方向，且恒为拉力，如下图所示。图所示。绳绳GTG16建筑力学建筑力学1.3.2 1.3.2 光滑面约束光滑面约束光滑面约束：光滑面约束：当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不计时，当两

15、物体在接触处的摩擦力很小而略去不计时，其中一个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。其中一个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。需要注意的需要注意的是：是：这种约束不论接触面的形状如何，都只能在接触面的公法这种约束不论接触面的形状如何，都只能在接触面的公法线方向上将被约束物体顶住或支撑住，所以光滑接触面约束反线方向上将被约束物体顶住或支撑住，所以光滑接触面约束反力的作用点位于接触点处，其方向沿着接触面的公法线力的作用点位于接触点处，其方向沿着接触面的公法线指向被指向被约束的物体约束的物体，即只能受压不能受拉，如下图所示。，即只能受压不能受拉，如下图所示。FNG17建筑力学建筑力学1.3.3 1.

16、3.3 铰链约束铰链约束 铰链约束的约束性质是限制物体平面运动（不限制转动），铰链约束的约束性质是限制物体平面运动（不限制转动），其约束反力是互相垂直的两个力，指向任意假设，如下图所示。其约束反力是互相垂直的两个力，指向任意假设，如下图所示。FCYFCX 铰链约束铰链约束：在两个物体上分别穿直径相同的圆孔，再将一直：在两个物体上分别穿直径相同的圆孔，再将一直径略小于孔径的圆柱体（俗称销钉）插入这两个物体的孔中便径略小于孔径的圆柱体（俗称销钉）插入这两个物体的孔中便构成了铰链约束。构成了铰链约束。18建筑力学建筑力学19建筑力学建筑力学1.3.4 1.3.4 链杆约束链杆约束链杆约束：链杆约束：

17、链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆(自重自重忽略不计忽略不计) )，由此，由此而形成的约束称为链杆约束。而形成的约束称为链杆约束。需要注意的是：需要注意的是：这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向上的移动，链杆可以受这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向上的移动，链杆可以受压也可以受拉，但不能限制物体沿其他方向的运动和转动，故压也可以受拉，但不能限制物体沿其他方向的运动和转动，故其约束反力沿着链杆的轴线，其指向假设，如下图所示。其约束反力沿着链杆的轴线，其指向假设，如下图所示。或或ABPCBCBCNbNbNcNc20建筑力学建筑力学 工程上常遇到只受两个力作用

18、而平衡的构件，称工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件，称为为二力构件二力构件或或二力杆二力杆。21建筑力学建筑力学1.3.5 1.3.5 固定铰支座固定铰支座FAXFAY 构件与支座用光滑的圆柱铰链联接，构件不能产生沿任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，可见固定铰支座的约束何方向的移动，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，即约束反力一定作用于接触点，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，示意图如下图所示。通过销钉中心，方向未定，示意图如下图所示。22建筑力学建筑力学231.3.6 1

19、.3.6 可动铰支座可动铰支座建筑力学建筑力学 构件与支座用销钉连接，而支座可沿支承面移动，这种约构件与支座用销钉连接，而支座可沿支承面移动，这种约束，只能约束构件沿垂直于支承面方向的移动，而不能阻止束，只能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，它的约束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触点、约束反力通反力的作用点就是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，方向可能指向构件，也可能过销钉的中心，垂直于支承面，方向可能指向构件，也可能背离构件，视主动力情况而定，示意图如

20、下图所示。背离构件，视主动力情况而定，示意图如下图所示。24建筑力学建筑力学25建筑力学建筑力学1.3.7 1.3.7 固定端支座固定端支座 示意图如下图所示，固定端支座一端完全嵌入墙中，而示意图如下图所示，固定端支座一端完全嵌入墙中，而另一端悬空，这样的支座叫做固定端支座。另一端悬空，这样的支座叫做固定端支座。在嵌固端，既不在嵌固端，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力外，还有一个约束反力偶平和竖直方向的约束反力外，还有一个约束反力偶( (力偶将在力偶将在第三章讨论第三章讨论) )。例如：。例如：电

21、线杆，悬臂粱，机床的卡盘电线杆，悬臂粱，机床的卡盘。模型模型结构简图结构简图约束反力约束反力FAxFAyMA2627翻斗车翻斗车2829建筑力学建筑力学1.4 1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图 研究力学问题，首先要了解物体的受力状态，即对物体进研究力学问题，首先要了解物体的受力状态，即对物体进行受力分析，反映物体受力状态的图称为行受力分析，反映物体受力状态的图称为受力图受力图。 受力图的绘制步骤为：受力图的绘制步骤为： 1、确定研究对象；、确定研究对象； 2、取出研究对象；、取出研究对象； 3、在研究对象上画出全部主动力、在研究对象上画出全部主动力( (包括重力、弹性力包括

22、重力、弹性力) )； 4 4、分清约束类型，在研究对象上画出所以约束反力。、分清约束类型，在研究对象上画出所以约束反力。 5 5、检查受力图中有无多、漏、错的现象。、检查受力图中有无多、漏、错的现象。30例例如右图，碾子重为如右图，碾子重为W，拉力为，拉力为F，A、B处为光滑接触，画出碾子的受力分析图。处为光滑接触，画出碾子的受力分析图。WF解：（解：（1）取碾子为研究对象）取碾子为研究对象(如图如图a所示所示)。（2）画主动力受力图）画主动力受力图(如图如图b所示所示)。（3）画约束反力受力图）画约束反力受力图(如图如图c所示所示)。(a)WF(b)WFFNAFNB(c)A31例例如右图，画

23、出该构件各部分的受力图。如右图，画出该构件各部分的受力图。F解：（解：（1）取构件）取构件AB为研究对象，画受力分析图为研究对象，画受力分析图 (如图如图a所示所示)。（2）取构件）取构件BC为研究对象，画受力分析图为研究对象，画受力分析图 (如图如图b所示所示)。FFAxFAyFB(a)FBFC(b)32例例如右图，不计自重的梯子放在光滑水平如右图，不计自重的梯子放在光滑水平面上，画出绳子、梯子各部分及整个系面上，画出绳子、梯子各部分及整个系统的受力图。统的受力图。解：（解：（1）取绳子为研究对象，画受力图）取绳子为研究对象，画受力图(如图如图a所示所示) 。（2）梯子左部分受力图）梯子左部

24、分受力图(如图如图b所示所示)。（3）梯子右部分受力图）梯子右部分受力图(如图如图c所示所示)。（4）梯子左部分受力图）梯子左部分受力图(如图如图b所示所示)。FDFE(a)ABD(b)AC(c)ABC(d) 左右两部分梯子在左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画为什么在整体受力图没有画? ?33FDFC(a)FAYFAXP1P2(b)FCD例例如右图，水平均质梁如右图，水平均质梁AB，重为，重为P1，电动，电动机重为机重为P2，不计杆，不计杆CD的自重，画出杆的自重，画出杆CD和梁和梁AB的受力图。的受力图。解：（解

25、：（1）取杆）取杆CD为研究对象，画受力图为研究对象，画受力图(如图如图a所示所示)。（2）取梁）取梁AB为研究对象，画受力图为研究对象，画受力图(如图如图b所示所示)。 如果将杆如果将杆CD受力图还有其他形式吗？若是有，梁受力图还有其他形式吗？若是有，梁AB的受力的受力图又该怎么画？图又该怎么画？ 34例例如图，重如图，重W的管子用自重不计的板的管子用自重不计的板AB和和BC支于铅垂墙面上，板端受到支于铅垂墙面上，板端受到固定铰支座的约束。如所有接触面都是光滑的，试分别划出管子固定铰支座的约束。如所有接触面都是光滑的，试分别划出管子O、板板AB及整体的受力图。及整体的受力图。解：（解：（1）

26、取管子）取管子O为研究对象（如图为研究对象（如图b所示），画受力图。所示），画受力图。FEOEWDFD(b)BACD(a)HEBAFAFEFB(c)BAFBWOFDFAE(d)（2）取板）取板AB为研究对象（如图为研究对象（如图c所示），画受力图。所示），画受力图。（3）取整体为研究对象（如图）取整体为研究对象（如图d所示），画受力图。所示），画受力图。 值得我们注意的是，在画受力图时，注意应用二力平衡原理、三值得我们注意的是，在画受力图时，注意应用二力平衡原理、三力平衡汇交定理；在画系统受力图时，只需要画出该系统所受的外力力平衡汇交定理；在画系统受力图时，只需要画出该系统所受的外力而不需要画

27、出内力。而不需要画出内力。35建筑力学建筑力学 画受力图时须注意以下几点画受力图时须注意以下几点: : （1）确定受力物体及施力物体）确定受力物体及施力物体 （2）在分离体的简图上画出全部主动力和约束力，选取的研）在分离体的简图上画出全部主动力和约束力，选取的研 究对象是整个系统究对象是整个系统 ，受力图上不画内力，受力图上不画内力 （3）画约束力时，一定注意，应分别根据每个约束单独作用）画约束力时，一定注意，应分别根据每个约束单独作用 时，由该约束本身特性来确定约束力的方向时，由该约束本身特性来确定约束力的方向 （4）受力图上要标明各力的名称及作用点的位置，不要任意）受力图上要标明各力的名称

28、及作用点的位置，不要任意 改变力的作用位置。改变力的作用位置。 （5）一般情况下，不要将力分解或合成。）一般情况下，不要将力分解或合成。 （6）画受力图时，要注意应用二力平衡公理、三力平衡汇交）画受力图时，要注意应用二力平衡公理、三力平衡汇交 定理及作用力与反作用力公理。定理及作用力与反作用力公理。36建筑力学建筑力学1.3 1.3 约束与约束反力约束与约束反力 约束：约束：限制物体运动的物体称为约束物体，简称约束。限制物体运动的物体称为约束物体，简称约束。 约束反力：约束反力：约束必然对被约束物体有力的作用，以阻碍被约约束必然对被约束物体有力的作用，以阻碍被约束物体的运动或运动趋势，这种力称

29、为约束反力，简称反力。束物体的运动或运动趋势，这种力称为约束反力，简称反力。 约束反力的约束反力的作用点作用点位于约束与被约束物体的连接或接触处，位于约束与被约束物体的连接或接触处，其其方向方向必与该约束所能阻碍物体的运动方向相反。运用这个必与该约束所能阻碍物体的运动方向相反。运用这个准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。 37建筑力学建筑力学1.3.1 1.3.1 柔索约束柔索约束柔索约束：柔索约束：用柔软的皮带、绳索、链条阻碍物体运动而构成的用柔软的皮带、绳索、链条阻碍物体运动而构成的约束。约束。需要注意的是：需要注意的是：这种约束作用是将物体

30、拉住，且柔索约这种约束作用是将物体拉住，且柔索约束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力一定通过接触点，束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力一定通过接触点，沿着柔体的中心线沿着柔体的中心线背离被约束物体背离被约束物体的方向，且恒为拉力，如下的方向，且恒为拉力，如下图所示。图所示。绳绳GTG38建筑力学建筑力学1.3.2 1.3.2 光滑面约束光滑面约束光滑面约束：光滑面约束：当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不计时，当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不计时，其中一个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。其中一个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。需要注意的需要注意的是：是：这种约束不论接触面的形

31、状如何，都只能在接触面的公法这种约束不论接触面的形状如何，都只能在接触面的公法线方向上将被约束物体顶住或支撑住，所以光滑接触面约束反线方向上将被约束物体顶住或支撑住，所以光滑接触面约束反力的作用点位于接触点处，其方向沿着接触面的公法线力的作用点位于接触点处，其方向沿着接触面的公法线指向被指向被约束的物体约束的物体，即只能受压不能受拉，如下图所示。，即只能受压不能受拉，如下图所示。FNG39建筑力学建筑力学1.3.3 1.3.3 铰链约束铰链约束 铰链约束的约束性质是限制物体平面运动（不限制转动），铰链约束的约束性质是限制物体平面运动（不限制转动），其约束反力是互相垂直的两个力，指向任意假设，如

32、下图所示。其约束反力是互相垂直的两个力，指向任意假设，如下图所示。FCYFCX 铰链约束铰链约束：在两个物体上分别穿直径相同的圆孔，再将一直：在两个物体上分别穿直径相同的圆孔，再将一直径略小于孔径的圆柱体（俗称销钉）插入这两个物体的孔中便径略小于孔径的圆柱体（俗称销钉）插入这两个物体的孔中便构成了铰链约束。构成了铰链约束。40建筑力学建筑力学41建筑力学建筑力学1.3.4 1.3.4 链杆约束链杆约束链杆约束：链杆约束：链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆(自重自重忽略不计忽略不计) )，由此，由此而形成的约束称为链杆约束。而形成的约束称为链杆约束。需要

33、注意的是：需要注意的是：这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向上的移动，链杆可以受这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向上的移动，链杆可以受压也可以受拉，但不能限制物体沿其他方向的运动和转动，故压也可以受拉，但不能限制物体沿其他方向的运动和转动，故其约束反力沿着链杆的轴线，其指向假设，如下图所示。其约束反力沿着链杆的轴线，其指向假设，如下图所示。或或ABPCBCBCNbNbNcNc42建筑力学建筑力学 工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件，称工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件，称为为二力构件二力构件或或二力杆二力杆。43建筑力学建筑力学1.3.5 1.3.5 固定铰支座固定铰支座FAXFAY 构

34、件与支座用光滑的圆柱铰链联接，构件不能产生沿任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，可见固定铰支座的约束何方向的移动，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，即约束反力一定作用于接触点，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，示意图如下图所示。通过销钉中心，方向未定，示意图如下图所示。44建筑力学建筑力学451.3.6 1.3.6 可动铰支座可动铰支座建筑力学建筑力学 构件与支座用销钉连接，而支座可沿支承面移动，这种约构件与支座用销钉连接，而支座可沿支承面移动，这种约束，只能约束构件沿垂直于支承

35、面方向的移动，而不能阻止束，只能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，它的约束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触点、约束反力通反力的作用点就是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，方向可能指向构件，也可能过销钉的中心，垂直于支承面，方向可能指向构件，也可能背离构件，视主动力情况而定，示意图如下图所示。背离构件，视主动力情况而定，示意图如下图所示。46建筑力学建筑力学47建筑力学建筑力学1.3.7 1.3.7 固定端支座固定端支座 示意图如下图所示，固定端支座一端完

36、全嵌入墙中，而示意图如下图所示，固定端支座一端完全嵌入墙中，而另一端悬空，这样的支座叫做固定端支座。另一端悬空，这样的支座叫做固定端支座。在嵌固端，既不在嵌固端，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力外，还有一个约束反力偶平和竖直方向的约束反力外，还有一个约束反力偶( (力偶将在力偶将在第三章讨论第三章讨论) )。例如：。例如：电线杆，悬臂粱，机床的卡盘电线杆，悬臂粱，机床的卡盘。模型模型结构简图结构简图约束反力约束反力FAxFAyMA4849翻斗车翻斗车5051建筑力学建筑力学1.4 1.4 物体的受

37、力分析和受力图物体的受力分析和受力图 研究力学问题，首先要了解物体的受力状态，即对物体进研究力学问题，首先要了解物体的受力状态，即对物体进行受力分析，反映物体受力状态的图称为行受力分析，反映物体受力状态的图称为受力图受力图。 受力图的绘制步骤为：受力图的绘制步骤为： 1、确定研究对象；、确定研究对象； 2、取出研究对象；、取出研究对象； 3、在研究对象上画出全部主动力、在研究对象上画出全部主动力( (包括重力、弹性力包括重力、弹性力) )； 4 4、分清约束类型，在研究对象上画出所以约束反力。、分清约束类型，在研究对象上画出所以约束反力。 5 5、检查受力图中有无多、漏、错的现象。、检查受力图

38、中有无多、漏、错的现象。52例例如右图，碾子重为如右图，碾子重为W，拉力为，拉力为F，A、B处为光滑接触，画出碾子的受力分析图。处为光滑接触，画出碾子的受力分析图。WF解：（解：（1）取碾子为研究对象）取碾子为研究对象(如图如图a所示所示)。（2）画主动力受力图）画主动力受力图(如图如图b所示所示)。（3）画约束反力受力图）画约束反力受力图(如图如图c所示所示)。(a)WF(b)WFFNAFNB(c)A53例例如右图，画出该构件各部分的受力图。如右图，画出该构件各部分的受力图。F解：（解：（1）取构件）取构件AB为研究对象，画受力分析图为研究对象，画受力分析图 (如图如图a所示所示)。（2）取构件）取构件BC为研究对象，画受力分析图为研究对象，画受力分析图 (如图如图b所示所示)。FFAxFAyFB(a)FBFC(b)54例例如右图，不计自重的梯子放在光滑水平如右图，不计自重的梯子放在光滑水平面上，画出绳子、梯子各部分及整个系面上，画出绳子、梯子各部分及整个系统的受力图。统的受力图。解：（解：（1）取绳子为研究对象，画受力图）取绳子为研究对象，画受力图(如图如图a所示所示) 。（2）梯子左部分受力图）梯子左部分受力图(如图如图b所示所示)。（3）梯子右部分受力图）梯子右部分受力图(如图如图c所示所示)。（4）梯子左