2结构计算简图物体受力分析ppt课件

1、补充：补充： 力的性质、力在坐标轴上的投影力的性质、力在坐标轴上的投影力力(Force)(Force)是物体间相互的机械作用是物体间相互的机械作用 力对物体作用效应力对物体作用效应(Effect of an action )(Effect of an action )： 一是使物体的机械运动形状发生改动，一是使物体的机械运动形状发生改动，叫做力的运动效应或外效应。叫做力的运动效应或外效应。 二是使物体的外形发生改动，二是使物体的外形发生改动，叫做力的变形效应或内效应。叫做力的变形效应或内效应。 1 1、力的定义、力的定义第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪

2、论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定力的大小力的大小 、力的方向、力的方向 、力的作用点、力的作用点 。3 3、 力的图示法力的图示法 2 2、力的三要素：、力的三要素：力具有大小和方向，力具有大小和方向，所以说力是矢量所以说力是矢量

3、(vector )(vector )。可以用一带箭头的直可以用一带箭头的直线段将力的三要素线段将力的三要素表示出来，表示出来，如下图。如下图。 第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 1

4、5 压杆稳定压杆稳定力的单位力的单位 力的国际单位是牛顿力的国际单位是牛顿(N)(N)或千牛顿或千牛顿kNkN。 力系的定义力系的定义 作用于同一个物体上的一组力。作用于同一个物体上的一组力。 力系力系(System of forces )(System of forces )的分类的分类 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 称为平面力系；称为平面力系； 各力的作用线不在同一平面内的力各力的作用线不在同一平面内的力系系 称为空间力系。称为空间力系。第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3

5、 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定 约束力位于约束与被约束物体的衔接或接触约束力位于约束与被约束物体的衔接或接触处，其方向必与该约束所能妨碍物体的运动方向处，其方向必与该约束所能妨碍物体的运动方向相反。运用这个准那么，可确定约束反力的方向相反。运用这个准那么，可确定约束反力的

6、方向和作用点的位置。和作用点的位置。 2-1 约束与约束力 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(Support )。约束必然对被约束物体有力的作用，。约束必然对被约束物体有力的作用，以妨碍被约束物体的运动或运动趋势。这种力称为以妨碍被约束物体的运动或运动趋势。这种力称为约束反力约束反力(Reaction )，简称反力、约束力。，简称反力、约束力。第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6

7、 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定 用柔软的皮带、绳索、链条妨用柔软的皮带、绳索、链条妨碍物体运动而构成的约束叫柔碍物体运动而构成的约束叫柔体约束。这种约束作用是将物体约束。这种约束作用是将物体拉住，且柔体约束只能受拉体拉住，且柔体约束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力，不能受压力，所以约束反力一定经过接触点，沿着柔体力一定经过接触点，沿着柔体中心线背叛被约束

8、物体的方向，中心线背叛被约束物体的方向，且恒为拉力，如图中的力。且恒为拉力，如图中的力。 1 1柔索约束柔索约束第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定 当两物体在

9、接触处的摩擦力很小而略不计时，其中当两物体在接触处的摩擦力很小而略不计时，其中一个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。这种约一个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。这种约束不论接触面的外形如何，都只能在接触面的公法线束不论接触面的外形如何，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，所以光滑接触面方向上将被约束物体顶住或支撑住，所以光滑接触面的约束力过接触点，沿着接触面的公法线指向被约束的约束力过接触点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体，只能是压力，如图中的力。的物体，只能是压力，如图中的力。 2 2光滑接触面约束光滑接触面约束第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物

10、体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定 光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面挪动不限制转动，其约束反力是相互垂直的挪动不限制转动，其约束反力是相互垂直的两个力本质上是一个力

11、，指向恣意假设。两个力本质上是一个力，指向恣意假设。 XYR3 3、光滑铰链约束简称铰约束、光滑铰链约束简称铰约束第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定 链杆就是

12、两端铰接而中间不受力的刚性直杆，由此链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆，由此所构成的约束称为链杆约束。这种约束只能限制物体所构成的约束称为链杆约束。这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向上的挪动。链杆可以受拉或者是受压，沿链杆轴线方向上的挪动。链杆可以受拉或者是受压，但不能限制物体沿其他方向的运动和转动，所以，链但不能限制物体沿其他方向的运动和转动，所以，链杆约束的约束反力沿着链杆的轴线，其指向假设。杆约束的约束反力沿着链杆的轴线，其指向假设。4 4链杆约束链杆约束第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力

13、系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定 工程上将构造或构件衔接在支承物上的安装，工程上将构造或构件衔接在支承物上的安装，称为支座。在工程上经常经过支座将构件支承在称为支座。在工程上经常经过支座将构件支承在根底或另一静止的构件上。支座对构件就是一种根底或另一静止的构件上。支座对构件就是一种约束

14、。支座对它所支承的构件的约束反力也叫支约束。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，其详细情况座反力。支座的构造是多种多样的，其详细情况也是比较复杂的，只需加以简化，归纳成几个类也是比较复杂的，只需加以简化，归纳成几个类型，才便于分析计算。型，才便于分析计算。 建筑构造的支座通常分为固定铰支座，可建筑构造的支座通常分为固定铰支座，可动铰支座，和固定动铰支座，和固定( (端端) )支座三类。支座三类。 第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化

15、5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定 图图(a)(a)是固定铰支座的表示图。构件与支座用光滑的圆柱是固定铰支座的表示图。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挪动，但可以绕销钉铰链联接，构件不能产生沿任何方向的挪动，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一样，即转动，可见固定铰支座的约束反力

16、与圆柱铰链约束一样，即约束反力一定作用于接触点，经过销钉中心，方向未定。固约束反力一定作用于接触点，经过销钉中心，方向未定。固定铰支座的简图如图定铰支座的简图如图(b)(b)所示。约束反力如图所示。约束反力如图(c )(c )所示，可以所示，可以用用FRAFRA和一未知方向角和一未知方向角 表示，也可以用一个程度力表示，也可以用一个程度力FXAFXA和垂和垂直力直力FYAFYA表示。表示。 1 1固定铰支座固定铰支座第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何

17、组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定 图图(a)(a)是可动铰支座的表示图。构件与支是可动铰支座的表示图。构件与支座用销钉衔接，而支座可沿支承面挪动，座用销钉衔接，而支座可沿支承面挪动，这种约束，只能约束构件沿垂直于支承面这种约束，只能约束构件沿垂直于支承面方向的挪动，而不能阻止构件绕销钉的转方向的挪动，而不能阻止构件绕销钉的转动和沿支承

18、面方向的挪动。所以，它的约动和沿支承面方向的挪动。所以，它的约束反力的作用点就是约束与被约束物体的束反力的作用点就是约束与被约束物体的接触点、约束反力经过销钉的中心，垂直接触点、约束反力经过销钉的中心，垂直于支承面，方向能够指向构件，也能够背于支承面，方向能够指向构件，也能够背叛构件，视自动力情况而定。这种支座的叛构件，视自动力情况而定。这种支座的简图如简图如(b)(b)所示，约束反力如图所示，约束反力如图(c)(c)所示。所示。 2 2可动滚动铰支座可动滚动铰支座第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力

19、系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉

20、压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定 整浇钢筋混凝土的雨篷，它的一端完全整浇钢筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在墙中，一端悬空如图嵌固在墙中，一端悬空如图(a)(a)，这样的，这样的支座叫固定端支座。在嵌固端，既不能沿支座叫固定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向挪动，也不能转动，所以固定端任何方向挪动，也不能转动，所以固定端支座除产生程度和竖直方向的约束反力外，支座除产生程度和竖直方向的约束反力外，还有一个约束

21、反力偶。这种支座简图如图还有一个约束反力偶。这种支座简图如图(b)(b)所示，其支座反力表示如图所示，其支座反力表示如图(c)(c)所示。所示。 3 3固定端支座固定支座固定端支座固定支座第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位

22、移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定研讨力学问题，首先研讨力学问题，首先要了解物体的受要了解物体的受力形状，即对物体进力形状，即对物体进展受力分析，反映物展受力分析，反映物体受力形状的图称为体受力形状的图称为受力图。受力图。受力图受力图绘制步骤：绘制步骤：1. 1. 取分别体；取分别体； 2. 2. 画知力；画知力； 3. 3. 画约束反力。画约束反力。第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造

23、内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析4 4定向支座定向支座5 5链杆支座链杆支座1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的

24、应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定例例1.1 1.1 分量为的小球，按图分量为的小球，按图(a)(a)所示放置，所示放置，试画出小球的受力图。试画出小球的受力图。解解 (1) (1) 根据题意取小球为根据题意取小球为研讨对象。研讨对象。(2) (2) 画出自动力：自动力画出自动力：自动力为小球所受重力。为小球所受重力。(3) (3) 画出约束反力：约束画出约束反力：约束反力为绳子的约束反力以反力为绳子的约束反力以及光滑面的约束反力。及光滑面的约束反力

25、。小球的受力图如图小球的受力图如图(b)(b)所所示。示。 第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定例例 1.2 1.2 画图画图a a所示构造所示构造ACDBAC

26、DB的受力图。的受力图。解：解：(1) (1) 取构造取构造ACDBACDB为研讨对象。为研讨对象。(2) (2) 画出自动力：自动力为画出自动力：自动力为FPFP。(3) (3) 画出约束反力：约束为固定铰支座和可画出约束反力：约束为固定铰支座和可动铰支座，画出它们的约束反力，如动铰支座，画出它们的约束反力，如图图b b所示。所示。 第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8

27、 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析2-2 构造计算简图 简化内容：荷载、构件、支座、结点、简化内容：荷载、构件、支座、结点、构造系统等内容的简化。构造系统等内容的简化。1、支座简化、支座简化2-2-1 构造计算简图构造计算简图1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组

28、成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析2、结点简化、结点简化铰结点、刚结点、组合结点铰结点、刚结点、组合结点1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压

29、轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移

30、12 12 力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析2-2-2 2-2-2 平面杆系构造分类平面杆系构造分类梁、拱、刚架、桁架、组合构造梁、拱、刚架、桁架、组合构造1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构造位移12 12

31、力法力法13 13 位移法位移法14 14 力矩分配法力矩分配法15 15 压杆稳定压杆稳定2-3 2-3 物体受力分析物体受力分析第二章第二章 构造计算简图构造计算简图 物体受力分析物体受力分析1、例：、例：留意：留意：1、绘分别体图、绘分别体图2、按约束功能绘约束力、按约束功能绘约束力3、方向假定、方向假定4、同一约束力在不同受、同一约束力在不同受力图上出现时，其指向必力图上出现时，其指向必需一致。需一致。1 1 绪论绪论2 2 简图受力分析简图受力分析3 3 力系简化力系简化4 4 平面力系简化平面力系简化5 5 几何组成分析几何组成分析6 6 静定构造内力静定构造内力7 7 轴向拉压轴向拉压8 8 剪切和改动剪切和改动9 9 梁的应力梁的应力10 10 组合变形组合变形11 11 梁和构造位移梁和构