土木工程力学第一章课件

1、1.1.1力力是物体之间相互的机械作用。 图1-1力与变形、与运动状态改变的一致性如图1-1所示,脚踢球的力作用在球的一定部位、一定范围,并且有一定的方向和大小。图1-2对力的单位的体验1.1.2集中力分布力 图1-3小实验分布力、集中力的变形效应不同图1-4平衡1.2.1二力平衡公理作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是,这两个力在同一直线上,指向相反,大小相等。1.2.2作用与反作用公理作用力和反作用力总是同时存在,分别作用在相互作用的两个物体上,沿同一直线,指向相反,大小相等。图1-5比较两个公理1.2.3平行四边形法则图1-6力与力系的等效替换1.2.4加减平衡力系公理

2、在已知的力系上,加上或减去任意的平衡力系,不改变原力系对刚体的作用效应。图1-7力系的合成与力的分解图1-8加减平衡力系1.3.1计算简图1.结构的简化 将空间杆系结构简化为平面杆系结构一般的杆系结构都是空间结构(图1-9a)。图1-9单层厂房的计算简图图1-10装配式门式刚架图1-11实际支座抽象为固定铰支座图1-12实际支座抽象为可动铰支座图1-13实际支座抽象为固定端支座结构构件的自重、楼面上人群或物品的重量、厂房中设备的重量、水压、风压、雪压、车轮的轮压等,都是以力的形式直接作用在结构上的,称为直接作用,习惯称为荷载。 2.荷载的简化 1.3.2实验模型一些重大工程,要建立试验模型进行

3、模拟测试,检验工程计算的精度。图1-14肋拱式输水渡槽计算简图图1-15中铁大桥局桥科院展示的贵州巴陵河大桥的试验模型1.杆件采用容易变形的钢锯条、硬纸条做杆件。2.结点将几根钢锯条端部的圆孔对齐,插入螺栓,即形成铰结点(图1-16a)。图1-16结点与支座的模型3.支座 将两根塑料短链杆的一端用螺栓拼到木条的两个孔上,另一端孔对孔穿螺栓再与锯条端孔相连,形成固定铰支座;在木条上开一个V形槽,限制锯条的端部左右移动和向下移动,容许转动,也可模拟固定铰支座(图1-16c)。 4.荷载链条展开,模拟分布荷载;链条集中,模拟集中荷载(图1-3)。 1.4.1几种理想约束的约束力 1.柔性约束由绳索、

4、钢丝束、链条、胶带等形成的约束称为柔性约束。 图1-17几种理想约束的约束力图1-17几种理想约束的约束力(续)2.二力杆件约束只受二力作用且处于平衡状态的杆件称为二力杆件。 3.光滑接触面约束当约束与研究对象的接触略去摩擦时,接触面抽象为光滑接触面,此时的约束称为光滑接触面约束。 4.光滑圆柱铰链约束一个光滑的圆柱销钉插入两构件的光滑圆孔,形成光滑圆柱铰链。分析结构或构件的受力,需要把结构或构件从与周围相连的物体中隔离出来,从而明确研究对象,准确显示其他物体对研究对象的作用。 图1-18物块的受力图1.4.2隔离体与受力图 1.4.3单个物体的受力图如图1-9a所示,单层厂房在建造时,预制的钢筋混凝土柱是怎样吊装到位的?图1-19起吊钢筋混凝土柱的两种绑扎方法图1-20起吊初期柱的受力图图1-21斜吊、直吊状态下柱的受力图图1-22楼盖大梁的受力图图1-23屋架的受力图图1-24管道支架梁的受力图两个或多个物体按