第二章 建筑力学

1、第二章 静力学基础(jch)共六十一页 静力学主要研究(ynji)力系的简化和力系的平衡条件及其应用。引 言 静力学是研究物体在力系作用(zuyng)下平衡规律的科学。共六十一页 21 力、刚体和平衡 22 静力学公理 23 力矩、力偶的概念及其性质 24 约束与约束反力 25 物体的受力分析(fnx)与受力图 第二章 静力学基础(jch)共六十一页力的单位(dnwi)： 国际单位制：牛顿(N) 千牛顿(kN)第二章 静力学基础(jch)2-1 力、刚体和平衡一、力的概念1定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物 体的运动状态。2. 力的效应： 运动效应(外效应) 变形效应(内效应)

2、。3. 力的三要素：大小，方向，作用点AF共六十一页 力系：是指作用在物体上的一群力。 平衡力系：物体在力系作用下处于平衡(pnghng)（状态），我们称 这个力系为平衡力系。是指物体相对于惯性参考系保持(boch)静止或作匀速直线运动的状态。 二.刚体就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。三.平衡状态共六十一页公理(gngl)1 力的平行四边形法则 2-2 静力学基本(jbn)公理公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。共六十一页推论(tuln)1 力的多边形法则共六十一页二力杆 刚体受到两个(lin )力作用而平衡的充分必要条件

3、是：此两力 等值、反向、共线公理(gngl)2 二力平衡条件 二力杆二力体（件）二力杆共六十一页共六十一页公理(gngl)3 加减平衡力系原理 对于受力刚体(gngt)，可以加上或减去一个平衡力系，效果不变。共六十一页推论(tuln)1 力的可传性 作用在刚体上某点的力，可沿其作用线移到刚体内(t ni)任一点，效果不变。 三要素：大小、方向、作用线共六十一页推论(tuln)2 三力平衡汇交定理 刚体受到不平行的三个力作用而平衡(pnghng)时，此三力必在同一平面内，且汇交于同一点。共六十一页证 为平衡力系， 也为平衡力系。 又 二力平衡必等值、反向、共线， 三力 必汇交，且共面。共六十一页

4、公理(gngl)4 作用与反作用定律等值、反向、共线、异体、且同时(tngsh)存在。共六十一页等值、反向、共线、异体、且同时(tngsh)存在。例 吊灯共六十一页公理(gngl)5 刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡(pnghng)，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。公理5告诉我们：处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论。共六十一页力对物体的运动效应平移(pn y)和转动。力矩是力对物体(wt)转动效应的度量。2-3 力矩、力偶的概念及其性质共六十一页力对点之矩力臂(l b)：h矩心：O力矩(l j)平面问题：力矩是代数量空间问题：定位矢量（作用在矩心上）共六十一页符

5、号(fho)规定：力使物体绕矩心逆时针转动为正单位(dnwi)：Nm或kNm力矩的大小取决于力的大小和矩心的位置当力或力臂为零时，力矩为零共六十一页 定理(dngl)：平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩，等于所有各分力对同一点的矩的代数和即：二、合力矩(l j)定理共六十一页例 已知：如图 F、Q、l, F的方向(fngxing)垂直于OA,求： 和 解：用力(yng l)对点的矩法 应用合力矩定理共六十一页1、力偶(l u) 力偶(l u)臂 作用面 力偶矩与矩心位置无关！三、平面力偶及其性质力偶的作用效应可用代数量表示的力偶矩来度量+共六十一页共六十一页 性质一 力偶不能与一个(y )力

6、等效（力偶无合 力），因此也不能与一个力平衡 * 结论(jiln)：力偶只能靠力偶平衡！三、平面力偶及其性质共六十一页 性质(xngzh)二 力偶中的两个力对任一点之矩的矢 量和恒等于该力偶的力偶矩矢。共六十一页 性质(xngzh)三 只要保持力偶矩矢不变，力偶可以在其作用面内任意转移；或移到另一平行平面；或同时改变力偶中的力和力臂的大小，都不改变对刚体的作用效应。mm共六十一页4m50KN2m100KN8m25KN200KNm力偶(l u)的等效条件：作用于刚体上的两力偶等效的条件是它们的力偶矩矢相等。共六十一页1自由体、非自由体2约束(yush)：限制(xinzh)物体运动的物体3约束力（

7、约束反力、反力）约束给被约束物的作用力与被限制的运动方向相反约束的概念4主动力（荷载）2-4 约束与约束反力共六十一页1、光滑(gung hu)接触面特征：沿公法线(f xin)，指向被约束物PNNPNANB常见约束类型与对应的约束力共六十一页2、柔索特征(tzhng)：沿柔索，背离被约束物PPTS1S1S2S2 S1S1S2S2 紧边拉力(ll)松边拉力共六十一页3、光滑(gung hu)圆柱铰链特征(tzhng)：接触点不能确定时，用正交分力表示XYRA共六十一页AXAYAA共六十一页4、固定铰链(jiolin)支座共六十一页共六十一页5、辊轴(n zhu)铰链支座共六十一页反力可向上(x

8、ingshng)， 亦可向下共六十一页7、固定(gdng)端约束共六十一页共六十一页A平面固定(gdng)端约束共六十一页步骤(bzhu)：1. 把研究对象解除约束，从系统 中“隔离(gl)”出来，取隔离体；2. 画出隔离体受到的主动力和 约束力；得到受力图。受力分析：2-5 物体的受力分析和受力图共六十一页画出各个物体(wt)的受力图共六十一页共六十一页画出各个(gg)物体的受力图共六十一页共六十一页画出系统(xtng)及各个物体的受力图共六十一页共六十一页画出系统(xtng)及各个物体的受力图（CD重为P）共六十一页共六十一页画各物体(wt)的受力图共六十一页作系统(xtng)及各物体的受

9、力图共六十一页作系统(xtng)及各物体的受力图共六十一页例2 画出下列(xili)各构件的受力图QAOBCDE共六十一页QAOBCDE共六十一页QAOBCDE共六十一页例3 画出下列(xili)各构件的受力图说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊(tsh)情况。共六十一页例4 尖点问题(wnt)应去掉(q dio)约束应去掉约束共六十一页三、画受力图应注意(zh y)的问题除重力(zhngl)、电磁力外，物体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（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

10、间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。1、不要漏画力共六十一页约束反力的方向必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(xingfn)，不要把箭头方向画错。3、不要画错力的方向4、受力图上不能再带约束。 即受力图(lt)一定要画在分离体上。共六十一页一个(y )力，属于外力还是内力，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，就成为新研究对象的外力。对于某一处的约束反力的方向一旦设定(sh dn)，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。 5、受力图上只画外力，不画内力。 6 、同一系统各研究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。7 、正确判断二力构件。共六十一页本章(bn zhn)内容结束共六十一页内容摘要第二章 静力学基础。力的单位： 国际单位制：牛顿(N)。1定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物。 等值、反向、共线。 三要素：大小、方向、作用线。刚体受到不平行的三个力作用而平衡时，此三力必在同一平面内，且汇交于同一点。公理5告诉我们：处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的