建筑力学受力分析课件

1、建 筑 力 学第二章结构计算简图物体受力分析建 筑 力 学第二章结构计算简图2-0 刚体和力的概念 1. 刚体的概念刚体是抽象化的力学模型基础力学I研究的物体都是刚体刚体力学静力学刚体静力学 在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。2-0 刚体和力的概念 1. 刚体的概念刚体是抽象化 2. 力的概念 力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化。作用效应：（1）使物体的运动状态发生改变运动效应或外效应，如位置、速度、加速度等（理力）；（2）使物体发生变形变形效应或内效应（材力）作用方式：（1）直接接触作用； （2）间接作用，如磁场、电场、重力场等。 2. 力的概念

2、 力是物体间相互的机械力的三要素及其表示：力的作用线AF（1）力的大小，（2）力的方向，（3）力的作用点。力的三要素：（定位矢量或固定矢量）FF0可用一矢量表示FF = F F0力的单位N（牛顿）、kN（千牛）力的三要素及其表示：力的作用线AF（1）力的大小，力的三要素2-1 约束和约束反力自由体 位移不受限制的物体。非自由体 位移受到限制的物体。 约束：对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束。约束反力的方向必与该约束所能够阻碍的位移方向相反，大小通常是未知的。 约束反力约束对非自由体施加的力约束反力2-1 约束和约束反力自由体 位移不受限制的物体。工程中常见的几类 约束1. 具有光

3、滑接触表面的约束齿轮传动凸轮传动 约束特征： 只限制物体沿公法线趋向于支承面方向的运动工程中常见的几类 约束1. 具有光滑接触表面的约束齿轮传动 反力特征：方位：沿接触处的共法线指向：指向物体（物体受压）ABCFNAFNBFNC 反力特征：方位：沿接触处的共法线指向：指向物体（物体受FRFRFRFR绳索皮带链条2.柔性体约束绳索皮带链条2.柔性体约束AAFA 反力特征:方位：沿柔性体轴线指向：背离物体（受拉）只限制物体沿柔性体伸长方向的运动约束特征：AAFA 反力特征:方位：沿柔性体轴线指向：背离物体（受拉固定铰链或铰支座3. 光滑圆柱形铰链约束 约束特征：只限制物体沿圆柱形径向的运动。不限制

4、其轴向和绕轴的转动运动。属光滑面约束FR 约束反力特征：方位沿销钉的径向指向指向不定（假定两互相垂直分量）FRFxFy固定铰链或铰支座3. 光滑圆柱形铰链约束 约束特征：只铰活支铰链或中间铰销 钉ABCFB2xFB2yBBBFB1yFB1xB铰活支铰链或中间铰销 钉ABCFB2xFB2yBBBFB1y圆柱形铰链约束符号及反力表示（1）（2）中间铰链简图：中间铰链反力：固定铰链简图（铰链支座）：向心轴承约束反力被约束体约束体固定铰链反力：圆柱形铰链约束符号及反力表示（1）（2）中间铰链简图：中间4. 辊轴铰链支座（可动铰链支座） 约束特征： 只限制垂直于支承面方向的运动。 约束反力特征：方位：指

5、向：通过销钉中心，垂直于支承面指向待定（常假定）4. 辊轴铰链支座（可动铰链支座） 约束特征： 只限制 辊轴铰链支座约束符号及反力表示辊轴约束简化符号辊轴约束反力表示 辊轴铰链支座约束符号及反力表示辊轴约束简化符号辊轴约束5. 双铰链刚杆连杆（链杆约束）链杆： 两端用光滑铰链与其它物体连接的刚杆； 不计自重； 杆上无其它主动力作用。链杆 约束的特点：只限制物体沿杆轴线方向的运动。 约束反力的特点：方位：指向：沿链杆的轴线方向（或两铰链的连线方向）；指向不定（通常假定）。5. 双铰链刚杆连杆（链杆约束）链杆： 两端用光滑铰链与链杆约束简图链杆约束反力链杆 二力杆DCDCBAFCFDFCFDABC

6、P？请问AC、BC杆是否为二力杆链杆约束简图链杆约束反力链杆 二力杆DCDCBAFCF6. 固定端支座既不能移动，又不能转动的约束 固定端（插入端）约束AFAMAAFAxFAyMAA固定端约束简图6. 固定端支座既不能移动，又不能转动的约束AFAMAAFFAyMAA7. 定向支座将构件用两根相邻的等长、平行链杆与地面向连接。A定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力和一个力偶。FAyMAA7. 定向支座将构件用两根相邻的等长、平行链杆2-2 结构计算简图结构计算简图1.1支座简化示例1.2节点简化示例1.3计算简图示例2 平面杆系结构的分类2-2 结构计算简图结构计算简图 1.实际支座简化示例 1

7、.实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例实际支座简化示例 2.节点简化示例铰结点刚节点CBA 2.节点简化示例铰结点CBA 3.计算简图示例P2P1ABPbeal 3.计算简图示例P2P1ABPbeal2-2-2 平面杆系结构的分类梁2.拱3.刚架ABCDaaaa2a2aBACBA2-2-2 平面杆系结构的分类梁ABCDaaaa2a24.桁架5.组合结构BA4.桁架BA2-3 物体的受力分析和受力图 物体的受力分析确定物体受了几个力，每个力的作用位置和力的作用方向。 主动力与被动力主动力：促使物体运动或有运动趋势的力，其大小和方向都已知

8、。如重力、水压力等。被动力：由主动力引起并随其变化的力，其大小和方向都不知。如约束反力。受力图施力物体对研究对象的所有作用力的简图。2-3 物体的受力分析和受力图 物体的受力分析确定物ABCPACBFAFNBFBFFCBACBACBAFBFFAFAxFAyP例 题 1例 题 2ABCPACBFAFNBFBFFCBACBACBAFBFFABAPCCBACPFCFBFAFCFBFAxFAy 图示三角拱桥，由左、右两拱铰接而成。设各拱自重不计，在左拱上作用有载荷P。试分别画出左、右拱及整体的受力图。例 题 3FAxFAyPACFCBAPCCBACPFCFBFAFCFBFAxFAy 图示三FAxFAy

9、TEFBTDABCDEHPCAEFCBADEFBFCP例 题 4试分别画出每个物体及整体的受力图。FAxFAyTEFBTDABCDEHPCAEFCBADEFBCDCBPCBDAQFCAPFBxFByFCFCxFCyQFDxFDyFABFAxFAyFA例 题 5 图示机构中，当销钉C附于BC杆时，试分别画出各杆及整体的受力图。FDxFDyFAxFAyCDCBPCBDAQFCAPFBxFByFCFCxFCyQFOCAPFAxFAyFOxFOyOBCADEPCDEFCxFCyFEBAEFBxFBy例 题 6试分别画出每个物体及整体的受力图。FBxFByFOxFOyOCAPFAxFAyFOxFOyOBCADEPCDEFCxF 画受力图的步骤和注意事项（1）步骤 确定研究对象 画主动力 根据约束类型，正确地画上相应的约束反力切不可单凭主观臆想推测或简单地根据主动力的方向去推想约束反力的方向 画受力图的步骤和注意事项（1）步骤 确定研究对（2）几点注意不要漏画约束反力。不要多画力，对于画出的每一个力应明确其施力体。当分析两物体间的相互作用力时