第二章结构计算简图物体受力分析优质课件

第二章结构计算简图物体受力分析第二章结构计算简图物体受力分析1优选第二章结构计算简图物体受力分析Ppt优选第二章结构计算简图物体受力分析Ppt22-1力和平衡的概念1、力的基本概念

（1）力的定义力是物体间相互间的机械作用。（2）力的效应使物体的机械运动状态发生改变，叫做力的运动效应或外效应。使物体的形状发生改变，叫做力的变形效应或内效应。（3）力的三要素力的大小、方向、作用点称为力的三要素。（4）力的表示法

力是一个矢量，用带箭头的直线段来表示。（5）力的单位

力的国际单位是牛顿(N)或千牛顿（kN）。F虚线为力的作用线32-1力和平衡的概念F虚线为力的作用线32-1力和平衡的概念2、静力学基本公理

（1）二力平衡公理作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分条件是，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

二力平衡公理对于刚体是充分的也是必要的；对于变形体只是必要的，而不是充分的。图示的绳索的两端若受到一对大小相等、方向相反的拉力作用可以平衡，但若是压力就不能平衡。42-1力和平衡的概念4

受二力作用而处于平衡的杆件或构件称为二力杆件（简称为二力杆）或二力构件。

（2）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，并不改变原力系对刚体的作用效果。5受二力作用而处于平衡的杆件或构件称为二力杆【推论】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，而不会改变该力对刚体的作用效应。

对变形体，力不可平移！66

（3）力的平行四边形法则

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。7（3）力的平行四边形法则7

（4）三力平衡汇交定理

一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。

（5）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，方向相反，沿同一直线且分别作用在这两个物体上。

8（4）三力平衡汇交定理82-2约束与约束反力

自由体与非自由体

限制物体运动的物体称为约束物体，简称约束。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。约束反力位于约束与被约束物体的连接或接触处，其方向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。

92-2约束与约束反力92-2约束与约束反力

1．柔体约束

用柔软的皮带、绳索、链条阻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拉住，且柔体约束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力一定通过接触点，沿着柔体中心线背离被约束物体的方向，且恒为拉力。

102-2约束与约束反力10

2．光滑接触面约束

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。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，所以光滑接触面的约束反力过接触点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体，只能是压力。112．光滑接触面约束1112121313

3、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）

光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面移动（不限制转动)143、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）14

3、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）

光滑圆柱铰链约束的约束反力是互相垂直的两个力（本质上是一个力），指向任意假设。

153、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）15练习1-13画出AB杆的受力图考虑到左拱三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱的受力图，如图（e）所示（2）拱—三铰拱、无铰拱(3)画出约束反力：（3）刚架—单层与顶层预制混凝土柱置于杯形基础。使物体的机械运动状态发生改变，叫做力的运动效应或外效应。优选第二章结构计算简图物体受力分析Ppt作用：造成建筑物整体或局部发生变形、位移甚至破坏的因素。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。4、受力图上不能再带约束。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，所以光滑接触面的约束反力过接触点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体，只能是压力。(2)可动铰支座3、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）（3）计算简图示例（1）支座简化示例（）梯子右边部分受力图如图（d）所示练习1-13画出AB杆的受力图力的国际单位是牛顿(N)或千牛顿（kN）。4．链杆约束

链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆，由此所形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移动。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，链杆约束的约束反力沿着链杆的轴线，其指向假设。16练习1-13画出AB杆的受力图4．链杆约

工程上将结构或构件连接在支承物上的装置，称为支座。支座对它所支承的构件的约束反力也叫支座反力。建筑结构支座通常分为固定铰支座、可动铰支座、和固定(端)支座三类。

(1)固定铰支座

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。17工程上将结构或构件连接在支承物上的装置，称为支座深圳会展中心18深圳会展中心18

(2)可动铰支座

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。19(2)可动铰支座19

（3）固定端支座

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平和竖直方向的约束反力外，还有一个约束反力偶。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。20（3）固定端支座20

（4）定向支座

允许杆端沿与链杆垂直的方向移动，限制了沿链杆方向的移动，也限制了杆端的转动，所以定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力和一个力偶。21（4）定向支座2122222-3结构的计算简图作用：造成建筑物整体或局部发生变形、位移甚至破坏的因素。直接作用：建筑物的自重、人和设备的重力、风力等作用。间接作用：地震，温度变化、支座沉降等作用。

1、结构计算简图

（1）支座简化示例

预制混凝土柱置于杯形基础。232-3结构的计算简图23

（2）结点简化示例

屋架端部和柱顶构成的结点

钢筋混凝土框架顶层梁与柱构成的结点24（2）结点简化示例24

（3）计算简图示例

单层工业厂房25（3）计算简图示例25

2、平面杆系结构的分类

（1）梁

简单静定梁

其它类型梁

悬臂梁简支梁外伸梁262、平面杆系结构的分类悬臂梁简支梁外伸梁26（2）拱—三铰拱、无铰拱（3）刚架—单层与顶层27（2）拱—三铰拱、无铰拱（3）刚架—单层与顶层27（4）桁架（5）组合结构28（4）桁架（5）组合结构28（3）刚架—单层与顶层限制物体运动的物体称为约束物体，简称约束。(3)取水平杆AB为研究对象.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。例1-12尖点问题(摩擦忽略不计)物体的受力分析和受力图若以BC为研究对象，受力图不变。例1-12尖点问题(摩擦忽略不计)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。受力图的绘制步骤为：链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆，由此所形成的约束称为链杆约束。3、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）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，而不能阻止构件绕销钉的转动和沿支承面方向的移动。支座对它所支承的构件的约束反力也叫支座反力。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。物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图（3）计算简图示例力是物体间相互间的机械作用。2-4物体的受力分析与受力图（2）拱—三铰拱、无铰拱2-4物体的受力分析与受力图

研究力学问题，首先要了解物体的受力状态，即对物体进行受力分析，反映物体受力状态的图称为受力图。【例1.1】重量为的小球，按图1.23(a)所示放置，试画出小球的受力图。【解】(1)根据题意取小球为研究对象。(2)画出主动力：主动力为小球所受重力。(3)画出约束反力：

受力图的绘制步骤为：

（1）选对象，取分离体；

（2）画已知力；

（3）画约束反力。29（3）刚架—单层与顶层2-4物体的受力分析与受力图29

【例1.2】画图（a）所示结构ACDB的受力图。【解】(1)取结构ACDB为研究对象。(2)画出主动力：主动力为FP。(3)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，如图（b）所示。

30【例1.2】画图（a）所示结构ACDB的【例1.3】重量为FW

的小球放置在光滑的斜面上，并用绳子拉住，如图所示。画出此球的受力图。

【解】（1）取小球为研究对象，画出分离体；（2）画小球受重力(主动力)；（3）画小球受到约束反力；绳子的拉力和斜面的约束反力31【例1.3】重量为FW的小球放置在光滑的斜面上，并用绳子拉作图示轧路机轧轮的受力图。FPBABAPFFAFB例1-432作图示轧路机轧轮的受力图。FPBABAPFFAFB例1-43例1-5取屋架画出主动力画出约束力画出简图屋架受均布风力（N/m），屋架重为，画出屋架的受力图．解：33例1-5取屋架画出主动力画出约束力画出简图屋架受均布风力例1-6取杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b)水平均质梁重为，电动机重为，不计杆的自重，画出杆和梁的受力图。解：34例1-6取杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图取梁，其受力图如图(c)若这样画，梁的受力图又如何改动?

杆的受力图能否画为图（d）所示？35取梁，其受力图如图(c)若这样画，梁的受力图又物体的受力分析和受力图例1-6-1问题：有两个物体，应先考虑画哪个物体的受力图？如图所示结构，画AD、BC及整体的受力图。DCBAP36物体的受力分析和受力图例1-6-1问题：有两个物体，应先考物体的受力分析和受力图先画梁AD的受力图AD的受力图如图（a）再画杆BC的受力图BC的受力图如图（b）问题：受力图对否？ACDPFCxFCyFAxFAyBCF'CxF'CyFBxFBy图（a）图（b）DCBAP37物体的受力分析和受力图先画梁AD的受力图AD的受力图如图（物体的受力分析和受力图二力构件：没画对受力图的主要原因是：没有事先判断出BC是满足二力平衡条件的。二力构件的特点：1、不计自重2、不受其它主动力的作用3、只在两处受到约束，且约束反力的方向不确定满足上述三点的构件，无论形状如何，均称为二力构件。如果二力构件是杆件，则称为二力杆。受二力作用处于平衡的构件38物体的受力分析和受力图二力构件：没画对受力图的主要原因是：没物体的受力分析和受力图注意点：对物体系统，画受力图时，应先判断有无二力构件（或二力杆），若有，应先考虑画二力构件（或二力杆）的受力图。39物体的受力分析和受力图注意点：对物体系统，画受力图时，应先判力是物体间相互间的机械作用。BC的受力图如图（b）建筑结构支座通常分为固定铰支座、可动铰支座、和固定(端)支座三类。优选第二章结构计算简图物体受力分析Ppt这种约束作用是将物体拉住，且柔体约束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力一定通过接触点，沿着柔体中心线背离被约束物体的方向，且恒为拉力。物体的受力分析和受力图二力平衡公理对于刚体是充分的也是必要的；使物体的形状发生改变，叫做力的变形效应或内效应。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。预制混凝土柱置于杯形基础。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，所以光滑接触面的约束反力过接触点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体，只能是压力。允许杆端沿与链杆垂直的方向移动，限制了沿链杆方向的移动，也限制了杆端的转动，所以定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力和一个力偶。（3）力的三要素2-4物体的受力分析与受力图允许杆端沿与链杆垂直的方向移动，限制了沿链杆方向的移动，也限制了杆端的转动，所以定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力和一个力偶。(3)取水平杆AB为研究对象.1、整体受力图与部分受力图要一致。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。物体的受力分析和受力图解：取BC杆为研究对象取AD梁为研究对象BCACD图（a）图（b）FBFCFAxFAyF'CP其受力图如图(a)其受力图如图(b)DCBAP销钉连接两个物体时，一般将销钉归入其中之一，此时可按作用力与反作用力关系画销钉处的约束反力。注意点：40力是物体间相互间的机械作用。物体的受力分析和受力图解：取AD物体的受力分析和受力图取整体为研究对象BCACD图（c）FBFAxFAyP其受力图如图(c)DCBAPBCFBFCACDFAxFAyF'CP41物体的受力分析和受力图取整体为研究对象BCACD图（c）FB物体的受力分析和受力图注意点：1、受力图中只画研究对象的外力，不画内力。1、整体受力图与部分受力图要一致。42物体的受力分析和受力图注意点：1、受力图中只画研究对象的外力物体的受力分析和受力图若这样画，梁AD的受力图又如何改动?BC杆的受力图能否画为图（d）所示？BCFBFC图（d）DCBAPACD图（e）FAxFAyF'CPDCA图（f）PF'CFA考虑到AD在三力作用下处于平衡，可利用三力平衡汇交定理画出AD的受力图如图（f）所示。BCFBFC43物体的受力分析和受力图若这样画，梁AD的受力图又如何改动?物体的受力分析和受力图DCBAPDCAPF'CFABCFBFC整体的受力图如图(g)BCACD图（g）FBPFA44物体的受力分析和受力图DCBAPDCAPF'CFABCFBF物体的受力分析和受力图注意点：1.画受力图时，应按约束的性质画约束反力。对约束反力的指向，没有必要按平衡去判断。2.可以利用三力平衡汇交定理确定约束反力的方位。45物体的受力分析和受力图注意点：1.画受力图时，应按约束的性质

由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架如图所示。在AB杆上放一重为P的管道，A、B、C处都是铰链连接，不计各杆的自重，各接触面都是光滑的。试分别画出管道O、水平杆AB、斜杆BC及整体的受力图。ACBDOP例1-6-246由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架如图所示。解:(1)取管道O为研究对象.O(2)取斜杆BC为研究对象.CBRCRBACBDOP解:(1)取管道O为研究对象.O(2)取斜杆BC为研究对象.47ABDFND´FB´FXAFYA(4)取整体为研究对象.ACBDOPFCFXAFYA(3)取水平杆AB为研究对象.ACBDOPABDFND´FB´FXAFYA(4)取整体为研究对象.AC48例1-7不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱的受力图与系统整体受力图．右拱为二力构件，其受力图如图（b）所示解：49例1-7不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱系统整体受力图如图（d）所示取左拱,其受力图如图（c）所示50系统整体受力图如图（d）所示取左拱,其受力图如图（c）考虑到左拱三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱的受力图，如图（e）所示此时整体受力图如图（f）所示51考虑到左拱三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出讨论1：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？如图（g）（h）（i）52讨论1：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？如图（g）物体的受力分析和受力图BC是否为二力构件？所以BC仍为二力构件。讨论2：如图，若在销钉C上作用有集中力F1，如何画出各受力图？要明确这一问题，必须搞清F1作用在哪个物体上？力F1作用在销钉上，53物体的受力分析和受力图BC是否为二力构件？所以BC仍为二力构物体的受力分析和受力图若以BC为研究对象，受力图不变。但一定要注意，BC不包括销钉C。若以BC+销钉C为研究对象，受力图如何？销钉连接两个物体，若销钉上有力的作用，则画受力图时，一定要明确研究对象是否包括销钉。54物体的受力分析和受力图若以BC为研究对象，受力图不变。但一定例1-8不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子左右两部分与整个系统受力图．绳子受力图如图（b）所示解：55例1-8不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子左右梯子左边部分受力图如图（c）所示梯子右边部分受力图如图（d）所示56梯子左边部分受力图如图（c）所示梯子右边部分受力图如图（d）整体受力图如图（e）所示提问：左右两部分梯子在

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出？57整体受力图如图（e）所示提问：左右两部分梯子在处，绳子对思考与练习1、力可以沿着作用线移动而不改变它对物体的运动效应。（）

√

2、刚体受任意三个力作用而平衡，则该三力必在同一平面内且交于一点。

（）3、作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。 （）×

√

58思考与练习1、力可以沿着作用线移动而不改变它对物体的运动效应F1F2DBACF1F2DBAFBF'BFAyFAxFCyFCxOFCCB例1-9如图所示结构，画AD、BC的受力图。F2FBCB59F1F2DBACF1F2DBAFBF'BFAyFAxFCyF画出下列各构件的受力图QAOBCDE例1-1060画出下列各构件的受力图QAOBCDE例1-1060QAOBCDEQAOBCDE61QAOBCDE62QAOBCDE62[例1-11]画出下列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，它是一种特殊情况。63[例1-11]画出下列各构件的受力图说明：三力平衡必汇交例1-12尖点问题(摩擦忽略不计)64例1-12尖点问题(摩擦忽略不计)64练习1-13画出AB杆的受力图(b)CBAD(a)ABCD65练习1-13画出AB杆的受力图(b)CBAD(a)ABCD练习1-14画出滑轮、CD杆、AB杆和整体受力图WWWABCD1、研究滑轮2、研究CD杆66练习1-14画出滑轮、CD杆、AB杆和整体受力图WWWABABC3、研究AB杆4、研究整体WABCDWWWWCBA研究整体时，不画物体间的内力67ABC3、研究AB杆4、研究整体WABCDWWWWCBA研究画受力图应注意的问题除重力、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68画受力图应注意的问题除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才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，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。

即受力图一定要画在分离体上。69约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根第二章结构计算简图物体受力分析第二章结构计算简图物体受力分析70优选第二章结构计算简图物体受力分析Ppt优选第二章结构计算简图物体受力分析Ppt712-1力和平衡的概念1、力的基本概念

（1）力的定义力是物体间相互间的机械作用。（2）力的效应使物体的机械运动状态发生改变，叫做力的运动效应或外效应。使物体的形状发生改变，叫做力的变形效应或内效应。（3）力的三要素力的大小、方向、作用点称为力的三要素。（4）力的表示法

力是一个矢量，用带箭头的直线段来表示。（5）力的单位

力的国际单位是牛顿(N)或千牛顿（kN）。F虚线为力的作用线722-1力和平衡的概念F虚线为力的作用线32-1力和平衡的概念2、静力学基本公理

（1）二力平衡公理作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分条件是，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

二力平衡公理对于刚体是充分的也是必要的；对于变形体只是必要的，而不是充分的。图示的绳索的两端若受到一对大小相等、方向相反的拉力作用可以平衡，但若是压力就不能平衡。732-1力和平衡的概念4

受二力作用而处于平衡的杆件或构件称为二力杆件（简称为二力杆）或二力构件。

（2）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，并不改变原力系对刚体的作用效果。74受二力作用而处于平衡的杆件或构件称为二力杆【推论】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，而不会改变该力对刚体的作用效应。

对变形体，力不可平移！756

（3）力的平行四边形法则

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。76（3）力的平行四边形法则7

（4）三力平衡汇交定理

一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。

（5）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，方向相反，沿同一直线且分别作用在这两个物体上。

77（4）三力平衡汇交定理82-2约束与约束反力

自由体与非自由体

限制物体运动的物体称为约束物体，简称约束。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。约束反力位于约束与被约束物体的连接或接触处，其方向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。

782-2约束与约束反力92-2约束与约束反力

1．柔体约束

用柔软的皮带、绳索、链条阻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拉住，且柔体约束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力一定通过接触点，沿着柔体中心线背离被约束物体的方向，且恒为拉力。

792-2约束与约束反力10

2．光滑接触面约束

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。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，所以光滑接触面的约束反力过接触点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体，只能是压力。802．光滑接触面约束1181128213

3、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）

光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面移动（不限制转动)833、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）14

3、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）

光滑圆柱铰链约束的约束反力是互相垂直的两个力（本质上是一个力），指向任意假设。

843、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）15练习1-13画出AB杆的受力图考虑到左拱三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱的受力图，如图（e）所示（2）拱—三铰拱、无铰拱(3)画出约束反力：（3）刚架—单层与顶层预制混凝土柱置于杯形基础。使物体的机械运动状态发生改变，叫做力的运动效应或外效应。优选第二章结构计算简图物体受力分析Ppt作用：造成建筑物整体或局部发生变形、位移甚至破坏的因素。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。4、受力图上不能再带约束。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，所以光滑接触面的约束反力过接触点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体，只能是压力。(2)可动铰支座3、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）（3）计算简图示例（1）支座简化示例（）梯子右边部分受力图如图（d）所示练习1-13画出AB杆的受力图力的国际单位是牛顿(N)或千牛顿（kN）。4．链杆约束

链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆，由此所形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移动。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，链杆约束的约束反力沿着链杆的轴线，其指向假设。85练习1-13画出AB杆的受力图4．链杆约

工程上将结构或构件连接在支承物上的装置，称为支座。支座对它所支承的构件的约束反力也叫支座反力。建筑结构支座通常分为固定铰支座、可动铰支座、和固定(端)支座三类。

(1)固定铰支座

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。86工程上将结构或构件连接在支承物上的装置，称为支座深圳会展中心87深圳会展中心18

(2)可动铰支座

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。88(2)可动铰支座19

（3）固定端支座

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平和竖直方向的约束反力外，还有一个约束反力偶。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。89（3）固定端支座20

（4）定向支座

允许杆端沿与链杆垂直的方向移动，限制了沿链杆方向的移动，也限制了杆端的转动，所以定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力和一个力偶。90（4）定向支座2191222-3结构的计算简图作用：造成建筑物整体或局部发生变形、位移甚至破坏的因素。直接作用：建筑物的自重、人和设备的重力、风力等作用。间接作用：地震，温度变化、支座沉降等作用。

1、结构计算简图

（1）支座简化示例

预制混凝土柱置于杯形基础。922-3结构的计算简图23

（2）结点简化示例

屋架端部和柱顶构成的结点

钢筋混凝土框架顶层梁与柱构成的结点93（2）结点简化示例24

（3）计算简图示例

单层工业厂房94（3）计算简图示例25

2、平面杆系结构的分类

（1）梁

简单静定梁

其它类型梁

悬臂梁简支梁外伸梁952、平面杆系结构的分类悬臂梁简支梁外伸梁26（2）拱—三铰拱、无铰拱（3）刚架—单层与顶层96（2）拱—三铰拱、无铰拱（3）刚架—单层与顶层27（4）桁架（5）组合结构97（4）桁架（5）组合结构28（3）刚架—单层与顶层限制物体运动的物体称为约束物体，简称约束。(3)取水平杆AB为研究对象.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。例1-12尖点问题(摩擦忽略不计)物体的受力分析和受力图若以BC为研究对象，受力图不变。例1-12尖点问题(摩擦忽略不计)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。受力图的绘制步骤为：链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆，由此所形成的约束称为链杆约束。3、光滑圆柱铰链约束（简称铰约束）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，而不能阻止构件绕销钉的转动和沿支承面方向的移动。支座对它所支承的构件的约束反力也叫支座反力。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。物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图（3）计算简图示例力是物体间相互间的机械作用。2-4物体的受力分析与受力图（2）拱—三铰拱、无铰拱2-4物体的受力分析与受力图

研究力学问题，首先要了解物体的受力状态，即对物体进行受力分析，反映物体受力状态的图称为受力图。【例1.1】重量为的小球，按图1.23(a)所示放置，试画出小球的受力图。【解】(1)根据题意取小球为研究对象。(2)画出主动力：主动力为小球所受重力。(3)画出约束反力：

受力图的绘制步骤为：

（1）选对象，取分离体；

（2）画已知力；

（3）画约束反力。98（3）刚架—单层与顶层2-4物体的受力分析与受力图29

【例1.2】画图（a）所示结构ACDB的受力图。【解】(1)取结构ACDB为研究对象。(2)画出主动力：主动力为FP。(3)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，如图（b）所示。

99【例1.2】画图（a）所示结构ACDB的【例1.3】重量为FW

的小球放置在光滑的斜面上，并用绳子拉住，如图所示。画出此球的受力图。

【解】（1）取小球为研究对象，画出分离体；（2）画小球受重力(主动力)；（3）画小球受到约束反力；绳子的拉力和斜面的约束反力100【例1.3】重量为FW的小球放置在光滑的斜面上，并用绳子拉作图示轧路机轧轮的受力图。FPBABAPFFAFB例1-4101作图示轧路机轧轮的受力图。FPBABAPFFAFB例1-43例1-5取屋架画出主动力画出约束力画出简图屋架受均布风力（N/m），屋架重为，画出屋架的受力图．解：102例1-5取屋架画出主动力画出约束力画出简图屋架受均布风力例1-6取杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b)水平均质梁重为，电动机重为，不计杆的自重，画出杆和梁的受力图。解：103例1-6取杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图取梁，其受力图如图(c)若这样画，梁的受力图又如何改动?

杆的受力图能否画为图（d）所示？104取梁，其受力图如图(c)若这样画，梁的受力图又物体的受力分析和受力图例1-6-1问题：有两个物体，应先考虑画哪个物体的受力图？如图所示结构，画AD、BC及整体的受力图。DCBAP105物体的受力分析和受力图例1-6-1问题：有两个物体，应先考物体的受力分析和受力图先画梁AD的受力图AD的受力图如图（a）再画杆BC的受力图BC的受力图如图（b）问题：受力图对否？ACDPFCxFCyFAxFAyBCF'CxF'CyFBxFBy图（a）图（b）DCBAP106物体的受力分析和受力图先画梁AD的受力图AD的受力图如图（物体的受力分析和受力图二力构件：没画对受力图的主要原因是：没有事先判断出BC是满足二力平衡条件的。二力构件的特点：1、不计自重2、不受其它主动力的作用3、只在两处受到约束，且约束反力的方向不确定满足上述三点的构件，无论形状如何，均称为二力构件。如果二力构件是杆件，则称为二力杆。受二力作用处于平衡的构件107物体的受力分析和受力图二力构件：没画对受力图的主要原因是：没物体的受力分析和受力图注意点：对物体系统，画受力图时，应先判断有无二力构件（或二力杆），若有，应先考虑画二力构件（或二力杆）的受力图。108物体的受力分析和受力图注意点：对物体系统，画受力图时，应先判力是物体间相互间的机械作用。BC的受力图如图（b）建筑结构支座通常分为固定铰支座、可动铰支座、和固定(端)支座三类。优选第二章结构计算简图物体受力分析Ppt这种约束作用是将物体拉住，且柔体约束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力一定通过接触点，沿着柔体中心线背离被约束物体的方向，且恒为拉力。物体的受力分析和受力图二力平衡公理对于刚体是充分的也是必要的；使物体的形状发生改变，叫做力的变形效应或内效应。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。预制混凝土柱置于杯形基础。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，所以光滑接触面的约束反力过接触点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体，只能是压力。允许杆端沿与链杆垂直的方向移动，限制了沿链杆方向的移动，也限制了杆端的转动，所以定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力和一个力偶。（3）力的三要素2-4物体的受力分析与受力图允许杆端沿与链杆垂直的方向移动，限制了沿链杆方向的移动，也限制了杆端的转动，所以定向支座的约束力是一个沿链杆方向的力和一个力偶。(3)取水平杆AB为研究对象.1、整体受力图与部分受力图要一致。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。物体的受力分析和受力图解：取BC杆为研究对象取AD梁为研究对象BCACD图（a）图（b）FBFCFAxFAyF'CP其受力图如图(a)其受力图如图(b)DCBAP销钉连接两个物体时，一般将销钉归入其中之一，此时可按作用力与反作用力关系画销钉处的约束反力。注意点：109力是物体间相互间的机械作用。物体的受力分析和受力图解：取AD物体的受力分析和受力图取整体为研究对象BCACD图（c）FBFAxFAyP其受力图如图(c)DCBAPBCFBFCACDFAxFAyF'CP110物体的受力分析和受力图取整体为研究对象BCACD图（c）FB物体的受力分析和受力图注意点：1、受力图中只画研究对象的外力，不画内力。1、整体受力图与部分受力图要一致。111物体的受力分析和受力图注意点：1、受力图中只画研究对象的外力物体的受力分析和受力图若这样画，梁AD的受力图又如何改动?BC杆的受力图能否画为图（d）所示？BCFBFC图（d）DCBAPACD图（e）FAxFAyF'CPDCA图（f）PF'CFA考虑到AD在三力作用下处于平衡，可利用三力平衡汇交定理画出AD的受力图如图（f）所示。BCFBFC112物体的受力分析和受力图若这样画，梁AD的受力图又如何改动?物体的受力分析和受力图DCBAPDCAPF'CFABCFBFC整体的受力图如图(g)BCACD图（g）FBPFA113物体的受力分析和受力图DCBAPDCAPF'CFABCFBF物体的受力分析和受力图注意点：1.画受力图时，应按约束的性质画约束反力。对约束反力的指向，没有必要按平衡去判断。2.可以利用三力平衡汇交定理确定约束反力的方位。114物体的受力分析和受力图注意点：1.画受力图时，应按约束的性质

由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架如图所示。在AB杆上放一重为P的管道，A、B、C处都是铰链连接，不计各杆的自重，各接触面都是光滑的。试分别画出管道O、水平杆AB、斜杆BC及整体的受力图。ACBDOP例1-6-2115由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架如图所示。解:(1)取管道O为研究对象.O(2)取斜杆BC为研究对象.CBRCRBACBDOP解:(1)取管道O为研究对象.O(2)取斜杆BC为研究对象.116ABDFND´FB´FXAFYA(4)取整体为研究对象.ACBDOPFCFXAFYA(3)取水平杆AB为研究对象.ACBDOPABDFND´FB´FXAFYA(4)取整体为研究对象.AC117例1-7不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱的受力图与系统整体受力图．右拱为二力构件，其受力图如图（b）所示解：118例1-7不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱系统整体受力图如图（d）所示取左拱,其受力图如图（c）所示119系统