约束力和约束反力讲解

演示文稿约束力和约束反力ppt讲解现在是1页\一共有56页\编辑于星期日（优选）第一章约束力和约束反力ppt讲解现在是2页\一共有56页\编辑于星期日

1.3约束及约束反力现在是3页\一共有56页\编辑于星期日1-3约束及约束反力主要内容：(1)概念：约束、约束反力；(2)常见约束类型:

柔体约束

光滑面约束*固定端掌握：约束特点、反力性质光滑圆柱铰链活动铰支座固定铰支座球铰现在是4页\一共有56页\编辑于星期日1-3约束及约束反力概念：自由体：可以在空间作任意运动的物体，如飞机、火箭等；非自由体：受到其它物体的限制，沿着某些方向不能运动的物体。如悬挂的重物。约束：阻碍物体运动的限制物体。约束通常是通过物体间的直接接触形成的。约束反力：当物体沿着约束所阻碍的运动方向运动或有运动趋势时，约束对其必然有力的作用，以限制其运动，这种力称为约束反力。简称反力。现在是5页\一共有56页\编辑于星期日约束反力的特点：①大小常常是未知的；②方向总是与约束限制的物体的位移方相反；③作用点在物体与约束相接触的那一点。1-3约束及约束反力现在是6页\一共有56页\编辑于星期日柔索只能受拉力，又称张力.(1)柔体约束：约束特点：1-3约束及约束反力

柔索的约束反力作用于接触点，方向沿柔索的中心线而背离物体，为拉力。现在是7页\一共有56页\编辑于星期日N(2)光滑面约束:

两物体接触，不考虑摩擦力，即可认为是光滑面约束。

反力作用在接触处,方向沿接触处的公法线并指向受力物体，为压力．ABCNANBNC1-3约束及约束反力现在是8页\一共有56页\编辑于星期日1-3约束及约束反力(2)光滑面约束:现在是9页\一共有56页\编辑于星期日反力画法：W0G光滑约束（接触面法向压力）G1G2NN1N2N1N2N31-3约束及约束反力(2)光滑面约束:现在是10页\一共有56页\编辑于星期日光滑面约束光滑圆柱铰链固定铰支座活动铰支座球铰1-3约束及约束反力现在是11页\一共有56页\编辑于星期日光滑圆柱铰链：

常用过铰链中心两个大小未知的正交分力X，Y来表示,两个分力的指向可以假设。

光滑圆柱铰链是指用圆柱形销钉将两个构件联接在一起所形成的约束，不计接触处的摩擦。

铰链约束的反力：1-3约束及约束反力现在是12页\一共有56页\编辑于星期日两个构件用光滑圆柱铰链连接称为铰连接。1-3约束及约束反力

铰连接简图：

约束反力通过铰中心，大小和方向不能确定，通常用正交的两个分力表示。光滑圆柱铰链铰连接链杆现在是13页\一共有56页\编辑于星期日两端各以铰与不同的物件连接且其自重不计的杆件称为链杆。1-3约束及约束反力

链杆是二力杆，其约束反力沿两铰的连线方向，可为拉力，也可为压力。现在是14页\一共有56页\编辑于星期日1-3约束及约束反力链杆链杆只在两铰处受力，力的方向沿两铰连线。现在是15页\一共有56页\编辑于星期日光滑面约束光滑圆柱铰链固定铰支座活动铰支座球铰1-3约束及约束反力固定铰支座现在是16页\一共有56页\编辑于星期日1-3约束及约束反力固定铰支座：

将结构物或构件用铰链约束与地面或机座连接就构成了固定铰支座。支座：任何建筑结构（构件），都必须安置在一定的支承物上，才能承受荷载的作用，达到稳固使用的目的。在工程上常常通过支座将构件支承在基础或另一静止的构件上，支座对构件就构成约束。支座的构造是多种多样的，对实际支座要抓住主要矛盾，忽略次要矛盾进行简化。现在是17页\一共有56页\编辑于星期日约束特点：

构件不能产生沿任何方向的移动，但可以绕销钉转动．

简图：1-3约束及约束反力固定铰支座：固定铰支座的约束反力特点与铰连接完全相同。反力画法：现在是18页\一共有56页\编辑于星期日

建筑结构中这种理想的支座是不多见的，通常把不能产生移动，只可能产生微小转动的支座视为固定铰支座。1-3约束及约束反力固定铰支座：例如：一根斜杆，用预埋螺栓与混凝土垫块相连，垫块则砌在支座(墙)内，这时，支座(墙)阻止了结构的垂直移动和水平移动，但是，它不能阻止结构的微小转动。这种支座就可简化为固定铰支座。现在是19页\一共有56页\编辑于星期日活动铰支座光滑面约束光滑圆柱铰链球铰1-3约束及约束反力固定铰支座活动铰支座活动铰支座现在是20页\一共有56页\编辑于星期日

在固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成．

约束力：通过接触点，垂直于光滑接触面。方向任意假定。活动铰支座：约束特点：

仅约束构件在垂直于支撑面方向的位移。1-3约束及约束反力现在是21页\一共有56页\编辑于星期日C辊轴支座活动铰B活动铰支座：1-3约束及约束反力活动铰辊轴支座a)

简图：现在是22页\一共有56页\编辑于星期日

例如：一个搁置在砖墙上的梁。砖墙就是梁的支座，如略去梁与砖墙之间的摩擦力，则砖墙只能限制梁向下运动，而不能限制梁的转动与水平方向的移动。这样，就可以将砖墙简化为活动铰支座。活动铰：1-3约束及约束反力现在是23页\一共有56页\编辑于星期日辊轴支座：(实际约束中反力方向也可以向下)1-3约束及约束反力现在是24页\一共有56页\编辑于星期日滑动轴承：图1-19(a)1-3约束及约束反力XY现在是25页\一共有56页\编辑于星期日滚动轴承：图1-19(b)1-3约束及约束反力XY约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。可用二个通过轴心的正交分力表示。现在是26页\一共有56页\编辑于星期日活动铰支座光滑面约束光滑圆柱铰链球铰1-3约束及约束反力固定铰支座球铰球铰现在是27页\一共有56页\编辑于星期日1-3约束及约束反力球形铰约束：通过圆球和球壳将两个构件连接在一起的约束称为球铰。现在是28页\一共有56页\编辑于星期日球铰：

约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动．

约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题．约束力通过接触点,并指向球心,是一个不能预先确定的空间力.可用三个正交分力表示．1-3约束及约束反力

简图：现在是29页\一共有56页\编辑于星期日1-3约束及约束反力推力滚动轴承：图1-20XYZ约束特点：除能限制轴的径向位移外，还能限制轴沿轴向的位移。允许绕轴的任意转动。反力：与球铰链的分析相同，其约束反力用三个正交分力X、Y、Z表示。现在是30页\一共有56页\编辑于星期日常见约束类型:

柔体约束

光滑面约束*固定端1-3约束及约束反力现在是31页\一共有56页\编辑于星期日*(3)固定端1-3约束及约束反力现在是32页\一共有56页\编辑于星期日*(3)固定端

约束力：水平反力X、竖向反力Y、反力偶M约束特点：

在嵌固端，既不能沿任何方向移动，也不能转动。1-3约束及约束反力即：限制了平面内所有可能的运动（移动和转动）现在是33页\一共有56页\编辑于星期日小结：(2)光滑面约束(3)固定端:2个互相垂直分力、1个反力偶光滑圆柱铰链：2个互相垂直分力活动铰支座：1个垂直接触面的反力固定铰支座：2个互相垂直分力球铰：3个互相垂直分力end(1)柔体约束:拉力1-3约束及约束反力现在是34页\一共有56页\编辑于星期日

1.4物体的受力图现在是35页\一共有56页\编辑于星期日1-4

物体的受力图

在工程实际中，为了求出未知的约束反力，需要根据已知力，应用平衡条件求解。为此，首先要确定物体的全部受力情况，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。现在是36页\一共有56页\编辑于星期日1-4

物体的受力图1.明确研究对象，把所要研究的物体从约束中解除出来，即“解除约束，取分离体”；受力分析的方法：2.绘出作用在物体上的所有已知力(荷载、自重等)；3.将所有约束对物体的作用，用相应的反力表示出来，即“代以反力”。注意事项：（1）根据约束的性质来画；（2）根据力的有关性质来画；①作用力与反作用力②二力平衡共线③三力平衡汇交现在是37页\一共有56页\编辑于星期日1.4

物体的受力图受力图的绘制步骤：

①选研究对象；

②取分离体；

③画已知力；

④画约束反力。现在是38页\一共有56页\编辑于星期日例1：小球自重为G，绘制其受力图。解:(1)以小球为研究对象，取其为分离体（解除约束）；

(2)画已知力:重力，方向、作用点；

(3)画两处约束反力，A处柔体约束、B处光滑面约束；完成

(4)复核：三力共点。1-4

物体的受力图现在是39页\一共有56页\编辑于星期日PRARDACBPD(a)(二力杆)RCRD(c)例2：对如图角架及其构件进行受力分析并作受力图（不计杆的自重）。完成1-4

物体的受力图现在是40页\一共有56页\编辑于星期日FAxFAyFEABCDEHFCAEFCDE例3：分别画出每个杆件及整体结构受力图（不计自重）。解：先画各杆件受力图；(1)以DE杆为研究对象，取其为分离体，因其为二力杆，可直接画出受力图，假设反力为拉力；(2)以AC杆为研究对象，取其为分离体，三处反力如图；1-4

物体的受力图现在是41页\一共有56页\编辑于星期日ABCDEHF(3)以AB杆为研究对象，取其为分离体，该杆受已知外力F，以及3处约束反力，受力如图；FBFTBAF(4)绘制整体结构受力图；最后复核；FBFCDEFAxFAyFCFECAE完成1-4

物体的受力图现在是42页\一共有56页\编辑于星期日例4：作各构件受力图，不计摩擦。完成1-4

物体的受力图现在是43页\一共有56页\编辑于星期日BAFCCBFCFBFAFBFAxFAyFAxFAyFACFC′例4:绘制构件及整体受力图（不计自重）。FA完成1-4

物体的受力图现在是44页\一共有56页\编辑于星期日讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？完成1-4

物体的受力图现在是45页\一共有56页\编辑于星期日1-4

物体的受力图例6：作各构件受力图。现在是46页\一共有56页\编辑于星期日例7:简易起重机如图a)所示，梁ABC一端用铰链固定在墙上，另一端装有滑轮并用杆CE支撑，梁上B处固定一卷扬机D，钢索经定滑轮C起吊重物H。不计梁、杆滑轮的自重，试画出重物H、杆CE、滑轮C、销C、横梁ABC、横梁与滑轮整体的受力图。CEGFTGFT′FTABDCe)b)c)CABDf)Cd)FAyFAyFAxFAxFDCABDEHa)FCEFEC1-4

物体的受力图现在是47页\一共有56页\编辑于星期日G1(b)G2(c)G2G1ABC(a)G1G2DEHKXAXAFTFNDFNKFNDFNEFNDFNHFNEFNKFNHFNDFAxFAyFTFAxFAyF‘NHFNEFT(e)ABAB(d)G2G1例8：球G1、G2置于墙和板AB间，BC为绳索，画受力图。1-4

物体的受力图现在是48页\一共有56页\编辑于星期日F1F2ABCa)F1FAxFAyFBy1FBx1MAABb)F2FBy2FBx2FNCBCc)Bd)F2F1FAxFAyFNCMAABCe)例9:一多跨梁ABC由AB和BC用中间铰B连接而成，支承和载荷情况如图a所示。试画出梁AB、梁BC、销B及整体的受力图。1-4

物体的受力图现在是49页\一共有56页\编辑于星期日例:画出翻斗的受力图。1-4

物体的受力图现在是50页\一共有56页\编辑于星期日解1．取研究对象；画脱离体图2．在脱离体上画所有主动力3．在脱离体上解除约束处按约束性质画出全部约束力，假设一个正方向1-4

物体的受力图现在是51页\一共有56页\编辑于星期日

画受力图要注意的问题：(1)不要漏画力；除重力、