建筑力学基础知识-约束与约束反力,受力图绘制

3.物体的受力分析与受力图受力图对物体进行受力分析，反映物体受力状态的图正确对物体进行受力分析并画出其受力图，是求解力学问题的关键。明确对象，取脱离体画出全部主动力画出相应的约束反力检查研究对象（脱离体）可是单个物体、也可是由若干个物体组成的物体系统受力图绘制步骤

例1重量为W的圆球，用绳索挂于光滑墙上，如图所示。试画出圆球的受力图。FTFNWWOO切记：约束反力一定要与约束的类型相对应3.物体的受力分析与受力图

碾子的受力图为:ABFPABFPFNAFNB

例2用力F拉动碾子以压平路面,重为P的碾子受到一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。3.物体的受力分析与受力图解例题3确定A、B二处的约束力BF2F1F3AFAyFAxRB3.物体的受力分析与受力图F2F1F3AB4.结论与讨论最重要的方法受力分析方法，其要领是选择合适的研究对象，正确分析约束和约束力，画出受力图。受力分析过程中要区分内力和外力，正确应用作用与反作用定律。平衡的概念

由若干物体所组成的系统，如果整体是平衡的，则组成系统的每一个局部也必然是平衡的。1.1约束与约束反力1.1约束与约束反力实际对象→力学模型→数学模型→计算力学模型的合理性直接决定计算结果的正确性，因此模型的概念和建立力学模型的思想是力学教学的一个重点。今天我们通过物体间的接触与连接方式的简化来体会建模思想和建模过程。1.新课导入计算工程实际问题的过程自由体可以在空间任意运动、不受限制的物体非自由体运动受到某些限制的物体1.新课导入方向:总是与被约束物体的运动方向相反大小:未知的,随主动力而变,以阻止被约束物体的运动作用位置:接触处阻碍物体运动的周围物体1.新课导入约束约束对物体的作用力，简称约束力或反力约束力（支反力）约束(反)力的特点（三要素）约束自由度增加一个约束减少一个自由度ABAB转动杆ABA处加2个链杆限制平动上下左右转动自由度k＝1杆ABB

处加链杆限制平动和转动静止平衡自由度k＝01.新课导入——辅助理解约束：事先对物体的运动加以限制之条件。约束与自由度的关系平面自由物体具有三个自由度杆AB沿X轴的移动、沿Y轴的移动、绕原点的转动由柔软而不计自重的绳索、链条、传动带等形成的约束，称为柔体约束。

约束反力特点：只能限制物体沿着柔体的中心线的运动，只能承受拉力，用T或者FT表示作用点：连接点或假设截割处反力方向：其方向沿着柔索的中心线而背离物体

2.探索研究——约束类型与反力（一）柔体约束（绳索约束）AT2T12.探索研究——约束类型与反力工程实例分析（1）（一）柔体约束（绳索约束）2.探索研究——约束类型与反力工程实例分析（2）（一）柔体约束（绳索约束）当物体在接触处的摩擦力很小，即可以忽略不计时，两物体彼此形成的约束就是光滑支承面约束。2.探索研究——约束类型与反力光滑接触面约束（二）光滑接触面约束注意：当接触点为尖点时，可将尖点放大看成圆弧。切线W法线NW法线切线法线N2切线N1约束反力特点：只能限制物体沿着接触面法线的运动为压力，用N或者FN表示。作用点：接触点反力方向：沿法线方向指向被约束物体。2.探索研究——约束类型与反力工程实例分析（1）（二）光滑接触面约束NNN2.探索研究——约束类型与反力工程实例分析（2）（二）光滑接触面约束2.探索研究——约束类型与反力两端各以铰链与其他物体相连接且中间不受力(包括物体本身的自重)的直杆称为链杆。（三）链杆约束约束反力特点：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，用F表示。作用点：接触点反力方向：总是沿着链杆的轴线方向，指向不定。ACBABFAFB2.探索研究——约束类型与反力工程实例分析（三）链杆约束2.探索研究——约束类型与反力两物体分别钻有直径相同的圆柱形孔，用一圆柱形销钉连接起来，在不计摩擦时，即构成光滑圆柱形铰链约束，简称铰链约束。（四）圆柱铰链约束连接铰链约束反力特点：通过销钉中心，在垂直销钉轴线的平面内。用F表示，通常分解为通过铰链中心相互垂直的两个分力Fx和Fy.作用点：接触点反力方向：通过销钉中心，方向待定。2.探索研究——约束类型与反力（四）圆柱铰链约束工程实例分析（1）铰铰2.探索研究——约束类型与反力（四）圆柱铰链约束工程实例分析（2）2.探索研究——约束类型与反力（四）圆柱铰链约束工程实例分析（3）2.探索研究——约束类型与反力（五）固定铰链支座用圆柱铰链连接的两个构件中，如果有一个固定不动，就构成固定铰支座。固定铰链支座简图固定铰支座的约束反力与圆柱铰链相同F

FyFx2.探索研究——约束类型与反力（五）固定铰链支座约束反力特点：只能限制物体上下、左右的平动，不能限制物体的转动。用F表示，通常分解为相互垂直的两个分力X(Fx)和Y(Fy)。作用点：接触点反力方向：通过铰链中心，方向待定。2.探索研究——约束类型与反力（五）固定铰链支座工程实例分析（1）2.探索研究——约束类型与反力（五）固定铰链支座工程实例分析（2）——翻斗车2.探索研究——约束类型与反力(六)可动铰链支座如果将铰链支座的底座与固定物之间安装若干滚轴就构成可动铰支座。RA可动铰链支座简图

约束反力特点：只能限制物体沿法线方向的平动。用R或F表示，作用点：接触点反力方向：方向沿法线（垂直于支承面），方向待定。2.探索研究——约束类型与反力(六)可动铰链支座2.探索研究——约束类型与反力(六)可动铰链支座工程实例分析（1）上摆销钉底板滚轮2.探索研究——约束类型与反力（七）固定端支座工程实际中把使物体的一端既不能移动，又不能转动的这类约束称为固定端支座。如建筑物上的阳台、插入墙壁的空调外挂机托架等。约束反力特点：既限制了被约束构件的任意方向的移动，又限制了