建筑力学-第2章-静力学基础1158

建筑力学-第2章-静力学基础1158目录静力学基本概念与原理受力分析与受力图绘制平面汇交力系简化与平衡条件平面任意力系简化与平衡条件目录静力学基本概念与原理受力分析与受力图绘制平面汇交力系简化与平衡条件平面任意力系简化与平衡条件目录空间任意力系简化与平衡条件摩擦现象与摩擦定律在静力学中应用目录空间任意力系简化与平衡条件摩擦现象与摩擦定律在静力学中应用01静力学基本概念与原理01静力学基本概念与原理静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。静力学的研究对象是刚体，即形状和大小在外力作用下不发生改变的理想物体。静力学定义及研究对象研究对象静力学定义静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。静力学的研究对象是刚体，即形状和大小在外力作用下不发生改变的理想物体。静力学定义及研究对象研究对象静力学定义力的性质与分类力的性质力是物体间的相互作用，具有大小、方向和作用点三个要素。力的分类根据力的性质和作用方式，力可分为重力、弹力、摩擦力等。力的性质与分类力的性质力是物体间的相互作用，具有大小、方向和作用点三个要素。力的分类根据力的性质和作用方式，力可分为重力、弹力、摩擦力等。静力学公理静力学中有四个基本公理，即二力平衡公理、加减平衡力系公理、力的平行四边形法则和作用与反作用公理。公理意义这些公理是静力学的基础，它们揭示了力系平衡的基本条件和力的合成与分解的法则，为解决静力学问题提供了基本方法和思路。静力学公理及其意义静力学公理静力学中有四个基本公理，即二力平衡公理、加减平衡力系公理、力的平行四边形法则和作用与反作用公理。公理意义这些公理是静力学的基础，它们揭示了力系平衡的基本条件和力的合成与分解的法则，为解决静力学问题提供了基本方法和思路。静力学公理及其意义约束定义约束是对物体运动的限制，使物体不能任意运动。约束力分析约束力是约束对物体施加的力，其方向总是与约束所能限制的运动方向相反。根据约束的性质，约束力可分为柔索约束、光滑面约束和固定端约束等。在分析静力学问题时，需要正确分析约束的性质和约束力的大小与方向。约束与约束力分析约束定义约束是对物体运动的限制，使物体不能任意运动。约束力分析约束力是约束对物体施加的力，其方向总是与约束所能限制的运动方向相反。根据约束的性质，约束力可分为柔索约束、光滑面约束和固定端约束等。在分析静力学问题时，需要正确分析约束的性质和约束力的大小与方向。约束与约束力分析02受力分析与受力图绘制02受力分析与受力图绘制选择需要分析受力的物体或结构作为研究对象。确定研究对象用简单的线条勾勒出研究对象的轮廓。画出研究对象的轮廓图标出研究对象所受的外力，包括主动力和约束力。分析所受外力根据约束条件判断约束类型，并画出相应的约束反力。判断约束类型受力分析步骤与方法选择需要分析受力的物体或结构作为研究对象。确定研究对象用简单的线条勾勒出研究对象的轮廓。画出研究对象的轮廓图标出研究对象所受的外力，包括主动力和约束力。分析所受外力根据约束条件判断约束类型，并画出相应的约束反力。判断约束类型受力分析步骤与方法受力图应清晰、准确注意作用点和作用线避免漏画或多画力注意二力构件的表示受力图绘制技巧及注意事项用规定的符号表示力，箭头指向表示力的方向，线段长度表示力的大小。仔细分析研究对象所受的外力，确保受力图的完整性。力的作用点和作用线应明确表示在受力图上。当两个力作用在一条直线上时，可以用一个力来表示这两个力的合力。受力图应清晰、准确注意作用点和作用线避免漏画或多画力注意二力构件的表示受力图绘制技巧及注意事项用规定的符号表示力，箭头指向表示力的方向，线段长度表示力的大小。仔细分析研究对象所受的外力，确保受力图的完整性。力的作用点和作用线应明确表示在受力图上。当两个力作用在一条直线上时，可以用一个力来表示这两个力的合力。

典型结构受力分析举例简支梁受力分析简支梁是一种常见的结构形式，其受力特点是一端固定，一端自由。在受力分析时，需要考虑梁的自重、外荷载以及支座的约束力。悬臂梁受力分析悬臂梁是一种一端固定，另一端自由的梁式结构。在受力分析时，需要考虑梁的自重、外荷载以及固定端的约束力。刚架结构受力分析刚架结构是由多个刚性的杆件通过节点连接而成的结构形式。在受力分析时，需要考虑各个杆件的自重、外荷载以及节点的约束力。

典型结构受力分析举例简支梁受力分析简支梁是一种常见的结构形式，其受力特点是一端固定，一端自由。在受力分析时，需要考虑梁的自重、外荷载以及支座的约束力。悬臂梁受力分析悬臂梁是一种一端固定，另一端自由的梁式结构。在受力分析时，需要考虑梁的自重、外荷载以及固定端的约束力。刚架结构受力分析刚架结构是由多个刚性的杆件通过节点连接而成的结构形式。在受力分析时，需要考虑各个杆件的自重、外荷载以及节点的约束力。用简单的结构或构件来替代复杂的结构或构件，使得受力分析更加简便。等效替代法忽略次要因素法分段分析法计算机辅助分析法在分析复杂结构的受力时，可以忽略一些对整体受力影响较小的因素，从而简化分析过程。将复杂结构分成若干个相对简单的部分进行分析，然后再将各部分的分析结果进行汇总。利用计算机辅助设计软件对复杂结构进行建模和分析，可以大大提高分析的准确性和效率。复杂结构简化方法用简单的结构或构件来替代复杂的结构或构件，使得受力分析更加简便。等效替代法忽略次要因素法分段分析法计算机辅助分析法在分析复杂结构的受力时，可以忽略一些对整体受力影响较小的因素，从而简化分析过程。将复杂结构分成若干个相对简单的部分进行分析，然后再将各部分的分析结果进行汇总。利用计算机辅助设计软件对复杂结构进行建模和分析，可以大大提高分析的准确性和效率。复杂结构简化方法03平面汇交力系简化与平衡条件03平面汇交力系简化与平衡条件作用于物体上同平面内的力系称为平面力系，若各力的作用线都汇交于一点，则称为平面汇交力系。平面汇交力系概念平面汇交力系可以简化为一个合力，其合力的大小和方向由力系的各分力决定，简化过程遵循平行四边形法则或三角形法则。简化方法平面汇交力系概念及简化方法作用于物体上同平面内的力系称为平面力系，若各力的作用线都汇交于一点，则称为平面汇交力系。平面汇交力系概念平面汇交力系可以简化为一个合力，其合力的大小和方向由力系的各分力决定，简化过程遵循平行四边形法则或三角形法则。简化方法平面汇交力系概念及简化方法平面汇交力系平衡的充分必要条件是，力系的合力等于零，即各分力在任意两个相互垂直的坐标轴上的投影的代数和分别等于零。平衡条件利用平衡条件可以求解未知约束力或判断力系的平衡状态，进而解决工程实际问题，如建筑结构、桥梁、机械等静力学问题。应用平面汇交力系平衡条件及应用平面汇交力系平衡的充分必要条件是，力系的合力等于零，即各分力在任意两个相互垂直的坐标轴上的投影的代数和分别等于零。平衡条件利用平衡条件可以求解未知约束力或判断力系的平衡状态，进而解决工程实际问题，如建筑结构、桥梁、机械等静力学问题。应用平面汇交力系平衡条件及应用VS通过作力的多边形或平行四边形求解未知约束力，适用于简单力系的平衡问题。解析法根据平衡条件建立数学方程，通过求解方程得到未知约束力，适用于复杂力系的平衡问题。几何法平面汇交力系平衡问题求解方法稳定性概念平衡稳定性是指物体在受到微小扰动后能否恢复原有平衡状态的能力。稳定性分析方法通过分析物体在受到微小扰动后的运动状态，判断其是否能够恢复原有平衡状态。对于平面汇交力系，可以通过分析各分力的方向和大小对平衡稳定性的影响来进行评估。平面汇交力系平衡稳定性分析VS通过作力的多边形或平行四边形求解未知约束力，适用于简单力系的平衡问题。解析法根据平衡条件建立数学方程，通过求解方程得到未知约束力，适用于复杂力系的平衡问题。几何法平面汇交力系平衡问题求解方法04平面任意力系简化与平衡条件稳定性概念平衡稳定性是指物体在受到微小扰动后能否恢复原有平衡状态的能力。稳定性分析方法通过分析物体在受到微小扰动后的运动状态，判断其是否能够恢复原有平衡状态。对于平面汇交力系，可以通过分析各分力的方向和大小对平衡稳定性的影响来进行评估。平面汇交力系平衡稳定性分析平面任意力系作用于同一平面内的多个力的集合，各力的作用线方向任意。要点一要点二简化方法通过力的平移定理，将平面任意力系简化为作用于一点的等效力系。平面任意力系概念及简化方法04平面任意力系简化与平衡条件平面任意力系平衡的充分必要条件是，力系的主矢和对任一点的主矩都等于零。用于判断平面任意力系是否平衡，以及求解平衡力系的未知力。平衡条件应用平面任意力系平衡条件及应用平面任意力系作用于同一平面内的多个力的集合，各力的作用线方向任意。要点一要点二简化方法通过力的平移定理，将平面任意力系简化为作用于一点的等效力系。平面任意力系概念及简化方法几何法通过几何作图的方法求解平衡问题，适用于简单力系。解析法通过建立和求解平衡方程的方法求解平衡问题，适用于复杂力系。平面任意力系平衡问题求解方法平面任意力系平衡的充分必要条件是，力系的主矢和对任一点的主矩都等于零。用于判断平面任意力系是否平衡，以及求解平衡力系的未知力。平衡条件应用平面任意力系平衡条件及应用稳定性概念平衡状态的稳定性是指在外界微小扰动下，系统能否保持原有平衡状态的能力。稳定性分析方法通过判断平衡方程的解是否唯一，以及解随参数变化的敏感性来分析平衡状态的稳定性。平面任意力系平衡稳定性分析几何法通过几何作图的方法求解平衡问题，适用于简单力系。解析法通过建立和求解平衡方程的方法求解平衡问题，适用于复杂力系。平面任意力系平衡问题求解方法05空间任意力系简化与平衡条件稳定性概念平衡状态的稳定性是指在外界微小扰动下，系统能否保持原有平衡状态的能力。稳定性分析方法通过判断平衡方程的解是否唯一，以及解随参数变化的敏感性来分析平衡状态的稳定性。平面任意力系平衡稳定性分析作用于物体上的一群力，其大小和方向在空间中任意分布。空间任意力系力系简化简化方法用一个简单的力系代替复杂的力系，保持对物体的作用效果不变。主矢和主矩法、力线平移法、力偶合成法等。030201空间任意力系概念及简化方法05空间任意力系简化与平衡条件空间任意力系平衡的充分必要条件是，力系的主矢和主矩都等于零。平衡条件用于解决工程实际问题，如桥梁、建筑等结构的平衡问题。应用空间任意力系平衡条件及应用作用于物体上的一群力，其大小和方向在空间中任意分布。空间任意力系力系简化简化方法用一个简单的力系代替复杂的力系，保持对物体的作用效果不变。主矢和主矩法、力线平移法、力偶合成法等。030201空间任意力系概念及简化方法通过几何作图的方法求解平衡问题。几何法通过建立和求解数学方程的方法求解平衡问题。解析法利用图形变换和数值计算的方法求解平衡问题。图解法空间任意力系平衡问题求解方法空间任意力系平衡的充分必要条件是，力系的主矢和主矩都等于零。平衡条件用于解决工程实际问题，如桥梁、建筑等结构的平衡问题。应用空间任意力系平衡条件及应用稳定性概念：结构在受到微小扰动后，能够恢复到原来平衡状态的能力。静力法：通过比较结构在静力作用下的变形和内力来判断稳定性。稳定性分析方法：静力法和动力法。动力法：通过分析结构在动力作用下的振动特性来判断稳定性。空间任意力系平衡稳定性分析通过几何作图的方法求解平衡问题。几何法通过建立和求解数学方程的方法求解平衡问题。解析法利用图形变换和数值计算的方法求解平衡问题。图解法空间任意力系平衡问题求解方法06摩擦现象与摩擦定律在静力学中应用稳定性概念：结构在受到微小扰动后，能够恢复到原来平衡状态的能力。静力法：通过比较结构在静力作用下的变形和内力来判断稳定性。稳定性分析方法：静力法和动力法。动力法：通过分析结构在动力作用下的振动特性来判断稳定性。空间任意力系平衡稳定性分析干摩擦发生在两个干燥固体表面间的摩擦，是最常见的摩擦形式。边界摩擦发生在两个接触表面间存在一层极薄的润滑膜时的摩擦，润滑膜厚度通常小于表面粗糙度。流体摩擦发生在两个被完全隔开的表面间的摩擦，表面间存在一层较厚的润滑膜，使得摩擦系数显著降低。摩擦现象描述及分类06摩擦现象与摩擦定律在静力学中应用库仑摩擦定律描述干摩擦或边界摩擦条件下，摩擦力与正压力成正比，而与接触面积无关。适用于表面粗糙度较大或存在污染物的场合。黏性摩擦定律描述流体摩擦条件下，摩擦力与相对速度成正比，而与正压力无关。适用于表面间存在较厚润滑膜的场合。混合摩擦定律描述介于干摩擦和流体摩擦之间的混合状态，摩擦力同时受正压力和相对速度的影响。适用于表面间存在较薄润滑膜或润滑膜不完整的场合。摩擦定律内容及其适用范围干摩擦发生在两个干燥固体表面间的摩擦，是最常见的摩擦形式。边界摩擦发生在两个接触表面间存在一层极薄的润滑膜时的摩擦，润滑膜厚度通常小于表面粗糙度。流体摩擦发生在两个被完全隔开的表面间的摩擦，表面间存在一层较厚的润滑膜，使得摩擦系数显著降低。摩擦现象描述及分类在考虑摩擦时，需要对物体进行详细的受力分析，包括重力、外力、正压力和摩擦力等。受力分析根据受力分析结果，建立物体的平衡方程，通常包括力和力矩的平衡方程。平衡方程建立通过解平衡方程，可以求得物体在考虑摩擦时的平衡状态以及各力的大小和方向。求解方法考虑摩擦时物体受力分析和平衡问题求解方法库仑摩擦定律描述干摩擦或边界摩擦条件下，摩擦力与正压力成正比，而与接触面积无关。适用于表面粗糙度较大或存在污染