建筑力学与 结构-约束约束反力和受力45课件讲解

约束、约束反力和受力图建筑力学与结构主讲丨王倩目录常见的约束及其约束力1

常见的支座及其支座反力2受力分析和受力图3常见的约束及其约束力PATR

01一、常见的约束及其约束力限制物体运动的物体称为约束物体，简称约束。对物体运动起限制作用的力，称为约束力。约束力的方向总是和约束所能阻碍物体的运动方向相反。在受力物体上，那些使物体有运动或运动趋势的力叫主动力。例如重力、水压力、土压力等，又称为荷载。一、常见的约束及其约束力（一）柔体约束柔体约束只能限制物体沿着柔体约束的中心线、离开柔体方向的运动。柔体约束的约束力作用在接触点，其方向沿着柔体约束的中心线，且背离所约束物体，永为拉力，这种约束力用FT表示。柔软的胶带、绳索、链条阻碍物体运动时叫柔体约束。一、常见的约束及其约束力（二）光滑接触面约束

若一物体与另一物体互相接触，当接触处的摩擦力很小，可以忽略不计时，两物体彼此的约束就是光滑接触面约束。

光滑接触面约束只能限制物体沿垂直于接触面而指向物体的运动。

光滑接触面约束力作用于接触点，沿着接触点的公法线，指向被约束的物体，用FN表示。一、常见的约束及其约束力（三）光滑圆柱铰链约束

用圆柱销钉把两构件连接起来，不考虑摩擦时，这种装置称为光滑圆柱铰链约束，简称铰。

销钉不能限制物体绕销钉转动，只限制物体在垂直于销钉轴线的平面内的沿任意方向的运动。

铰链的约束反力作用于接触点，垂直于销钉轴线，通过销钉中心，通常方向不确定，用两个分力，常用Fx和Fy表示一、常见的约束及其约束力（四）链杆约束

两端通过铰链与物体连接且中间不受力（自重忽略不计）的刚性杆，称为链杆，又称二力杆或二力构件。

链杆约束只能限制物体沿着链杆中心线的运动，而不能限制其他方向的运动。链杆的约束力沿着链杆中心线，指向未定。ABCFBBCCFBFCFBFC常见的支座及其支座反力PATR

02（一）固定铰支座

工程上将结构或构件连接在支承物上的装置，称为支座。二、常见支座及其支座反力

固定铰支座的约束反力与圆柱铰链约束反力相同，即约束反力作用于接触点，垂直于销钉轴线，并通过销钉中心，而方向未定。通常用两个大小未知的正交分力FAx、FAy来表示，FAx、FAy的指向暂时任意假设。（二）可动铰支座二、常见支座及其支座反力

可动铰支座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，要视主动力情况而定。（三）固定端支座二、常见支座及其支座反力

一端完全嵌固在墙中，一端悬空的支座叫固定端支座。在嵌固端，构件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，还有一约束力偶。受力分析和受力图PATR

03三、受力分析和受力图

将研究物体从周围物体中分离出来单独画出他的简图。这样被分离出来的研究对象称为脱离体。在脱离体上画出周围物体对它的全部作用力，这种表示物体所受全部作用力的过程，称为受力分析，画出的情况的图形叫脱离体的受力图，简称受力图。三、受力分析和受力图

绘制受力图的步骤：1取脱离体2画出所有主动力3画出所有约束力三、受力分析和受力图

例1

图示杆件靠在A、B点处，并在D被绳子拉住，绘制图示杆件的受力图。

解：（1）取脱离体，即杆件AB；

（2）画出主动力G；

（3）画出全部约束力。FTDFNBFNA三、受力分析和受力图

例2绘制图示杆件AB、CD和整个结构的受力图。

解：（1）绘制CD杆的受力图（2）绘制AB杆的受力图CD杆链杆约束FCFDFC’FAyFAx注意作用力与反作用力的关系（3）绘制整体的受力图FDFAyFAx只画外力，不画内力三、受力分析和受力图

例2绘制图示杆件AB、CD和整个结构的受力图。

（3）绘制整个结构的受力图FDFAyFAxFDFAO小结PATR

04四、小结1.常见约束及约束力:柔体约束、光滑接触面约束、光滑圆柱铰链约束和链杆