建筑力學(xué)資料李前程第二章物體受力分析.ppt

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1、建筑力學(xué)主講單位：力學(xué)教研室（2）1第二章結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖·物體受力分析第一節(jié)約束與約束力第二節(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖第三節(jié)物體受力分析2一、幾個(gè)概念非自由體——組成結(jié)構(gòu)的各單獨(dú)部分。第一節(jié)約束與約束力物體可分為兩類(lèi)——自由體和非自由體。自由體——可以自由位移,不受任何其他物體的限制。約束——限制非自由體位移的其他物體。約束力——約束對(duì)非自由體的作用力。注意：約束力的方向總是與它所限制的位移方向相反。3二、常見(jiàn)的幾種約束第一節(jié)約束與約束力1.柔索約束柔索約束由軟繩、鏈條等構(gòu)成。約束力特點(diǎn):只能是拉力，不能是壓力。AWFTWFTAFTB4

2、二、常見(jiàn)的幾種約束第一節(jié)約束與約束力2.光滑面約束——兩物體光滑的接觸，即它們之間的摩擦力可以忽略。A光滑面的約束力通過(guò)接觸點(diǎn)，方向沿接觸面的公法線(xiàn)并指向被約束的物體。FNAA切面公法線(xiàn)CABFNAFNBFNAFNC90°5BAC二、常見(jiàn)的幾種約束第一節(jié)約束與約束力3.光滑鉸鏈約束——是連接兩個(gè)構(gòu)件的常見(jiàn)約束。光滑鉸鏈的約束一般用兩個(gè)相互垂直的力表示！簡(jiǎn)化鉸6二、常見(jiàn)的幾種約束第一節(jié)約束與約束力4.鉸支座——有固定鉸支座和滾動(dòng)鉸支座兩種。簡(jiǎn)化（1）固定鉸支座構(gòu)件銷(xiāo)釘支座構(gòu)件固定鉸支座約束力:AFAxFAy計(jì)算簡(jiǎn)圖:AA或A

3、7二、常見(jiàn)的幾種約束第一節(jié)約束與約束力（2）滾動(dòng)鉸支座構(gòu)件簡(jiǎn)化構(gòu)件滾動(dòng)鉸支座約束力:AFAy計(jì)算簡(jiǎn)圖:A或AAAFAy或8二、常見(jiàn)的幾種約束第一節(jié)約束與約束力工程上常見(jiàn)的簡(jiǎn)支梁——由固定鉸支座和滾動(dòng)鉸支座固定在地面上FAxFAyABFByF9二、常見(jiàn)的幾種約束第一節(jié)約束與約束力5.鏈桿約束鏈桿（又稱(chēng)二力桿）是兩端用光滑鉸鏈與其他物體連接,不計(jì)自重且中間不受力作用的桿件。FNAABABFNB鏈桿對(duì)它所約束的物體的約束力必定沿著兩鉸鏈中心的連線(xiàn)作用在物體上。10二、常見(jiàn)的幾種約束第一節(jié)約束與約束力5.鏈桿約束例題1：分析圖示結(jié)

4、構(gòu)各組成部分，有二力桿嗎？構(gòu)件BC固定鉸支座構(gòu)件AD鉸鏈BC是二力桿A鏈桿可以作支座，性質(zhì)如滾動(dòng)鉸支座。FAy11二、常見(jiàn)的幾種約束第一節(jié)約束與約束力6.固定端約束（固定支座）——固定端的約束力是兩個(gè)相互垂直的分力FAx、FAy和一個(gè)力偶MA。12二、常見(jiàn)的幾種約束第一節(jié)約束與約束力7.定向支座——允許桿端沿與鏈桿垂直的方向移動(dòng),限制了沿鏈桿方向的移動(dòng),也限制了轉(zhuǎn)動(dòng)。定向支座的約束力是一個(gè)沿鏈桿方向的力FAy和一個(gè)力偶MA；注意：力FAY和力偶MA的方向都是假定的。13一、結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖第二節(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖1.支座簡(jiǎn)化示例——

5、一個(gè)能代替真實(shí)結(jié)構(gòu)且反映結(jié)構(gòu)主要工作特性的簡(jiǎn)化模型。簡(jiǎn)化固定支座A固定鉸支座14一、結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖第二節(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖2.結(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化示例常見(jiàn)的三種結(jié)點(diǎn)形式：結(jié)點(diǎn)——結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的結(jié)點(diǎn)。鉸結(jié)點(diǎn)、剛結(jié)點(diǎn)、組合結(jié)點(diǎn)（1）鉸結(jié)點(diǎn)——鉸結(jié)點(diǎn)上的各桿件用鉸鏈相連接。（2）剛結(jié)點(diǎn)——?jiǎng)偨Y(jié)點(diǎn)上的各桿件剛性連接。（3）組合結(jié)點(diǎn)——結(jié)點(diǎn)處一些桿件用鉸鏈連接，另一些桿件剛性連接。絞結(jié)點(diǎn)剛結(jié)點(diǎn)組合結(jié)點(diǎn)（c）絞結(jié)點(diǎn)上的鉸鏈稱(chēng)為全絞組合結(jié)點(diǎn)上的鉸鏈稱(chēng)為半絞15一、結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖第二節(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖3.計(jì)算簡(jiǎn)圖示例結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖用結(jié)構(gòu)的輪廓草圖表示，不需精確畫(huà)圖。

6、例如畫(huà)出單層廠房結(jié)構(gòu)的計(jì)算見(jiàn)圖簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化16二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類(lèi)第二節(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖1.梁——由受彎桿件構(gòu)成,桿件軸線(xiàn)一般為直線(xiàn)。單跨梁多跨梁17二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類(lèi)第二節(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖2.拱：一般由曲構(gòu)成三絞拱無(wú)絞拱18二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類(lèi)第二節(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖2.拱：一般由曲構(gòu)成密蘇里州圣路易斯拱形門(mén)中國(guó)古代趙州橋19二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類(lèi)第二節(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖3.剛架——由梁和柱組成的結(jié)構(gòu)單層剛架多層剛架排架又稱(chēng)鉸結(jié)剛架或鉸結(jié)排架20二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類(lèi)第二節(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖4.桁架——由若干直桿用鉸鏈連接組成的結(jié)構(gòu)圖1圖22

7、1二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類(lèi)第二節(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖5.組合結(jié)構(gòu)——由桁架和梁或剛架組合在一起形成的結(jié)構(gòu),其中含有組合結(jié)點(diǎn)。22第三節(jié)物體受力分析例題2：起吊架由桿件AB和CD組成,起吊重物的重量為W。不計(jì)桿件自重,作桿件AB的受力圖。解：一、幾個(gè)概念：1.物體系統(tǒng)——若干構(gòu)件通過(guò)某種連接方式組成機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu),用以傳遞運(yùn)動(dòng)或承受荷載。2.分離體——所要研究的物體單獨(dú)分離出來(lái),畫(huà)出其簡(jiǎn)圖。3.內(nèi)力——分離體內(nèi)各構(gòu)件之間相互作用的力。4.外力——分離體以外的物體對(duì)分離體作用的力。23第三節(jié)物體受力分析——分析作用在分離體上的全部主動(dòng)力和約

8、束力，畫(huà)出分離體的受力簡(jiǎn)圖。作圖步驟：二、受力圖?選定合適的研究對(duì)象，確定分離體；?畫(huà)出所有作用在分離體上的主動(dòng)力（一般皆為已知力）；?在分離體的所有約束處，根據(jù)約束的性質(zhì)畫(huà)出約束力。24第三節(jié)物體受力分析例題3:ABECDFW重為W的直桿AB擱在臺(tái)階上,與地面上A、D兩點(diǎn)接觸，在E點(diǎn)應(yīng)繩索EF與墻壁相