建筑力學(xué)受力分析.ppt

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1、建筑力學(xué)第二章　結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖物體受力分析§2-0剛體和力的概念1.剛體的概念剛體是抽象化的力學(xué)模型基礎(chǔ)力學(xué)I研究的物體都是剛體剛體力學(xué)靜力學(xué)——?jiǎng)傮w靜力學(xué)在力的作用下，其內(nèi)部任意兩點(diǎn)之間的距離始終保持不變。2.力的概念力是物體間相互的機(jī)械作用，這種作用使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。作用效應(yīng)：（1）使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變——運(yùn)動(dòng)效應(yīng)或外效應(yīng)，如位置、速度、加速度等（理力）；（2）使物體發(fā)生變形——變形效應(yīng)或內(nèi)效應(yīng)（材力）作用方式：（1）直接接觸作用；（2）間接作用，如磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)等。力的三要素及其表示：

2、力的作用線AF（1）力的大小，（2）力的方向，（3）力的作用點(diǎn)。力的三要素：（定位矢量或固定矢量）FF0可用一矢量表示FF=FF0力的單位N（牛頓）、kN（千牛）§2-1約束和約束反力自由體——位移不受限制的物體。非自由體——位移受到限制的物體?！锛s束：對(duì)非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體稱為約束。約束反力的方向必與該約束所能夠阻礙的位移方向相反，大小通常是未知的?！锛s束反力約束對(duì)非自由體施加的力——約束反力工程中常見的幾類約束1.具有光滑接觸表面的約束齒輪傳動(dòng)凸輪傳動(dòng)●約束特征：只限制物體沿公法線趨向于

3、支承面方向的運(yùn)動(dòng)●反力特征：方位：沿接觸處的共法線指向：指向物體（物體受壓）ABCFNAFNBFNCFRFR’繩索皮帶——鏈條2.柔性體約束AAFA●反力特征:方位：沿柔性體軸線指向：背離物體（受拉）只限制物體沿柔性體伸長方向的運(yùn)動(dòng)●約束特征：固定鉸鏈或鉸支座3.光滑圓柱形鉸鏈約束●約束特征：只限制物體沿圓柱形徑向的運(yùn)動(dòng)。不限制其軸向和繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。——屬光滑面約束FR●約束反力特征：方位沿銷釘?shù)膹较蛑赶蛑赶虿欢ǎ俣▋苫ハ啻怪狈至浚〧RFxFy鉸活支鉸鏈或中間鉸銷釘ABCFB2xFB2yBBBFB1yFB

4、1xB●圓柱形鉸鏈約束符號(hào)及反力表示（1）（2）中間鉸鏈簡(jiǎn)圖：中間鉸鏈反力：固定鉸鏈簡(jiǎn)圖（鉸鏈支座）：◆向心軸承約束反力被約束體約束體固定鉸鏈反力：4.輥軸鉸鏈支座（可動(dòng)鉸鏈支座）●約束特征：只限制垂直于支承面方向的運(yùn)動(dòng)?！窦s束反力特征：方位：指向：通過銷釘中心，垂直于支承面指向待定（常假定）●輥軸鉸鏈支座約束符號(hào)及反力表示輥軸約束簡(jiǎn)化符號(hào)輥軸約束反力表示5.雙鉸鏈剛桿連桿（鏈桿約束）鏈桿：①兩端用光滑鉸鏈與其它物體連接的剛桿；②不計(jì)自重；③桿上無其它主動(dòng)力作用。鏈桿●約束的特點(diǎn)：只限制物體沿桿軸線方向的運(yùn)動(dòng)

5、?！窦s束反力的特點(diǎn)：方位：指向：沿鏈桿的軸線方向（或兩鉸鏈的連線方向）；指向不定（通常假定）。鏈桿約束簡(jiǎn)圖鏈桿約束反力鏈桿——二力桿DCDCBAFCFDFCFDABCP？請(qǐng)問AC、BC桿是否為二力桿6.固定端支座既不能移動(dòng)，又不能轉(zhuǎn)動(dòng)的約束——固定端（插入端）約束AFAMAAFAxFAyMAA固定端約束簡(jiǎn)圖FAyMAA7.定向支座將構(gòu)件用兩根相鄰的等長、平行鏈桿與地面向連接。A定向支座的約束力是一個(gè)沿鏈桿方向的力和一個(gè)力偶?！?-2結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖1.1　支座簡(jiǎn)化示例1.2　節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化示例1.3　計(jì)算簡(jiǎn)

6、圖示例2平面桿系結(jié)構(gòu)的分類1.　實(shí)際支座簡(jiǎn)化示例實(shí)際支座簡(jiǎn)化示例實(shí)際支座簡(jiǎn)化示例實(shí)際支座簡(jiǎn)化示例2.　節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化示例鉸結(jié)點(diǎn)剛節(jié)點(diǎn)CBA3.　計(jì)算簡(jiǎn)圖示例P2P1ABPbeal§2-2-2平面桿系結(jié)構(gòu)的分類梁2.　拱3.　剛架ABCDaaaa2a2aBACBA4.桁架5.　組合結(jié)構(gòu)BA§2-3物體的受力分析和受力圖物體的受力分析確定物體受了幾個(gè)力，每個(gè)力的作用位置和力的作用方向。主動(dòng)力與被動(dòng)力主動(dòng)力：促使物體運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，其大小和方向都已知。如重力、水壓力等。被動(dòng)力：由主動(dòng)力引起并隨其變化的力，其大小和方

7、向都不知。如約束反力。受力圖——施力物體對(duì)研究對(duì)象的所有作用力的簡(jiǎn)圖。ABCPACBFAFNBFBFFCBACBACBAFBFFAFAxFAyP例題1例題2BAPCCBACPFCFBFAFC′FBFAxFAy圖示三角拱橋，由左、右兩拱鉸接而成。設(shè)各拱自重不計(jì)，在左拱上作用有載荷P。試分別畫出左、右拱及整體的受力圖。例題3FAxFAyPACFC′FAxFAyTEFBTDABCDEHPCAEFCBADEFBFCP例題4試分別畫出每個(gè)物體及整體的受力圖。CDCBPCBDAQFCAPFBxFByFCFCxFCyQFD

8、xFDyFABFAxFAyFA例題5圖示機(jī)構(gòu)中，當(dāng)銷釘C附于BC桿時(shí)，試分別畫出各桿及整體的受力圖。FDxFDyFAxFAyOCAPFAxFAyFOxFOyOBCADEPCDEFCxFCyFEBAEFBxFBy例題6試分別畫出每個(gè)物體及整體的受力圖。FBxFByFOxFOy★畫受力圖的步驟和注意事項(xiàng)（1）步驟①確定研究對(duì)象②畫主動(dòng)力③根據(jù)約束類型，正確地畫上相應(yīng)的約束反力切不可單憑主觀臆想推測(cè)或簡(jiǎn)單