建筑力学D02结构计算简图物体受力分析.ppt

1. 计算简图 用反映结构主要特征模型代替真实结构； 载荷简化，构件简化，支座简化 画受力图，对物体进行受力分析，是求解静力学问题的关键步骤。 * * 第二章 结构计算简图。物体受力分析 §2-4 物体的受力分析，受力图 §2-1 静力学公理 §2-2 约束、约束力 §2-3 结构计算简图 物体受力例题 第二章 结构计算简图。物体受力分析 1）静力学： 研究物体在力系作用下处于平衡的科学。 2）力系： 指作用在物体上的一群力。 3）平衡： 物体相对于惯性参考系处于静止或匀速直线运动状态。 4）平衡力系： 一个物体在某个力系作用下处于平衡状态，则该力系为平衡力系。 基本概念 × 5）静力学研究问题： (1)物体受力分析：物体受力有两类.既主动力和约束反力。 (2)力系的简化：用简单力系代替复杂力系，总效果不变。 (3)物体在力系作用下的平衡条件和力系的平衡方程。 (4)物体在平衡条件下的未知力计算分析。 × 1．公理一（二力平衡公理） 作用在刚体上的两个力使刚体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线。即等值、反向，共线。 对于刚体，这个条件是其平衡的必要和充分条件。 对于变形体，该条件仅是平衡的必要条件，但不是充分条件。 §2-1 静力学公理 × 2．公理二（ 加减平衡力系公理） 在作用于刚体的力系中，任意加上或减去一个平衡力系。不改变原力系对刚体的作用效果。即新力系和原力系等效，这个公理可以用来简化力系。 推论：力的可传性原理 作用在刚体上的力可以沿其作用线移动到刚体的任意一点。 证明： 作用于刚体上力的三要素变为：力的大小，力的方向和力的作用线。可见作用于刚体上的力为滑动矢量。 × 3．公理三（力的平行四边形法则） 作用在物体上同一点的两个力可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定；或者说，合力矢等于这两个分力矢的几何和。 即： 当只求合力的大小和方向时，可用力的三角形法则：从A点作与 大小相同，方向相同的矢量 ，过B点作与 大小相同的矢量 ， 既表示的合力的大小和方向。 × 4．公理四（作用和反作用定律） 两个物体间的作用和反作用力。总是大小相等、方向相反、作用在同一直线，分别作用在两个物体上。 这个定律表明了力是成对出现，等值、反向，共线，但是作用在两个物体。 5．刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态不变。 × × §2-2 约束和约束力 一些概念： 1)自由体: 能在空间作任意运动的物体叫自由体。 2)非自由体： 位移受到周围其它物体限制，不能沿着某些方向运动的物体称为非自由体。 3)约束: 限制非自由体运动的条件，这些条件往往是周围的物体构成，这些物体称为约束。 4)约束力: 约束对非自由体的机械作用称为约束力。 约束反力的方向与其所限制运动的方向相反。 约束分类 柔性体约束 绳 皮带 链条 × 光滑面约束 固定平面 固定曲面 齿轮的齿面 × 光滑铰链 × 固定铰支座 × 活动支座约束 × 链杆约束 × × 平面固定端约束 × 定向支座约束 向心轴承 × 止推轴承约束 其它约束 球铰支座约束 × 导向轴承约束 万向接头约束 × 带销子夹板约束 导轨约束 × 蝶形铰链约束 × §2-3 结构计算简图 支座简化： × 混凝土 沥青麻丝 结点简化： × 工地焊缝 §2-4 物体的受力分析，受力图 物体的受力分析步骤： 1）取研究对象。 （1）单刚体，取其本身为研究对象； （2）刚体系，要取相关刚体和联结点为研究对象。 2）建立坐标系,为直角坐标系。 3）画受力图 （1）依据主动力类型分析主动力，画主动力。 （2）依据约束反力类型分析约束反力，画约束反力。 × 解： 本题为单刚体受力分析问题。 1) 取梯子AB为研究对象 2) 建立坐标系如图(a) 3) 受力如图(b) 选题 例1 一个梯子AB，两端放在光滑面上，在C点一水平绳联结，梯子重量为P，作用在D点