静力学基本知识要点解析.ppt

静力学公理 二 静力学基本公理 一、结构的荷载分类 力系的分类: 各力的作用线都在同一平面内的力系称 平面力系，否则称为空间力系。 工程上将结构或构件连接在支承物上的装置，称为支座。在工程上常常通过支座将构件支承在基础或另一静止的构件上。支座对构件就是一种约束。支座对它所支承的构件的约束反力也叫支座反力。支座的构造是多种多样的，其具体情况也是比较复杂的，只有加以简化，归纳成几个类型，才便于分析计算。建筑结构的支座通常分为固定铰支座，可动铰支座，和固定(端)支座三类。 4．固定铰支座 图1.18(a)是固定铰支座的示意图。构件与支座用光滑的圆柱铰链联接，构件不能产生沿任何方向的移动，但可以绕销钉转动，可见固定铰支座的约束反力与圆柱铰链约束相同，即约束反力一定作用于接触点，通过销钉中心，方向未定。固定铰支座的简图如图1.18(b)所示。约束反力如图1.18(c)所示，可以用FRA和一未知方向角α表示，也可以用一个水平力FXA和垂直力FYA表示。 A A 固定铰链 中间铰 C YC XC x y FA XA YA XA YA 建筑结构中这种理想的支座是不多见的，通常把不能产生移 动，只可能产生微小转动的支座视为固定铰支座 。例如：一 榀屋架，用预埋在混凝土垫块内的螺栓和支座连在一起，垫 块则砌在支座(墙)内，这时，支座阻止了结构的垂直移动和水 平移动，但是 它不能阻止结构微小转动。这种支座可视为固定 铰支座。 5．可动铰支座 图l.20(a)是可动铰支座的示意图。构件与支座用销钉连接，而支座可沿支承面移动，这种约束，只能约束构件沿垂直于支承面方向的移动，而不能阻止构件绕销钉的转动和沿支承面方向的移动。所以，它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，视主动力情况而定。这种支座的简图如1.20(b)所示，约束反力如图1.20(c)所示。 可动铰 B C RC 辊轴支座 RB 7．链杆约束 链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆，由此所形成的约束称为链杆约束。这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向上的移动。链杆可以受拉或者是受压，但不能限制物体沿其他方向的运动和转动，所以，链杆约束的约束反力沿着链杆的轴线，其指向假设。 一个搁置在砖墙上的梁；砖墙就是梁的支座，如略去梁与砖墙 之间的摩擦力，则砖墙只能限制梁向下运动，而不能限制梁的转 动与水平方向的移动。这样，就可以将砖墙简化为可动铰支座。 6．固定端支座 整浇钢筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在墙中，一端悬空如图1.22(a)，这样的支座叫固定端支座。在嵌固端，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，还有一个约束反力偶。这种支座简图如图1. 22(b)所示，其支座反力表示如图1.22(c)所示。 反力为两个正交分量X、Y及一个约束反力偶M 　　三　物体的受力分析与受力图 研究力学问题，首先要了解物体的受力状态，即对物体进行受力分析，反映物体受力状态的图称为受力图。 受力图的绘制步骤为： 1. 确定研究对象； 2. 画已知力； 3. 画约束反力。 例1.2 重量为的小球，按图1.23(a)所示放置，试画出小球的受力图。 解 (1)根据题意取小球为研究对象。 (2)画出主动力：主动力为小球所受重力。 (3) 画出约束反力：约束反力为绳子的约束反力以及光滑面的约束反力。 小球的受力图如图1.23(b)所示。 例 1.3 画图（a）所示结构ACDB的受力图。 解：(1)取结构ACDB为研究对象。 (2)画出主动力：主动力为FP。 (3)画出约束反力：约束为固定铰支座和可动铰支座，画出它们的约束反力，如图（b）所示。 转受力分析图 * * 第一章 力学 力的定义 力是物体之间相互的机械作用。。 力的效应 使物体的机械运动状态发生改变，叫做力的运动效应或外效应。使物体的形状发生改变，叫做力的变形效应或内效应。 力的三要素 力的大小、方向、作用点称为力的三要素。 F 力的单位 力的国际单位是牛顿(N)或千牛顿（kN）。 力的表示法 力是一个矢量，用带箭头的直线段来表示，如右图所示（虚线为力的作用线）。 力系: 作用于同一个物体上的一群力。 等效力（力系） 指两个力(系)对物体的作用效果完全相同。 A3 O A2 A1 F1 F3 F2 O O 平衡 把物体相对于地面静止或作匀速直线运动的状态称为平衡。 刚体 在任何外