建筑力学基础知识要点解析.ppt

建筑力学基础知识 平面力系 的分类 (图1-2所示) 等效力系—指两个力(系)对物体的作用效果完全相同。 平衡力系—力系作用下使物体平衡的力系。 合力与分力—若一个力与一个力系等效。则该力称为 此力系的合力，而力系中的各个力称为该合力的一个 分力。 刚体—在力作用下不产生变形或变形可以忽略的物体。 绝对的刚体实际并不存在。 平衡— 一般是指物体相对于地球保持静止或作匀速直 线运动的状态。 二、静力学公理 二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分条件是，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 受二力作用而处于平衡的杆件或构件称为二力杆件（简称为二力杆）或二力构件。 力的平行四边形法则 作用在物体上同一点的两个力，可以合成为仍作用于该点的一个合力，合力的大小和方向由以原来的两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线矢量来表示。 三力平衡汇交定理 一刚体受共面不平行的三力作用而平衡时，此三力的作用线必汇交于一点。 证明： 三、约束与约束反力 约束—阻碍物体运动的限制条件，约束总是通过物体间的直接接触而形成。 约束对物体必然作用一定的力，这种力称为约束反力或约束力，简称反力。约束反力的方向总是与物体的运动或运动趋势的方向相反，它的作用点就在约束与被约束物体的接触点。运用这个准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。 1.柔体约束 由柔软且不计自重的绳索、胶带、链条等构成的约束统称为柔体约束。柔体约束的约束反力为拉力，沿着柔体的中心线背离被约束的物体，用符号FT表示，如图1-10所示。 (a) (b) (c) 图1-11 光滑接触面约束 4.光滑圆柱铰链约束（简称铰约束） 光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面移动（不限制转动），其约束反力是互相垂直的两个力（本质上是一个力），指向任意假设。 5.固定铰支座 将构件或结构连接在支承物上的装置称为支座。用光滑圆柱铰链把构件或结构与支承底板相连接，并将支承底板固定在支承物上而构成的支座，称为固定铰支座,如图1-14所示。固定铰支座的约束反力与圆柱铰链相同，其约束反力也应通过铰链中心，但方向待定。为方便起见，常用两个相互垂直的分力FAx,FAy表示。 6.可动铰支座 如果在固定铰支座的底座与固定物体之间安装若干辊轴，就构成可动铰支座，如图1-15所示。可动铰支座的约束反力垂直于支承面，且通过铰链中心，但指向不定，常用R(或F)表示。 7.固定端支座 如果构件或结构的一端牢牢地插入到支承物里面，就形成固定端支座，如图1-16(a)所示。约束的特点是连接处有很大的刚性，不允许被约束物体与约束物体之间发生任何相对的移动和转动，约束反力一般用三个反力分量来表示，两个相互垂直的分力FAx（XA）、FAy（YA）和反力偶MA，如图1-16(b)所示，力学计算简图可用图1-16(c)表示。 力矩的概念 一个力作用在具有固定的物体上，若力的作用线不通过固定轴时，物体就会产生转动效果。 力偶的基本性质 二、平面一般力系的平衡方程 平面一般力系平衡的必要与充分条件是:力系的主矢和力系对平面内任一点的主矩都等于零。即 §1-3 内力与内力图 一、杆件变形的基本形式 第六节 许用应力、安全系数和强度计算 应力的单位为Pa，常用单位是MPa或GPa。单位换算如下： 截面法的基本概念 假想地用一平面将杆件在需求内力的截面截开，将杆件分为两部分；取其中一部分作为研究对象，此时，截面上的内力被显示出来，变成研究对象上的外力；再由平衡条件求出内力。 §1-4 轴向拉压杆的内力 画轴力图技巧(只有集中荷载且杆件水平)就水平构件：从左向右绘制轴力图，从起点的杆轴开始画，遇到水平向左的力往上画力的大小(受拉)，遇到水平向右的力往下画力的大小(受压)，无荷载段水平画，最后能够回到终点的杆轴，表明绘制正确。 §1-5 单跨静定梁的内力 当杆件受到垂直于杆轴的外力作用或在纵向平面内受到力偶作用(下图)时，杆轴由直线弯成曲线，这种变形称为弯曲。以弯曲变形为主的杆件称为梁。 一、纯弯曲时梁横截面上的正应力 第一节 压杆稳定概念 一、稳定问题的提出 工程中有些构件 具有足够的强度、 刚度， 却不一定能安全可靠地工作。 1.稳定平衡 2.不