建筑力学课1.ppt

* 根据荷载作用的性质 静力荷载：大小、方向、位置不随时间变化或变化 使结构产生的加速度很小，惯性力的影 响可忽略 动力荷载：随时间迅速变化，短时间内突然作用或消失 根据荷载作用的时间 恒载 指长期作用在结构上的不变荷载 活载 在建筑施工和使用期间可能存在的可变荷载 根据荷载的分布情况 分布荷载 满布在结构某一表面荷载 集中荷载 集中作用与结构一点的荷载 * 线分布荷载 沿直线或曲线分布的荷载（单位：KN/m）； 面分布荷载 沿平面或曲面分布的荷载（单位：KN/m2）； 体分布荷载 沿物体内各点分布的荷载（单位：KN/m3）。 分布荷载 的合力计算 分布荷载的合力作用在分布区域的中心，指向不变，其大小等于分布集度 的大小q乘以分布范围。 * * * * * * * * 【例2-3】 已知： = 200 N， = 300 N， = 100 N， = 250 N，求图所示平面汇交力系的合力。 【解】 力矩与力偶 在力的作用下，物体将发生移动和转动。力的转动效应用力矩来衡量，即力矩是衡量力转动效应的物理量。 讨论力的转动效应时，主要关心力矩的大小与转动方向，而这些与力的大小、转动中心（矩心）的位置、动中心到力作用线的垂直距离（力臂）有关。 力的转动效应——力矩 M 可由下式计算： M = ± FP · d 式中：FP 是力的数值大小，d 是力臂，逆时针转取正号，常用单位是 KN-m 。力矩用带箭头的弧线段表示。 集中力引起的力矩直接套用公式进行计算；对于均布线荷载引起的力矩，先计算其合力，再套用公式进行计算。 力矩的特性 1、力作用线过矩心，力矩为零； 2、力沿作用线移动，力矩不变。 合力矩定理 一个力对一点的力矩等于它的两个分力对同一点之矩的代数和。 例 1 求图中荷载对A、B两点之矩 (a) (b) 解： 图（a）： MA = - 8×2 = -16 kN · m MB = 8×2 = 16 kN · m 图（b）： MA = - 4×2×1 = -8 kN · m MB = 4×2×1 = 8 kN · m 例 2 求图中力对A点之矩 解：将力F沿X方向和Y方向等效分解为两个分力，由合力矩定理得： 由于 dx = 0 ，所以： 力偶和力偶矩 力偶 —— 大小相等的二个反向平行力称之为一 个力偶。 力偶的作用效果是引起物体的转动，和力矩一样，产生转动效应。 式中：F 是力的大小； d 是力偶臂，是力偶中两个力的作用线之间的距离； 逆时针为正，顺时针为负。常用单位为 KN·m 。 力偶的转动效应用力偶矩表示，它等于力偶中任何一个力的大小与力偶臂d 的乘积，加上适当的正负号，即 力偶的图例 力偶特性一： 力偶的转动效应与转动中心的位置无关，所以力偶在作用平面内可任意移动。 力偶特性二： 力偶的合力为零，所以力偶的效应只能与转动效应平衡，即只能与力偶或力矩平衡，而不能与一个力平衡。 力偶系的合成 作用在一个物体上的一组力偶称为一个力偶系。力偶系的合成结果为一个合力偶M。 即： 力偶系的平衡 显然，当物体平衡时，合力偶必须为零， 即： 上式称为力偶系的解析平衡条件。 绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿绳索背离物体。 S1 S1 S2 S2 约束 1、柔索约束 2、光滑接触面约束 约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体 3、光滑圆柱铰链约束 A B N A B * Ny Nx 4、 固定铰支座： N ? * 5、可动铰支座： N N * A B NA NB A C B 6、链杆约束： * 7、固定端支座 * 画受力图的方法与步骤： 1、取隔离体（研究对象） 2、画出研究对象所受的全部主动力（使物体产生 运动或运动趋势的力） 3、在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束 反力 4、区隔离体时的抛弃部分对分离体的力不能丢。 物体的受力分析与受力图 * 画出重物和AB杆的受力图 [例1] * 例2 重量为FW 的小球放置在光滑的斜面上，并用绳子拉住，画出此球的受力图。 【解】以小球为研究对象，解除小球的约束，画出分离体，小球受重力(主动力)FW，并画出，同时小球受到绳子的约束反力（拉力）FTA和斜面的约束反力（支持力）FNB。 * 【