〔建筑力学〕第1章静力学的基本概念.ppt

第一章 静力学的基本概念 公理1 力的平行四边形法则 力的三角形法则 内容—在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉一个平衡力系，本不改变原力系对刚体的作用效果。 推论1—力的可传性原理 作用于刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任意一点，而不会改变该力对刚体的作用效果。 公理四 作用与反作用定律 作用力与反作用力大小相等，方向相反，沿同一直线且分别作用在两个相互作用的物体上。 第四节 物体的受力分析与受力图 (3) 在去掉了约束的地方代之以相应的约束反力。 【例1-2】 如图1-13(a)所示简支梁（梁除分别在两端有固定铰支座和可动铰支座外不再有其他约束的梁就是简支梁）AB上作用有线均布荷载q (N/m)和在梁的C点处作用有集中力。试画出梁AB的受力图（不计梁AB的自重）。 【例1-3】 如图1-14(a)所示的三铰拱桥，由左、右两拱铰接而成。不计自重及摩擦，在拱AC上作用有荷载F 。试分别画出拱AC、拱CB、铰C和三铰拱ABC整体的受力图 由二力平衡条件可知， 和 大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上，如图1-14(b)所示 注意：由二力平衡条件可知，FB和FC大小相等，方向相反，且作用 在同一条直线上，如图b所示 第五节 结构分类、结构的计算简图、荷载及其简化 一．结构的分类 按几何特点 杆系结构 这类结构由杆件组成，杆件的特征是其长度远大于其横截面上其他两个尺度 板和壳类 这类结构的特征是长、宽两个方向的尺寸远大于厚度 实体结构 该类结构三个方向的尺度具有相同的量级 二．力学计算简图 1、定义——在对结构和构件的受力和约束经过简化后得到的、用于力学或工程分析与计算的图形，称为力学计算简图或计算简图。 2、确定力学计算简图的原则 尽可能符合实际。 尽可能简单 杆件的轴线代表杆件，根据结构和约束装置的主要特征选用对应的支座；根据杆件联结处结构的受力特征和构造特点选用对应的结点。 3、杆件的结点 铰结点——用圆柱铰链将杆件联接在一起，各杆件可围绕其作相对转动，但不能移动，如图1-17所示。 刚结点——杆件在联结处是刚性联接的，汇交于刚结点处的各杆件之间不发生相对转动(保持夹角不变)与相对移动 铰结点 刚结点 三．荷载及其简化 主动力 、约束反力 主动力：使物体运动或有运动趋势的力 约束反力：周围物体限制物体运动的力 外力 * * 重 点 力、力系的概念 难 点 力系的分类 第一节 力和平衡的概念 一、力的定义 定义—物体与物体之间的相互作用作用效应 ： 外效应—使物体宏观的运动状态发生改变。（运动效应） 内效应—使物体的形状和大小发生变化。（变形效应） 三要素—大小、方向、作用点。 方向实际上指的是力的作用线在空间的指向与方位。 力的图示法 二、力系 定义—作用在物体上的一群力 按力的作用线分布：平面力系和空间力系； 按力的作用线关系：汇交力系、平行力系和任意力系。力偶系. 三、静力学的研究对象 平衡 构件相对于地面处于静止或作匀速直线运动的状态称为平衡。 1、基本概念 刚体 指物体在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。 本课程第一、二、三章所研究的物体都视为刚体（与刚体相对应的是变形体，当变形对于研究物体平衡或运动规律不能忽略时，物体称为变形体）。 2、静力学研究的问题 （1）物体的受力分析 分析某个物体共受几个力，以及每个力的作用位置和方向。 （2）力系的等效替换(或简化) 将作用在物体上的一个力系用另一个与它等效的力系来代替，这两个力系互为等效力系。如果用一个简单力系等效地替换一个复杂力系，则称为力系的简化。如果某力系与一个力等效，则此力称为该力系的合力，而该力系的各力称为此力的分力。 （3）建立各种力系的平衡条件 第二节 静力学基本公理 重 点 难 点 静力学基本公理的应用 静力学基本公理 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 公理二 力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡充分和必要的条件是，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上 上述的二力平衡条件对于刚体是充分的也是必要的，而对于变形体只是必要不是充分的。如图所示的绳索的两端若受到一对大小相等、方向相反的拉力可以平衡，但若是压力就不能平衡。 公理3 加减平衡力系 推理1 力的可传性 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。 推理2 三力平衡汇交定理