第2章静力学基础知识.pptVIP

2.6.2 光滑圆柱形铰链约束 铰链约束的特点是被连接的两物体可以绕销钉轴线相对转动和沿销钉轴线相对滑动，但不能在垂直于销钉轴线平面内任意方向相对移动。 A FAX FAY A 工程结构中常见的圆柱形铰链约束有： 1、平面光滑铰节点 2、固定铰支座 3、可动铰支座 简支梁 (a)门窗过梁 （b）简易桥梁 2.6.3 链杆约束 2.6.4 固定端约束或固定支座 刚节点 固定支座 钢结构中的刚节点 钢筋混凝土结构中的刚节点 柱下独立基础中的固定支座 *2.6.5 球铰链 2.7 杆件结构的计算简图 将空间结构简化为平面结构 用轴线表示杆件 简化支座和结点 确定荷载，并进行转换与简化 【例】工业厂房的计算简图 屋架 基础 牛腿 吊车梁 柱 (1)结构体系的简化与荷载的确定 (2)屋架结构的计算简图 (3) 排架结构的计算简图 注意：要表示清楚各荷载的作用位置、指向及名称。 同一类型的荷载在不同计算简图上的表示要一致。 每一荷载都应有依据，不能随意增减。 2.8 平面力系平衡方程的应用 2.8.1 结构的隔离体受力图 计算约束反力的基本思路：切断结构的约束使其暴露成为结构上的外力，而后利用平衡条件进行求解。 在给定荷载下，结构的约束反力一般未知。 用图形表示包括荷载与约束反力在内的结构所受的全部外力，称为结构的隔离体受力图 作结构的隔离体受力图时需注意： (1)根据求解问题的需要，确定研究对象后，应切断其与周围物体的所有约束使其从周围物体中分离出来，使其成为隔离体。研究对象可以是单个构件或由若干构件组成的结构体系。 (2)在隔离体上画出全部主动力（荷载）和代表每个约束作用的约束反力。不要运用力系的等效变换或力的可传性改变力的真实作用位置，约束反力的指向一般可自行假定。 【例2.4】 不计自重，绘图示三铰刚架构件AC、BC和刚架整体的隔离体受力图。 2.8.2 约束反力的求解 约束反力的求解可应用前述平面一般力系的平衡条件和平衡方程： 确定研究对象，取隔离体并作隔离体受力图。 (2) 根据隔离体图中力系的分布特点和未知约束反力的特点，选择投影轴和矩心，建立平衡方程。 (3) 求解所列平衡方程，解得待求未知量。 【例2.2】求图示简支梁上均布荷载的合力与支座反力。 2.计算荷载合力：建立坐标系，则沿AB段线荷载的合力大小为 相当于AB段荷载图形的面积。 由合力矩定理 有 xC是线段AB上荷载图形形心的x坐标 l A B q xc q =ql q F x FxA yA F FRB 【解】 1. 切断简支梁两端约束，作隔离体受力图如图(b)所示。 得 Fq 3.列平衡方程，计算支座反力 l/2 q =ql q F x FXA yA F FRB 由： 可得： 由： 可得： 则有： 由： 可得： 可见：沿直线且垂直于该直线分布的同向线荷载，其合力的大小等于荷载图形面积，合力的方向与原荷载方向相同，合力作用线通过荷载图形形心。 【例2.6】 试计算图示简支刚架的支座反力。已知：F=ql， 【解】 (1) 以刚架ABCD为研究对象，解除A、B两处的约束，作隔离体受力图。 2.列平衡方程，求未知力。 该力系为平面一般力系 【例2.7】 试求图2.38(a)所示悬臂刚架固定支座A的约束反力。已知： ， 。 【解】1.作刚架AB的隔离体受力图如图(b)所示。 2.各力组成平面一般力系。列平衡方程求解，求未知力。 本章小结 静力学的基本概念：力、力矩、力偶、刚体、力系、等效力系以及力系的简化和物体的平衡等。 2. 静力学的基本规律：力的平行四边形法则、作用与反作用定律、二力平衡公理和加减平衡力系公理等。 3. 力系的简化与合成的基础：力关于某轴的投影与力的平移。 4. 结构受力分析的理论依据：平面一般力系平衡的必要与充分条件。 5. 连接结构构件的纽带：约束和支座，光滑圆柱形铰链约束与铰结点、链杆约束、固定铰支座、可动铰支座、固定支座与刚结点等约束是建筑结构各构件间及构件与基础间相互连接的纽带。约束反力是各构件间及构件与基础间相互作用的表现。 6. 工程结构力学性能分析的前提：结构的计算简图和隔离体受力图。 支座和约束是重点，从对位移的约束着手把握不同约束的特点，明确约束力与位移约束趋势的关系； 联系实际结构的结点和支座构造方式认识约束——理解约束的简化是从工程计算精度要求出发的，不同分析需求和分析对象的繁简程度决定了约束和支座的简化结果。 实际结构中约束的简化主要依据是约束与杆件的相对刚度，约束刚度大，则为刚接，约束刚度小则为铰结，介于二者之间，则为半刚接。 掌握结构受力图绘制 掌握平衡条件求支座反力