施工员学习课件第6章“建筑力学”.pptx

施工员通用与基础知识 胡兴福 赵 研 主编 （土建方向） 2 下篇 基础知识 六、建筑力学 3 （一）平面力系 六、建筑力学 （二）杆件的内力 （三）杆件强度、刚度和 稳定性的基本概念 4 （一）平面力系 Z6.1.1 力的基本性质、基本概念（P153） Z6.1.2 约束类型，约束反力方向的确定，并熟练绘制受力图（P154） Z6.1.3 约束形式，能把实际工程结构转换成力学模型，加以简化，培养分析问题和解决问题的能力（P154-158） Z6.1.4 用解析法求解平面汇交力系的合成与平衡问题（P158-163） Z6.1.5 力偶和力矩的概念（P163-165） （一）平面力系 5 Z6.1.1 力的基本性质、基本概念 1.力的基本性质 （1）力的基本概念 力是物体之问相互的机械作用，这种作用的效果是使物体的运动状态发生改变，或者使物体发生变形。力不可能脱离物体而单独存在。有受力物体，必定有施力物体。 l)力的三要素 力的三个要素是：力的大小、力的方向和力的作用点。 力是一个既有大小又有方向的物理量，所以力是矢量。力用一段带箭头的线段来表示。线段的长度表示力的大小；线段与某定直线的夹角表示力的方位，箭头表示力的指向；线段的起点或终点表示力的作用点。在国际单位制中，力的单位为牛顿(N)或千牛顿(kN)。1kN=IOOON。 （一）平面力系 6 2)静力学公理 ①作用力与反作用力公理； ②二力平衡原理； ③加减平衡力系公理。 Z6.1.2 约束类型，约束反力方向的确定，并熟练绘制受力图 （2）约束与约束反力 1）约束与约束反力的概念 一个物体的运动受到周围物体的限制时，这些周围物体就称为该物体的约束。约束对物体运动的限制作用是通过约束对物体的作用力实现的，通常将约束埘物体的作用力称为约束反力，简称反力，约束反力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反。通常主动力是已知的，约求反力是未知的。 （一）平面力系 7 2）力的分类 物体受到的力一般可以分为两类：一类是使物体运动或使物体有运动趋，称为主动力；另一类是对物体的运动或运动趋势起限制作用的力，称为被动力。 （3）受力分析 1)物体受力分析及受力图的概念 在受力分析时，当约束被人为地解除时，必须在接触点上用一个相应的约束反力来代替。 在物体的受力分析中，通常把被研究的物体的约束全部解除后单独画出，称为脱离体。把全部主动力和约束反力用力的图示表示在分离体上，这样得到的图形，称为受力图。画受力图的步骤如下： ①明确分析对象，画出分析对象的分离简图； ②在分离体上画出全部主动力； ④在分离体上画出全部的约束反力，并注意约束反力与约束应一一对应。 （一）平面力系 8 2） 力的平行四边形法则 作用于物体上的同一点的两个力， 可以合成为一个合力，合力的大小和 方向由这两个力为边所构成的平行四 边形的对角线来表示(图6-1)。 一刚体受共面不平行的几个力作 用而平衡时，这三个力的作用线必汇 交于一点，即满足三力平衡汇交定理。 （4）计算简图 在对实际结构进行力学分析和计算之前必须加以简化。用—个简化图形（结构计算简图）来代替实际结构，略其次要细节，重点显示其基本特点，作为力学计算的基础。简化的原则如下： （一）平面力系 图6-1　力平行四边形      9 Z6.1.3 约束形式，能把实际工程结构转换成力学模型，加以简化，培养分析问题和解决问题的能力 1）结构整体的简化 2）杆件的简化 3）杆件间连接的简化 4）约束形式的简化图 ① 柔体约束：由柔软的绳子、链条或胶带所构成的约束称为柔体约束。由于柔体约束只能限制物体沿柔体约束的中心线离开约束的运动，所以柔体约束的约束反力必然沿柔体的中心线而背离物体，即拉力，通常用F表示。如图6-2(a)所示的起重装置中，桅杆和霞物一起所受绳子的拉力分别是FT1、FT2和FT3（图6-2b），而重物单独受绳子的拉力则为FT4（图6-2c）。 （一）平面力系 10 （一）平面力系 图6-2　柔体约束及其约束反力 11 ②光滑接触面约束：当两个物体直接接触，而接触面处的摩擦力可以忽略不计时，两物体彼此的约束称为光滑接触面约束。光滑接触面对物体的约束反力一定通过接触点，沿该点的公法线方向指向被约束物体，即为压力或支持力，通常用FN表示（图6-3）。 （一）平面力系 图6-3　光滑接触面约束及其约束反力 12 ③圆柱铰链约束：圆柱铰链约束是由圆柱形销钉插入两个物体的刚孔构成，如图6-4（a）、(b）所示，且认为销钉与圆孔的表面是完全光滑的，这种约束通常如图6-4（c）所示。圆柱铰链约束只能限制物