建筑力学与结构 教学课件 ppt 作者第1章 静力学的基本概念.ppt

第一章 静力学的基本概念 【知识目标】 能正确陈述力、平衡、刚体、约束等基本概念 能熟练陈述静力学四个公理及其推论 能正确陈述约束、约束反力的分析原则和受力图绘制步骤 【技能目标】 能正确理解力、平衡、刚体、约束等概念 能正确应用静力学公理及其推论 能正确应用静力学的几个重要定理 能正确完成约束、约束反力的分析和受力图绘制 四、静力学的研究内容 作用在刚体上的力系的简化方法 刚体在力系作用下的平衡条件 二力构件：作用力等值反向共线 例：求a、b两点所受的力。 解题思路： 1）寻找二力构件 2）依据三力平衡定理 三力平衡定理：如果一个物体受到三个互不平行的共面力的作用而处于平衡状态，则这三个力的作用线必然汇交于一点，三力矢量按首尾相连的顺序构成一封闭三角形，或简称力三角形封闭。 二力构件的实例1 二力构件的实例2 在进行构件受力分析时，能正确判断其是否为二力构件，可使问题顺利解决。这点很重要！ 柔性约束实例 直杆的受力 画受力图是解平衡问题的关键，画受力图的一般步骤为： １）根据题意确定研究对象，并画出研究对象的分离体简图。 ２）在分离体上画出全部已知的主动力。 ３）在分离体上解除约束的地方画出相应的约束反力。 内力与外力 如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体系统时，要注意分清“内力”和“外力”: 外力——系统以外物体对物体系统的作用力 内力——系统内物体间相互作用的力 注意：取物体系统为研究对象画受力图时，只画外力，而不画内力。 折梯如图所示，C处为光滑铰链，D，E两点用水平绳连接，地面光滑，K点作用一铅直力F，自重为G，试分别画出左，右两部分受力图。 　 解： 1. 分别取左，右两部分为研究对象，并将其单独画出； 2. 画出主动力：F，G； 　　 3.画约束反力：A，B处为光滑接触，FA，FB铅直向上； D，E处为绳约束，FT，FT’ 水平受拉；C处为光滑铰链，用FC表示，或用两正交分力FCX，FCY表示，如图所示： 画受力图注意事项 1.确定正确的研究对象，取分离体。 2.注意二力平衡、三力平衡和力偶平衡。 3.注意作用力和反作用力。 4.充分考虑约束的性质。 4、可动铰支座（辊轴支座） 光滑铰链约束实例3 5.固定端支座约束 特点:物体的一端插入到墙体等不动物体中,既不能发生相对移动,也不能发生相对转动。 约束反力：两个相互垂直的力和一个力偶。 6.球形铰支座 特点：将连在物体上的圆球装球窝里而构成的空间约束 一、受力分析 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。 作用在物体上的力有： 主动力：如重力、风力、气体压力等。 被动力：即约束反力。 §1-4 物体的受力分析和受力图 画物体受力图主要步骤为：①选研究对象；②取分离体； ③画上主动力；④画出约束反力。 二、受力图 [例1] （注：分离体即解除约束后的研究对象。） 研究对象的选取既可以是单个物体也可以 是几个物体组成的系统（物系） [例2] 画出下列各构件的受力图 Q A O B C D E Q A O B C D E Q A O B C D E [例3] 画出下列各构件的受力图 说明：三力平衡必汇交，当三力平行时，在无限远处汇交，是一种特殊情况。 二力杆 [例4] 尖点问题 [例5] 画出下列各构件的受力图 [例6] 画出下列各构件的受力图 FA FT FT ˊ FCY FCX FCXˊ FCY ˊ FB G G F * * 4.力的单位： 国际单位制：牛顿(N) 千牛（顿）(kN) 一、力的概念 1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物 体的运动状态或使物体变形。 2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。 3. 力的三要素：大小，方向，作用点 A F A F 1-1 静力学的认知 5.力系：是指作用在物体上的一组力。 6.等效力系：两个效应相等的力系。 7.合力：一个力与一个力系等效，则该力称为力系的合力。 二、刚体 在力的作用下，不发生变形的物体。——理想化模型，抽象化概念 G N1 N2