工程力学 第2版 第1章 力学的基本概念.ppt

1.4计算简图（2）固定铰支座固定铰支座特点：支座除了约束结构或构件竖向移动外，还约束其水平移动，但不约束其转动；支座约束力除竖向力外，还有水平力。根据支座在工程中实际构造和约束特点分为五种：1.4计算简图（3）定向支座定向支座特点：支座约束结构的转动和垂直于其支承面的移动，它可沿其支承面移动；支座反力为一约束力矩和垂直于支承面的约束反力。根据支座在工程中实际构造和约束特点分为五种：1.4计算简图（4）固定支座固定支座特点：支座约束结构的任何移动及转动；支座反力有水平和竖向的约束反力及约束力矩根据支座在工程中实际构造和约束特点分为五种：1.4计算简图（5）弹性支座弹性支座在提供反力的同时产生相应的位移，反力与位移的比值保持不变，称为弹性支座的刚度系数。弹性支座既可提供移动约束，也可提供转动约束。当支座刚度与结构刚度相近时，宜简化为弹性支座。根据支座在工程中实际构造和约束特点分为五种：1.4计算简图（1）作用及荷载的概念作用——施加在结构上的集中或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形的原因。当以力的形式作用于结构上时，称为直接作用，习惯上称为荷载。例如由于地球引力而作用在结构上的结构自重，人群、家具、设备、车辆等重力，以及雪压力、土压力、水压力等。当以变形的形式作用于结构上时，称为间接作用。例如基础沉降引起结构外加变形，材料收缩和徐变或温度变化引起结构约束变形，由于地震造成地面运动，致使结构产生惯性力等。荷载的简化1.4计算简图（2）荷载的分类荷载——直接作用于结构上的主动外力，是引起结构内力和变形的原因。按荷载作用的时间长短，分为恒载和活荷载。恒载是作用于结构上大小方向与时间无关，不发生变化的荷载如自重等。活载是作用于结构上的位置和大小数值均为可变的荷载。如人群，可移动的设备，以及施工检修时的荷载。按荷载作用的分布情况，分为集中荷载和分布荷载。当荷载作用于结构面积很小时，可以认为荷载集中作用在结构上一点，称为集中荷载。连续分布在结构上的荷载，称为分布荷载。按荷载作用的性质可分为静力荷载和动力荷载。当荷载作用在结构上变化速度缓慢不会引起结构产生明显加速度时，这种荷载叫静力荷载。当荷载作用在结构上其大小和作用方向均随时间而变引起结构产生明显加速度，且不能忽略其惯性力时，这种荷载叫动力荷载。除了上述外力的直接作用外，结构还会受到一些间接作用，如温度变化，支座移动，地震等，都会使结构产生内力和变形。从广义上说这些作用也可视为荷载。荷载的简化1.4计算简图（3）荷载的简化荷载的简化是指将实际结构构件上所受到的各种荷载简化为作用在构件纵轴上的线荷载、集中荷载或力偶。在简化时应注意力的作用点、方向和大小。荷载的简化1.5平面杆系结构的分类按照空间观点，结构可以分为平面结构和空间结构，即如果组成结构的各杆件的轴线都在一平面内，并且荷载也作用于该平面内，则此结构为平面结构，否则为空间结构。本教材的主要研究对象是平面杆系结构，它也可以分为下列几种类型。①梁梁是一种受弯构件，轴线常为一直线，可以是单跨梁，也可以是多跨连续梁，其支座可以是铰支座、可动铰支座，也可以是固定支座。1.5平面杆系结构的分类②拱拱的轴线为曲线，在竖向力作用下，支座不仅有竖向支座反力，而且还存在水平支座反力，拱内不仅存在剪力、弯矩，而且还存在轴力。③刚架刚架由梁、柱组成，梁、柱结点多为刚结点，柱下支座常为固定支座，在荷载作用下，各杆件的轴力、剪力、弯矩往往同时存在，但以弯矩为主。④桁架由若干杆件通过铰结点连接起来的结构，各杆轴线为直线，支座常为固定铰支座或可动铰支座，当荷载只作用于桁架结点上时，各杆只产生轴力。1.5平面杆系结构的分类⑤组合结构结构中部分是链杆，部分是梁或刚架，在荷载作用下，链杆中往往只产生轴力，而梁或刚架部分则同时还存在弯矩与剪力。1.6物体的受力分析和受力图1.6.1受力分析概述在力学求解静力平衡问题时，一般首先要分析物体的受力情况，了解物体受到哪些力的作用，其中哪些是已知的，哪些是未知的，这个过程称为对物体进行受力分析。解除限制某物体运动的全部约束，把该物体从与它相联系的周围物体中分离出来，单独画出这个物体的图形，称之为分离体（或研究对象）。画有脱离体及其所受的全部作用力的简图，称为物体的受力图。1.6物体的受力分析和受力图1.6.2受力分析的步骤及注意事项一般步骤（三步）（1）确定研究对象，取分离体。研究对象（分离体）可以是单个物体、也可以是由若干个物体组成的系统，这要根据具体情况确定。确定研究对象后，解除研究对象所受的全部约束，将其从周围物体中分离出来。（