土木工程力學(xué)第一章課件

1、1.1.1力力是物體之間相互的機械作用。 圖1-1力與變形、與運動狀態(tài)改變的一致性如圖1-1所示,腳踢球的力作用在球的一定部位、一定范圍,并且有一定的方向和大小。圖1-2對力的單位的體驗1.1.2集中力分布力 圖1-3小實驗分布力、集中力的變形效應(yīng)不同圖1-4平衡1.2.1二力平衡公理作用在剛體上的兩個力,使剛體保持平衡的必要和充分條件是,這兩個力在同一直線上,指向相反,大小相等。1.2.2作用與反作用公理作用力和反作用力總是同時存在,分別作用在相互作用的兩個物體上,沿同一直線,指向相反,大小相等。圖1-5比較兩個公理1.2.3平行四邊形法則圖1-6力與力系的等效替換1.2.4加減平衡力系公理

2、在已知的力系上,加上或減去任意的平衡力系,不改變原力系對剛體的作用效應(yīng)。圖1-7力系的合成與力的分解圖1-8加減平衡力系1.3.1計算簡圖1.結(jié)構(gòu)的簡化 將空間桿系結(jié)構(gòu)簡化為平面桿系結(jié)構(gòu)一般的桿系結(jié)構(gòu)都是空間結(jié)構(gòu)(圖1-9a)。圖1-9單層廠房的計算簡圖圖1-10裝配式門式剛架圖1-11實際支座抽象為固定鉸支座圖1-12實際支座抽象為可動鉸支座圖1-13實際支座抽象為固定端支座結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重、樓面上人群或物品的重量、廠房中設(shè)備的重量、水壓、風(fēng)壓、雪壓、車輪的輪壓等,都是以力的形式直接作用在結(jié)構(gòu)上的,稱為直接作用,習(xí)慣稱為荷載。 2.荷載的簡化 1.3.2實驗?zāi)Ｐ鸵恍┲卮蠊こ?要建立試驗?zāi)Ｐ瓦M行

3、模擬測試,檢驗工程計算的精度。圖1-14肋拱式輸水渡槽計算簡圖圖1-15中鐵大橋局橋科院展示的貴州巴陵河大橋的試驗?zāi)Ｐ?.桿件采用容易變形的鋼鋸條、硬紙條做桿件。2.結(jié)點將幾根鋼鋸條端部的圓孔對齊,插入螺栓,即形成鉸結(jié)點(圖1-16a)。圖1-16結(jié)點與支座的模型3.支座 將兩根塑料短鏈桿的一端用螺栓拼到木條的兩個孔上,另一端孔對孔穿螺栓再與鋸條端孔相連,形成固定鉸支座;在木條上開一個V形槽,限制鋸條的端部左右移動和向下移動,容許轉(zhuǎn)動,也可模擬固定鉸支座(圖1-16c)。 4.荷載鏈條展開,模擬分布荷載;鏈條集中,模擬集中荷載(圖1-3)。 1.4.1幾種理想約束的約束力 1.柔性約束由繩索、

4、鋼絲束、鏈條、膠帶等形成的約束稱為柔性約束。 圖1-17幾種理想約束的約束力圖1-17幾種理想約束的約束力(續(xù))2.二力桿件約束只受二力作用且處于平衡狀態(tài)的桿件稱為二力桿件。 3.光滑接觸面約束當(dāng)約束與研究對象的接觸略去摩擦?xí)r,接觸面抽象為光滑接觸面,此時的約束稱為光滑接觸面約束。 4.光滑圓柱鉸鏈約束一個光滑的圓柱銷釘插入兩構(gòu)件的光滑圓孔,形成光滑圓柱鉸鏈。分析結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力,需要把結(jié)構(gòu)或構(gòu)件從與周圍相連的物體中隔離出來,從而明確研究對象,準(zhǔn)確顯示其他物體對研究對象的作用。 圖1-18物塊的受力圖1.4.2隔離體與受力圖 1.4.3單個物體的受力圖如圖1-9a所示,單層廠房在建造時,預(yù)制的鋼筋混凝土柱是怎樣吊裝到位的?圖1-19起吊鋼筋混凝土柱的兩種綁扎方法圖1-20起吊初期柱的受力圖圖1-21斜吊、直吊狀態(tài)下柱的受力圖圖1-22樓蓋大梁的受力圖圖1-23屋架的受力圖圖1-24管道支架梁的受力圖兩個或多個物體按