《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析

《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析2023/5/27《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析第二章結(jié)構(gòu)計算簡圖·物體受力分析第一節(jié)約束與約束力第二節(jié)結(jié)構(gòu)計算簡圖第三節(jié)物體受力分析2《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析一、幾個概念非自由體——組成結(jié)構(gòu)的各單獨部分。第一節(jié)約束與約束力物體可分為兩類——自由體和非自由體。自由體——可以自由位移,不受任何其他物體的限制。約束——限制非自由體位移的其他物體。約束力——約束對非自由體的作用力。注意：約束力的方向總是與它所限制的位移方向相反。3《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、常見的幾種約束第一節(jié)約束與約束力1.柔索約束柔索約束由軟繩、鏈條等構(gòu)成。約束力特點:只能是拉力，不能是壓力。AWFTWFTAFTB4《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、常見的幾種約束第一節(jié)約束與約束力2.光滑面約束——兩物體光滑的接觸，即它們之間的摩擦力可以忽略。A光滑面的約束力通過接觸點，方向沿接觸面的公法線并指向被約束的物體。FNAA切面公法線CABFNAFNBFNAFNC90°5《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析BAC二、常見的幾種約束第一節(jié)約束與約束力3.光滑鉸鏈約束——是連接兩個構(gòu)件的常見約束。光滑鉸鏈的約束一般用兩個相互垂直的力表示！簡化鉸6《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、常見的幾種約束第一節(jié)約束與約束力4.鉸支座——有固定鉸支座和滾動鉸支座兩種。簡化（1）固定鉸支座構(gòu)件銷釘支座構(gòu)件固定鉸支座約束力:AFAxFAy計算簡圖:AA或A7《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、常見的幾種約束第一節(jié)約束與約束力（2）滾動鉸支座構(gòu)件簡化構(gòu)件滾動鉸支座約束力:AFAy計算簡圖:A或AAAFAy或8《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、常見的幾種約束第一節(jié)約束與約束力工程上常見的簡支梁——由固定鉸支座和滾動鉸支座固定在地面上FAxFAyABFByF9《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、常見的幾種約束第一節(jié)約束與約束力5.鏈桿約束鏈桿（又稱二力桿）是兩端用光滑鉸鏈與其他物體連接,不計自重且中間不受力作用的桿件。FNAABABFNB鏈桿對它所約束的物體的約束力必定沿著兩鉸鏈中心的連線作用在物體上。10《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、常見的幾種約束第一節(jié)約束與約束力5.鏈桿約束例題1：分析圖示結(jié)構(gòu)各組成部分，有二力桿嗎？構(gòu)件BC固定鉸支座構(gòu)件AD鉸鏈BC是二力桿A鏈桿可以作支座，性質(zhì)如滾動鉸支座。FAy11《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、常見的幾種約束第一節(jié)約束與約束力6.固定端約束（固定支座）——固定端的約束力是兩個相互垂直的分力FAx、FAy和一個力偶M

A。12《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、常見的幾種約束第一節(jié)約束與約束力7.定向支座——允許桿端沿與鏈桿垂直的方向移動,限制了沿鏈桿方向的移動,也限制了轉(zhuǎn)動。定向支座的約束力是一個沿鏈桿方向的力FAy

和一個力偶MA；注意：力FAY

和力偶MA

的方向都是假定的。13《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析一、結(jié)構(gòu)計算簡圖第二節(jié)結(jié)構(gòu)計算簡圖1.支座簡化示例——一個能代替真實結(jié)構(gòu)且反映結(jié)構(gòu)主要工作特性的簡化模型。簡化固定支座A固定鉸支座14《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析一、結(jié)構(gòu)計算簡圖第二節(jié)結(jié)構(gòu)計算簡圖2.結(jié)點簡化示例常見的三種結(jié)點形式：結(jié)點——結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的結(jié)點。鉸結(jié)點、剛結(jié)點、組合結(jié)點（1）鉸結(jié)點——鉸結(jié)點上的各桿件用鉸鏈相連接。（2）剛結(jié)點——剛結(jié)點上的各桿件剛性連接。（3）組合結(jié)點——結(jié)點處一些桿件用鉸鏈連接，另一些桿件剛性連接。絞結(jié)點剛結(jié)點組合結(jié)點（c）絞結(jié)點上的鉸鏈稱為全絞組合結(jié)點上的鉸鏈稱為半絞15《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析一、結(jié)構(gòu)計算簡圖第二節(jié)結(jié)構(gòu)計算簡圖3.計算簡圖示例結(jié)構(gòu)的計算簡圖用結(jié)構(gòu)的輪廓草圖表示，不需精確畫圖。例如畫出單層廠房結(jié)構(gòu)的計算見圖簡化簡化16《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類第二節(jié)結(jié)構(gòu)計算簡圖1.梁——由受彎桿件構(gòu)成,桿件軸線一般為直線。單跨梁多跨梁17《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類第二節(jié)結(jié)構(gòu)計算簡圖2.拱：一般由曲構(gòu)成三絞拱無絞拱18《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類第二節(jié)結(jié)構(gòu)計算簡圖2.拱：一般由曲構(gòu)成密蘇里州圣路易斯拱形門中國古代趙州橋19《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類第二節(jié)結(jié)構(gòu)計算簡圖3.剛架——由梁和柱組成的結(jié)構(gòu)單層剛架多層剛架排架又稱鉸結(jié)剛架或鉸結(jié)排架20《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類第二節(jié)結(jié)構(gòu)計算簡圖4.桁架——由若干直桿用鉸鏈連接組成的結(jié)構(gòu)圖1圖221《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析二、平面桿系結(jié)構(gòu)的分類第二節(jié)結(jié)構(gòu)計算簡圖5.組合結(jié)構(gòu)——由桁架和梁或剛架組合在一起形成的結(jié)構(gòu),其中含有組合結(jié)點。22《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析第三節(jié)物體受力分析例題2：

起吊架由桿件AB

和CD

組成,起吊重物的重量為W。不計桿件自重,作桿件AB

的受力圖。解：一、幾個概念：1.物體系統(tǒng)——若干構(gòu)件通過某種連接方式組成機構(gòu)或結(jié)構(gòu),用以傳遞運動或承受荷載。2.分離體——所要研究的物體單獨分離出來,畫出其簡圖。3.內(nèi)力——分離體內(nèi)各構(gòu)件之間相互作用的力。4.外力——分離體以外的物體對分離體作用的力。23《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析第三節(jié)物體受力分析——分析作用在分離體上的全部主動力和約束力，畫出分離體的受力簡圖。作圖步驟：二、受力圖

選定合適的研究對象，確定分離體；

畫出所有作用在分離體上的主動力（一般皆為已知力）；

在分離體的所有約束處，根據(jù)約束的性質(zhì)畫出約束力。24《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析第三節(jié)物體受力分析例題3:ABECDFW重為W的直桿AB擱在臺階上,與地面上A、D兩點接觸，在E點應(yīng)繩索EF與墻壁相連。如圖所示,略去摩擦。試作直桿的受力圖。25《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析第三節(jié)物體受力分析例題3:解:取桿AB為研究對象。EF為柔繩約束,約束力為FTEA為光滑面約束，公法線垂直于地面，約束力為FNA。D為光滑面約束，公法線垂直于直桿表面,約束力為FNDABECDFWFTEFNAFND26《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析第三節(jié)物體受力分析例題4:畫出多跨梁

ACD中

AC和

CD部分及整體的受力圖。FADBCDCFDyFAy解:取整體為研究對象。FDyFByFAx取AC為研究對象。FABCFAyFAxFByFCyFCx取CD為研究對象。27《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析A第三節(jié)物體受力分析例題5:解:(1)取整體為研究對象。圖示系統(tǒng)中,物體K重W,其他各構(gòu)件不計自重。分別取(1)整體;(2)AB桿;(3)BE桿;(4)CD桿、輪C、繩及物體K所組成的系統(tǒng)為分離體,作出四個分離體的受力圖。FAyFAxMA(2)取AB為研究對象。FAyFAxMAADBFDyFDxFByFBx(3)取BE為研究對象。作用與反作用力28《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析DA第三節(jié)物體受力分析例題5:解:(4)FAyFAxMAFAyFAxMAADBFDyFDxFByFBx作用與反作用力取輪C為研究對象。CFCxFCy29《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析第三節(jié)物體受力分析錯在哪里？錯在哪里？指出以下受力圖中的錯誤30《建筑力學(xué)》李前程第二章物體受力分析小結(jié)1