建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu) 第5版 課件 項(xiàng)目4 確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖

項(xiàng)目4確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務(wù)1認(rèn)識約束及約束反力CONTENTS目錄自由與約束01工程中常見的約束和約束反力02教學(xué)目標(biāo)1.培養(yǎng)辯證思維能力。2.樹立正確的人生觀。3.樹立法律意識和規(guī)范意識。4.培養(yǎng)通過力學(xué)思想和方法分析和解決工程問題的能力。

1.能正確對待自由和約束。2.能識別各種約束。3.能正確繪制各約束的約束反力。

1.理解約束的概念，清晰自由與約束的關(guān)系。2掌握各種約束的特點(diǎn)。3掌握各種約束的約束反力繪制。知識目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)PART01自由與約束思考沒有約束的生活……1.自由體和非自由體的概念自由體：可以在空間任意運(yùn)動的物體非自由體：運(yùn)動受到某些限制的物體什么是真正的自由？思考PART02工程中常見的約束及約束反力1.約束及約束反力的概念一個(gè)物體的運(yùn)動受到周圍物體的限制時(shí)，這些周圍物體就稱為該物體的約束。列車是被約束體，鐵軌是約束體。鐵軌作用在車輪上的力為約束力。既然約束限制物體的運(yùn)動，那么當(dāng)物體沿著約束所能限制的方向有運(yùn)動或有運(yùn)動趨勢時(shí)，約束對該物體必然有力作用，以阻礙物體的運(yùn)動，這種力稱為約束反力，簡稱為反力。即約束體作用在被約束物體上的力。1.約束及約束反力的概念約束反力的特點(diǎn)：1.是被動力，大小取決于作用于物體的主動力。2.作用位置在約束與被約束物體的接觸面上。3.作用方向與約束所能限制的物體運(yùn)動方向相反主動力：主動使物體運(yùn)動或有運(yùn)動趨勢的力。在工程上稱為荷載。例如：自重2.工程中常見的約束及約束反力由拉緊的繩索、鏈條、帶等柔軟物體構(gòu)成的約束統(tǒng)稱為柔體約束。這種約束作用是將物體拉住，且柔體約束只能受拉力，不能受壓力。約束反力的作用點(diǎn)：接觸點(diǎn)約束反力的方向：沿柔體中心線背離被約束物體。(1)柔體約束2.工程中常見的約束及約束反力鋼結(jié)構(gòu)天橋的吊裝懸索橋2.工程中常見的約束及約束反力兩物體直接接觸，當(dāng)接觸面光滑，摩擦力可以忽略不計(jì)時(shí)，兩物體的接觸面就稱為光滑接觸面約束。這種約束不論接觸面的形狀如何，都只能在接觸面的公法線方向上將被約束物體頂住或支撐住。約束反力作用點(diǎn)：接觸點(diǎn)約束反力方向：沿著接觸面的公法線指向被約束的物體，只能是壓力。(2)光滑接觸面約束2.工程中常見的約束及約束反力FFFF1F2F32.工程中常見的約束及約束反力在兩個(gè)物體上分別穿直徑相同的圓孔，再將一直徑略小于孔徑的銷釘插入該兩物體的孔中，不計(jì)銷釘與銷釘孔壁間的摩擦?xí)r，便構(gòu)成了光滑圓柱鉸鏈約束。光滑圓柱鉸鏈約束的約束性質(zhì)是限制物體平面移動（不限制轉(zhuǎn)動），其約束反力是互相垂直的兩個(gè)力（本質(zhì)上是一個(gè)力），指向任意假設(shè)。

(3)光滑圓柱鉸鏈約束ABF2.工程中常見的約束及約束反力BCA2.工程中常見的約束及約束反力(4)鏈桿約束兩端以鉸鏈與其它物體連接中間不受力且不計(jì)自重的剛性直桿稱鏈桿，這種約束反力只能限制物體沿鏈桿軸線方向運(yùn)動，因此鏈桿的約束反力沿著鏈桿,兩端中心連線方向，指向或?yàn)槔驗(yàn)閴毫?。鏈桿屬于二力桿的一種特殊情形。2.工程中常見的約束及約束反力ADCACDACDF

α2.工程中常見的約束及約束反力（5)固定鉸支座（鉸鏈支座）用圓柱鉸鏈把結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件與基礎(chǔ)或靜止的構(gòu)件相連構(gòu)成的支座稱為固定鉸支座。構(gòu)件與支座用光滑的圓柱鉸鏈聯(lián)接，構(gòu)件不能產(chǎn)生沿任何方向的移動，但可以繞銷釘轉(zhuǎn)動，可見固定鉸支座的約束反力與圓柱鉸鏈約束相同，即約束反力一定作用于接觸點(diǎn)，通過銷釘中心，方向未定。2.工程中常見的約束及約束反力瀝青麻絲填縫工程實(shí)際中，這樣的杯形基礎(chǔ)可簡化為固定鉸支座。思考2.工程中常見的約束及約束反力在固定鉸支座下面加幾個(gè)可沿支承面滾動的滾軸，但由于支座的連接，使它不能離開支承面，就構(gòu)成可動鉸支座。這種約束，只能約束構(gòu)件沿垂直于支承面方向的移動，而不能阻止構(gòu)件繞銷釘?shù)霓D(zhuǎn)動和沿支承面方向的移動。所以，它的約束反力的作用點(diǎn)就是約束與被約束物體的接觸點(diǎn)、約束反力通過銷釘?shù)闹行模怪庇谥С忻?，方向可能指向?gòu)件，也可能背離構(gòu)件，視主動力情況而定。（6)可動鉸支座2.工程中常見的約束及約束反力2.工程中常見的約束及約束反力固定鉸可動鉸思考2.工程中常見的約束及約束反力(7)固定端支座如圖所示是房屋建筑中的懸挑雨篷的剖面圖，在此結(jié)構(gòu)中，墻對雨篷的約束使雨篷靠墻的一端既不能上下移動，又不能轉(zhuǎn)動，這種約束稱為固定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向移動，也不能轉(zhuǎn)動，所以固定端支座除產(chǎn)生水平和豎直方向的約束反力外，還有一個(gè)約束反力偶。細(xì)石混凝土填縫工程實(shí)際中，這樣的杯形基礎(chǔ)可簡化為固定端支座。思考THANKS感謝聆聽建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures項(xiàng)目4確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖任務(wù)2確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖CONTENTS目錄簡化原則01簡化方法02教學(xué)目標(biāo)1.養(yǎng)成通過力學(xué)思想和方法分析問題和解決問題的能力。2.運(yùn)用主要矛盾和次要矛盾關(guān)系解決工程實(shí)際問題。

1.能對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行力學(xué)模型簡化。

1.了解計(jì)算簡圖的概念。2.了解計(jì)算簡圖的簡化思路。3.掌握簡化方法。知識目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)PART01簡化原則1.計(jì)算簡圖的概念進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析之前，應(yīng)首先將實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽象和簡化，使之既能反映實(shí)際的主要受力特征，同時(shí)又能使計(jì)算大大簡化。這種經(jīng)合理抽象和簡化，用來代替實(shí)際結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型叫做結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖。計(jì)算簡圖的選取在結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析中占有相當(dāng)重要的地位，它直接影響著計(jì)算工作量的大小和分析結(jié)構(gòu)與實(shí)際間的差異。2.確定計(jì)算簡圖的原則計(jì)算簡圖的確定，是力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)，極為重要。確定計(jì)算簡圖的原則是：(2)考慮主要因素忽略次要因素使計(jì)算盡可能的簡單。(1)計(jì)算簡圖應(yīng)能反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的主要受力和變形性能，保證設(shè)計(jì)上需要的足夠精度；PART02簡化方法1.結(jié)構(gòu)體系的簡化1)平面簡化結(jié)構(gòu)體系的簡化是指把實(shí)際的空間體系在可能的條件下簡化或分解為若干個(gè)平面結(jié)構(gòu)體系，這樣對整個(gè)的空間體系的計(jì)算就可以簡化為對平面體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算。1.結(jié)構(gòu)體系的簡化

鉸結(jié)點(diǎn)。2)桿件簡化3)結(jié)點(diǎn)簡化桿件一般用軸線代替。剛結(jié)點(diǎn)。組合結(jié)點(diǎn)。2.支座的簡化1)可動鉸支座。2)固定鉸支座。3)固定支座思考？3.荷載的簡化荷載的簡化是指將實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件上所受到的各種荷載簡化為作用在構(gòu)件縱軸上的線荷載、集中荷載或力偶。在簡化時(shí)應(yīng)注意力的作用點(diǎn)、方向和大小。THANKS感謝聆聽項(xiàng)目4確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務(wù)3繪制結(jié)構(gòu)受力圖CONTENTS目錄單一構(gòu)件受力分析01構(gòu)件體系受力分析02教學(xué)目標(biāo)1.養(yǎng)成通過力學(xué)思想和方法分析問題和解決問題的能力。2.養(yǎng)成具體問題具體分析的科學(xué)思維。

1.能分析單個(gè)構(gòu)件的受力。2.能分析構(gòu)件體系的受力。

1.受力圖的概念。2.受力圖的繪制方法。3.掌握單個(gè)構(gòu)件的受力分析。4.掌握構(gòu)件體系的受力分析。知識目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)PART01單一構(gòu)件受力分析1.受力圖的概念及繪制步驟繪制受力圖的一般步驟為：（1）明確研究對象，畫出研究對象的隔離體簡圖。（2）在隔離體上畫出全部主動力。（3）在隔離體上畫出全部的約束力，注意約束力一定要與約束的類型相對應(yīng)。將作用在隔離體上的所有主動力和約束反力以力矢的形式表示在隔離體上，我們把這種描述研究對象所受全部主動力和約束反力的簡圖稱為受力圖。受力圖能形象直觀的表達(dá)研究對象的受力情況。如果受力圖不準(zhǔn)確，隨后的計(jì)算則毫無意義，所以準(zhǔn)確繪制受力圖至關(guān)重要。2.單一構(gòu)件受力分析2.單一構(gòu)件受力分析2.單一構(gòu)件受力分析3.構(gòu)件體系受力分析3.構(gòu)件體系受力分析3.構(gòu)件體系受力分析3.構(gòu)件體系受力分析畫受力圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1)必須明確研究對象。畫受力圖首先必須明確要畫哪個(gè)物體的受力圖，因?yàn)椴煌难芯繉ο蟮氖芰D是不同的。2)明確約束力的個(gè)數(shù)。凡是研究對象與周圍物體相接觸的地方，都一定有約束反力，不可隨意增加或減少。3)注意約束力與約束類型相