建筑力學(xué)與 結(jié)構(gòu)-約束約束反力和受力45課件講解

約束、約束反力和受力圖建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)主講丨王倩目錄常見(jiàn)的約束及其約束力1

常見(jiàn)的支座及其支座反力2受力分析和受力圖3常見(jiàn)的約束及其約束力PATR

01一、常見(jiàn)的約束及其約束力限制物體運(yùn)動(dòng)的物體稱(chēng)為約束物體，簡(jiǎn)稱(chēng)約束。對(duì)物體運(yùn)動(dòng)起限制作用的力，稱(chēng)為約束力。約束力的方向總是和約束所能阻礙物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。在受力物體上，那些使物體有運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力叫主動(dòng)力。例如重力、水壓力、土壓力等，又稱(chēng)為荷載。一、常見(jiàn)的約束及其約束力（一）柔體約束柔體約束只能限制物體沿著柔體約束的中心線、離開(kāi)柔體方向的運(yùn)動(dòng)。柔體約束的約束力作用在接觸點(diǎn)，其方向沿著柔體約束的中心線，且背離所約束物體，永為拉力，這種約束力用FT表示。柔軟的膠帶、繩索、鏈條阻礙物體運(yùn)動(dòng)時(shí)叫柔體約束。一、常見(jiàn)的約束及其約束力（二）光滑接觸面約束

若一物體與另一物體互相接觸，當(dāng)接觸處的摩擦力很小，可以忽略不計(jì)時(shí)，兩物體彼此的約束就是光滑接觸面約束。

光滑接觸面約束只能限制物體沿垂直于接觸面而指向物體的運(yùn)動(dòng)。

光滑接觸面約束力作用于接觸點(diǎn)，沿著接觸點(diǎn)的公法線，指向被約束的物體，用FN表示。一、常見(jiàn)的約束及其約束力（三）光滑圓柱鉸鏈約束

用圓柱銷(xiāo)釘把兩構(gòu)件連接起來(lái)，不考慮摩擦?xí)r，這種裝置稱(chēng)為光滑圓柱鉸鏈約束，簡(jiǎn)稱(chēng)鉸。

銷(xiāo)釘不能限制物體繞銷(xiāo)釘轉(zhuǎn)動(dòng)，只限制物體在垂直于銷(xiāo)釘軸線的平面內(nèi)的沿任意方向的運(yùn)動(dòng)。

鉸鏈的約束反力作用于接觸點(diǎn)，垂直于銷(xiāo)釘軸線，通過(guò)銷(xiāo)釘中心，通常方向不確定，用兩個(gè)分力，常用Fx和Fy表示一、常見(jiàn)的約束及其約束力（四）鏈桿約束

兩端通過(guò)鉸鏈與物體連接且中間不受力（自重忽略不計(jì)）的剛性桿，稱(chēng)為鏈桿，又稱(chēng)二力桿或二力構(gòu)件。

鏈桿約束只能限制物體沿著鏈桿中心線的運(yùn)動(dòng)，而不能限制其他方向的運(yùn)動(dòng)。鏈桿的約束力沿著鏈桿中心線，指向未定。ABCFBBCCFBFCFBFC常見(jiàn)的支座及其支座反力PATR

02（一）固定鉸支座

工程上將結(jié)構(gòu)或構(gòu)件連接在支承物上的裝置，稱(chēng)為支座。二、常見(jiàn)支座及其支座反力

固定鉸支座的約束反力與圓柱鉸鏈約束反力相同，即約束反力作用于接觸點(diǎn)，垂直于銷(xiāo)釘軸線，并通過(guò)銷(xiāo)釘中心，而方向未定。通常用兩個(gè)大小未知的正交分力FAx、FAy來(lái)表示，F(xiàn)Ax、FAy的指向暫時(shí)任意假設(shè)。（二）可動(dòng)鉸支座二、常見(jiàn)支座及其支座反力

可動(dòng)鉸支座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(guò)銷(xiāo)釘?shù)闹行?，垂直于支承面，方向可能指向?gòu)件，也可能背離構(gòu)件，要視主動(dòng)力情況而定。（三）固定端支座二、常見(jiàn)支座及其支座反力

一端完全嵌固在墻中，一端懸空的支座叫固定端支座。在嵌固端，構(gòu)件既不能沿任何方向移動(dòng)，也不能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以固定端支座除產(chǎn)生水平和豎直方向的約束反力外，還有一約束力偶。受力分析和受力圖PATR

03三、受力分析和受力圖

將研究物體從周?chē)矬w中分離出來(lái)單獨(dú)畫(huà)出他的簡(jiǎn)圖。這樣被分離出來(lái)的研究對(duì)象稱(chēng)為脫離體。在脫離體上畫(huà)出周?chē)矬w對(duì)它的全部作用力，這種表示物體所受全部作用力的過(guò)程，稱(chēng)為受力分析，畫(huà)出的情況的圖形叫脫離體的受力圖，簡(jiǎn)稱(chēng)受力圖。三、受力分析和受力圖

繪制受力圖的步驟：1取脫離體2畫(huà)出所有主動(dòng)力3畫(huà)出所有約束力三、受力分析和受力圖

例1

圖示桿件靠在A、B點(diǎn)處，并在D被繩子拉住，繪制圖示桿件的受力圖。

解：（1）取脫離體，即桿件AB；

（2）畫(huà)出主動(dòng)力G；

（3）畫(huà)出全部約束力。FTDFNBFNA三、受力分析和受力圖

例2繪制圖示桿件AB、CD和整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力圖。

解：（1）繪制CD桿的受力圖（2）繪制AB桿的受力圖CD桿鏈桿約束FCFDFC’FAyFAx注意作用力與反作用力的關(guān)系（3）繪制整體的受力圖FDFAyFAx只畫(huà)外力，不畫(huà)內(nèi)力三、受力分析和受力圖

例2繪制圖示桿件AB、CD和整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力圖。

（3）繪制整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力圖FDFAyFAxFDFAO小結(jié)PATR

04四、小結(jié)1.常見(jiàn)約束及約束力:柔體約束、光滑接觸面約束、光滑圓柱鉸鏈約束和鏈桿