建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)-1建筑力學(xué)課件

建筑力學(xué)解決建筑中的力學(xué)問題《建筑力學(xué)》2/6/20231課件緒論2/6/20232課件

建筑力學(xué)的任務(wù)：研究和分析作用在結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）上力與平衡的關(guān)系，結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）有內(nèi)力、應(yīng)力、變形的計(jì)算方法以及構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定條件，為保證結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理提供計(jì)算理論依據(jù)。2/6/20233課件建筑力學(xué)的研究對(duì)象是結(jié)構(gòu)。

2/6/20235課件土木工程是力學(xué)最重要的發(fā)展源泉和應(yīng)用園地之一，力學(xué)是土木工程重要的理論基礎(chǔ)。人類早就會(huì)建造房屋了，直到掌握了豐富的力學(xué)知識(shí)以后，各種各樣的摩天大樓、跨海大橋、特大跨度的公共建筑、水下隧道、高速公路才得以建成。2/6/20236課件

力學(xué)的分支學(xué)：理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、板殼力學(xué)、彈性力學(xué)、彈塑性力學(xué)、塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)、流體力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)、計(jì)算力學(xué)、量子力學(xué)等?！敖ㄖW(xué)”的內(nèi)容只是力學(xué)中最基本的應(yīng)用廣泛的部分。它將靜力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)三門課程的主要內(nèi)容貫通融合成為一體。2/6/20237課件第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)力(Force)是物體間相互的機(jī)械作用

力對(duì)物體作用效應(yīng)(Effectofanaction)：一是使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，叫做力的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)或外效應(yīng)。二是使物體的形狀發(fā)生改變，叫做力的變形效應(yīng)或內(nèi)效應(yīng)。力的定義§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/20239課件力的大小、力的方向、力的作用點(diǎn)。力的圖示法力的三要素：力具有大小和方向，所以說力是矢量(vector)?？梢杂靡粠Ъ^的直線段將力的三要素表示出來，如圖1.1所示。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202310課件力的單位

力的國(guó)際單位是牛頓(N)或千牛頓（kN）。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)力系的定義

作用于同一個(gè)物體上的一組力。

§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202311課件剛體(Rigidbody)

在任何外力的作用下，大小和形狀始終保持不變的物體。例如:橋梁在車輛、人群等荷載作用下的最大豎直變形一般不超過橋梁跨度的1/700～1/900。物體的微小變形對(duì)于研究物體的平衡問題影響很小，因而可以將物體視為不變形的理想物體——?jiǎng)傮w第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202313課件力在坐標(biāo)軸上的投影已知合力求分力公式：已知分力求合力公式：第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202314課件例1.1試求圖1.3中各力在軸上的投影，投影的正負(fù)號(hào)按規(guī)定觀察判定。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202315課件第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)例1.1題解：§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202317課件二力平衡公理

作用在同一剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要和充分條件是，這兩個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。

第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)（幾個(gè)公理和定理）§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202318課件上述的二力平衡公理對(duì)于剛體是充分的也是必要的，而對(duì)于變形體只是必要的，而不是充分的。如圖1.5所示的繩索的兩端若受到一對(duì)大小相等、方向相反的拉力作用可以平衡，但若是壓力就不能平衡。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202319課件力的平行四邊形法則(Parallelogramofforces)

作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成為仍作用于該點(diǎn)的一個(gè)合力，合力的大小和方向由以原來的兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線矢量來表示。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202321課件三力平衡匯交定理

一剛體受共面不平行的三力作用而平衡時(shí)，此三力的作用線必匯交于一點(diǎn)。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)作用與反作用定律

兩個(gè)相互作用物體之間的作用力與反作用力大小相等，方向相反，沿同一直線且分別作用在這兩個(gè)物體上?！?緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202322課件任何建筑物在施工過程中以及建成后的使用過程中，都要受到各種各樣的作用，這種作用造成建筑物整體或局部發(fā)生變形、位移甚至破壞。例如，建筑物各部分的自重、人和設(shè)備的重力、風(fēng)力、地震，溫度變化等等。其中建筑物的自重、人和設(shè)備的重力、風(fēng)力等作用稱為直接作用，在工程上稱為荷載(Load)；而地震，溫度變化等作用稱為間接作用。工程中，有時(shí)不嚴(yán)格區(qū)分直接作用或間接作用，對(duì)引起建筑物變形、位移甚至破壞的作用一概稱之為荷載。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202323課件4、荷載按其作用在結(jié)構(gòu)上的分布情況分為

分布荷載(Uniformload)和

集中荷載(Concentratedload)。集中荷載

分布范圍很小，可近似認(rèn)為作用在一點(diǎn)的荷載；線分布荷載

沿直線或曲線分布的荷載（單位：KN/m）；面分布荷載

沿平面或曲面分布的荷載（單位：KN/m2）；體分布荷載

沿物體內(nèi)各點(diǎn)分布的荷載（單位：KN/m3）。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202325課件工程中，荷載的分布情況往往比較復(fù)雜，

在很多情況下，都可簡(jiǎn)化為沿直線和平面

均勻分布的荷載進(jìn)行分析計(jì)算。分布荷載(Uniformload)的合力計(jì)算分布荷載的合力作用在分布區(qū)域的中心，

指向不變，其大小等于分布集度的大小q

乘以分布范圍。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202326課件

圖1.18(a)是固定鉸支座的示意圖。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(dòng)，但可以繞銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)，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。固定鉸支座的簡(jiǎn)圖如圖1.18(b)所示。約束反力如圖1.18(c)所示，可以用FRA和一未知方向角α表示，也可以用一個(gè)水平力FXA和垂直力FYA表示。

第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)1．固定鉸支座§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202329課件

圖l.20(a)是可動(dòng)鉸支座的示意圖。構(gòu)件與支座用銷釘連接，而支座可沿支承面移動(dòng)，這種約束，只能約束構(gòu)件沿垂直于支承面方向的移動(dòng)，而不能阻止構(gòu)件繞銷釘?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)和沿支承面方向的移動(dòng)。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?，垂直于支承面，方向可能指向?gòu)件，也可能背離構(gòu)件，視主動(dòng)力情況而定。這種支座的簡(jiǎn)圖如1.20(b)所示，約束反力如圖1.20(c)所示。

第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)2．可動(dòng)鉸支座§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202330課件第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202331課件

整澆鋼筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在墻中，一端懸空如圖1.22(a)，這樣的支座叫固定端支座。在嵌固端，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，還有一個(gè)約束反力偶(力偶將在第三章討論)。這種支座簡(jiǎn)圖如圖1.22(b)所示，其支座反力表示如圖1.22(c)所示。

第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)3．固定端支座§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202332課件第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)研究力學(xué)問題，首先要了解物體的受力狀態(tài)，即對(duì)物體進(jìn)行受力分析，反映物體受力狀態(tài)的圖稱為受力圖。受力圖繪制步驟：1.取分離體；2.畫已知力；3.畫約束反力。§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202333課件例1.2重量為的小球，按圖1.23(a)所示放置，試畫出小球的受力圖。解(1)根據(jù)題意取小球?yàn)檠芯繉?duì)象。(2)畫出主動(dòng)力：主動(dòng)力為小球所受重力。(3)畫出約束反力：約束反力為繩子的約束反力以及光滑面的約束反力。小球的受力圖如圖1.23(b)所示。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202334課件例1.3畫圖（a）所示結(jié)構(gòu)ACDB的受力圖。解：(1)取結(jié)構(gòu)ACDB為研究對(duì)象。(2)畫出主動(dòng)力：主動(dòng)力為FP。(3)畫出約束反力：約束為固定鉸支座和可動(dòng)鉸支座，畫出它們的約束反力，如圖（b）所示。第1章建筑力學(xué)基礎(chǔ)§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202335課件平面力系的分類平面匯交力系：各力作用線匯交于一點(diǎn)的力系。平面力偶系：若干個(gè)力偶（一對(duì)大小相等、指向相反、作用線平行的兩個(gè)力稱為一個(gè)力偶）組成的力系。力系的分類平面力系：各力的作用線都在同一平面內(nèi)的力系，否則為空間力系。第2章平面匯交力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202336課件平面平行力系：各力作用線平行的力系。平面一般力系：除了平面匯交力系、平面力偶系、平面平行力系之外的平面力系。第2章平面匯交力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202337課件設(shè)任意的力F1、F2、F3、F4的作用線匯交于A點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)平面匯交力系。由力的平行四邊形法則，可將其兩兩合成，最終形成一個(gè)合力FR，由此可得結(jié)論如下：AF2F1F4F3平面匯交力系的合成與平衡（幾何法）1、平面匯交力系的合成結(jié)果是一個(gè)合力FR；2、平面匯交力系的幾何平衡條件是合力：FR=0FR第2章平面匯交力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202338課件當(dāng)投影Fx、Fy已知時(shí)，則可求出力

F的大小和方向：力在坐標(biāo)軸上的投影可根據(jù)下式計(jì)算：平面匯交力系的合成與平衡（解析法）第2章平面匯交力系合力投影定理

合力在任一軸上的投影，等于它的各分力在同一軸上的投影的代數(shù)和?！?緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202339課件對(duì)于由n個(gè)力F1、F2、Fn組成的平面匯交力系，可得：從而，平面匯交力系的合力R的計(jì)算式為：第2章平面匯交力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202340課件從而得平面匯交力系的（解析）平衡條件為：當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，平面匯交力系的合力FR必須為零，即：上式的含義為：所有X方向上的力的總和必須等于零，所有y方向上的力的總和必須等于零。第2章平面匯交力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202341課件運(yùn)用平衡條件求解未知力的步驟為：1、合理確定研究對(duì)象并畫該研究對(duì)象的受力圖；2、由平衡條件建立平衡方程；3、由平衡方程求解未知力。實(shí)際計(jì)算時(shí)，通常規(guī)定與坐標(biāo)軸正向一致的力為正。即水平力向右為正，垂直力向上為正。第2章平面匯交力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202342課件例1圖示三角支架，求兩桿所受的力。解：取B節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，畫受力圖F由∑FY=0，建立平衡方程：由∑FX=0，建立平衡方程：解得：負(fù)號(hào)表示假設(shè)的指向與真實(shí)指向相反。解得：FNBCFNBA第2章平面匯交力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202343課件1.取滑輪B的軸銷作為研究對(duì)象，畫出其受力圖。例2圖(a)所示體系，物塊重F=20kN，不計(jì)滑輪的自重和半徑，試求桿AB和BC所受的力。解：第2章平面匯交力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202344課件2、列出平衡方程：解得：反力FNBA為負(fù)值，說明該力實(shí)際指向與圖上假定指向相反。即桿AB實(shí)際上受拉力。由∑FY=0，建立平衡方程：解得：由∑FX=0，建立平衡方程：第2章平面匯交力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202345課件作用線既不匯交也不完全平行的平面力系稱為平面一般力系，也叫平面任意力系。對(duì)于平面一般力系，討論兩個(gè)問題：1、力系的合成；2、力系的平衡。下面討論平面一般力系的合成，先介紹力的等效平移定理。第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202346課件設(shè)圓盤A點(diǎn)處作用一個(gè)F力，討論F力的等效平移問題。力的等效平移原理等效平移一個(gè)力，必須附加一個(gè)力偶，其力偶矩等于原來的力對(duì)新作用點(diǎn)之矩。第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202347課件力系向任意一點(diǎn)O的簡(jiǎn)化應(yīng)用力的等效平移定理，將平面一般力系中的各個(gè)力（以三個(gè)力為例）全部平行移到作用面內(nèi)某一給定點(diǎn)O。從而這力系被分解為一個(gè)平面匯交力系和一個(gè)平面力偶系。這種等效變換的方法稱為力系向給定點(diǎn)O的簡(jiǎn)化。點(diǎn)O稱為簡(jiǎn)化中心。

A3OA2A1F1F3F2M1OM2M3==MOF第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202348課件匯交力系F1、F2、F3的合成結(jié)果為一作用在點(diǎn)O的力FR

。這個(gè)力矢FR’稱為原平面任意力系的主矢。附加力偶系的合成結(jié)果是一個(gè)作用在同一平面內(nèi)的力偶M，稱為原平面任意力系對(duì)簡(jiǎn)化中心O

的主矩。因此，平面任意力系向任意一點(diǎn)的簡(jiǎn)化結(jié)果為一個(gè)主矢R和一個(gè)主矩M，這個(gè)結(jié)果稱為平面任意力系的一般簡(jiǎn)化結(jié)果第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202349課件幾點(diǎn)說明：1、平面任意力系的主矢的大小和方向與簡(jiǎn)化中心的位置無關(guān)。2、平面任意力系的主矩的大小與轉(zhuǎn)向與簡(jiǎn)化中心O的位置有關(guān)。因此，在說到力系的主矩時(shí)，一定要指明簡(jiǎn)化中心。第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202350課件主矢方向角的正切：主矩M’可由下式計(jì)算：主矢、主矩的計(jì)算：主矢按力多邊形規(guī)則作圖求得或用解析法計(jì)算。第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202351課件平面任意力系的解析平衡條件平面任意力系的一般簡(jiǎn)化結(jié)果為一個(gè)主矢FR’和一個(gè)主矩M’

。當(dāng)物體平衡時(shí)，主矢和主矩必須同時(shí)為零。由主矢FR’

=0，即：得：由主矩M’=0，得：第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202352課件這三個(gè)平衡條件是互相獨(dú)立的，對(duì)于一個(gè)研究對(duì)象可以求解三個(gè)未知力，且最多求解三個(gè)未知力。三者必須同時(shí)為零，從而得平面任意力系下的解析平衡條件為：第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202353課件應(yīng)用平衡條件求解未知力的步驟為：1、確定研究對(duì)象，畫受力圖；2、由平衡條件建立平衡方程；3、由平衡方程求解未知力。第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202354課件例1已知q=2KN/m，求圖示結(jié)構(gòu)A支座的反力。解：取AB桿為研究對(duì)象畫受力圖。由∑FX=0：由∑Fy=0：由∑MA=0：第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202355課件例2求圖示結(jié)構(gòu)的支座反力。解：取AB桿為研究對(duì)象畫受力圖。由∑FX=0：由∑Fy=0：由∑MA=0：第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202356課件由∑Fy=0：由∑MA=0：由∑FX=0：例3求圖示結(jié)構(gòu)的支座反力。解：取整個(gè)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象畫受力圖。第2章平面一般力系§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202357課件第3章力矩與力偶在力的作用下，物體將發(fā)生移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)用力矩來衡量，即力矩(moment)是衡量力轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的物理量。

討論力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)時(shí)，主要關(guān)心力矩的大小與轉(zhuǎn)動(dòng)方向，而這些與力的大小、轉(zhuǎn)動(dòng)中心（矩心）的位置、動(dòng)中心到力作用線的垂直距離（力臂）有關(guān)。§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202358課件力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)——力矩M可由下式計(jì)算：M=±FP·d式中：FP是力的數(shù)值大小，d是力臂，常用單位是KN-m。力矩用帶箭頭的弧線段表示。集中力引起的力矩直接套用公式進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于均布線荷載引起的力矩，先計(jì)算其合力，再套用公式進(jìn)行計(jì)算。第3章力矩與力偶§0緒論§1力學(xué)基礎(chǔ)§2力矩與力偶§3平面力系§4軸向拉壓§5扭轉(zhuǎn)§6幾何組成§7靜定結(jié)構(gòu)§8梁彎曲應(yīng)力§9組合變形§10壓桿穩(wěn)定§11位移計(jì)算§12力法§13位移法及力矩分配法§14影響線[練習(xí)][思考][返回]2/6/202359課件例1求圖中荷載對(duì)A、B兩點(diǎn)之矩(a)(b)解：圖（a）：MA=-8×2=-16kN·m（逆時(shí)針方向?yàn)檎㎝B=8×2=16kN·m圖（b）：MA=-4×2×1

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