大學(xué)建筑力學(xué)

第一章

緒

論§1—1

建筑力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)§1—2

力學(xué)的基本概念§1—3

靜力學(xué)公理§1—4

約束與約束反力§1—5

物體的受力分析與受力圖力的單位：

國際單位制：牛頓(N)千牛頓(kN)§1-2

靜力學(xué)基本概念一、力的概念定義：力是物體間的相互作用。力的效應(yīng)：①運(yùn)動(dòng)效應(yīng)(外效應(yīng))：使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變②變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))：使物體的幾何形狀或尺寸改變3.力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)F

A力系：是指作用在物體上的一群力。平衡力系：物體在力系作用下處于平衡，我們稱這個(gè)力系為平衡力系。二.剛體就是在力的作用下，大小和形狀都不變的物體。三.平衡是指物體相對(duì)于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，是物體運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特殊形式。AF§1-3

靜力學(xué)基本公理公理：是人類經(jīng)過長期實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)而得到的結(jié)論，它被反復(fù)的實(shí)踐所驗(yàn)證，是無須證明而為人們所公認(rèn)的結(jié)論?！岸ɡ怼保河猛评淼姆椒ǖ玫降恼婷}叫做“定理”，這種推理方法也叫“證明”.公理1 力的平行四邊形法則作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成一個(gè)合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以這兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來表示。作用于剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要與充分條件是：這兩個(gè)力大小相等|

F1

|=|

F2

|方向相反F1

=–F2作用線共線，作用于同一個(gè)物體上。公理2 二力平衡公理③二力體：只在兩個(gè)力作用下平衡的剛體叫二力體。說明：①對(duì)剛體來說，上面的條件是充要的②對(duì)變形體來說，上面的條件只是必要條件二力桿在已知?jiǎng)傮w上加上或減去任意一個(gè)平衡力系，并不改變原力系對(duì)剛體的作用。推論1：力的可傳性。作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內(nèi)的任一點(diǎn)，而不改變該力對(duì)剛體的效應(yīng)。因此，對(duì)剛體來說，力作用三要素為：大小，方向，作用線公理2 加減平衡力系原理推論2：三力平衡匯交定理（根據(jù)公理1和2）剛體受三力作用而平衡，若其中兩個(gè)力作用線匯交于一點(diǎn)，則另一力的作用線必匯交于同一點(diǎn)，且三力的作用線共面。（必共面，在特殊情況下，力在無窮遠(yuǎn)處匯交——平行力系。）[證]

∵

為平衡力系，∴

也為平衡力系。又∵

二力平衡必等值、反向、共線，∴

三力 必匯交，且共面。公理4 作用力和反作用力定律等值、反向、共線、異體、且同時(shí)存在。[例]吊燈兩物體間相互作用的一對(duì)力,總是大小相等,方向相反,沿同一直線,并分別作用在這兩個(gè)物體上.公理5 剛化原理變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體變成剛體（剛化為剛體），則平衡狀態(tài)保持不變。公理5告訴我們：處于平衡狀態(tài)的變形體，可用剛體靜力學(xué)的平衡理論?！?-4

約束與約束反力一、概念自由體：位移不受限制的物體叫自由體。

非自由體：位移受限制的物體叫非自由體。約束：對(duì)非自由體的某些位移預(yù)先施加的限制條件稱為約束。（這里，約束是名詞，而不是動(dòng)詞的約束。）約束反力：約束給被約束物體的力叫約束反力。約束反力特點(diǎn)：①大小常常是未知的；②方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；③作用點(diǎn)在物體與約束相接觸的那一點(diǎn)。GN1GN2二、約束類型和確定約束反力方向的方法：1.由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束繩索類只能受拉，所以它們的約束反力是作用在接觸點(diǎn)，方向沿繩索背離物體。PPTS1S'1S'2S2約束反力作用在接觸點(diǎn)處，方向沿公法線，指向受力物體2.光滑接觸面的約束

(光滑指摩擦不計(jì))PNPNNBNA3.光滑鉸鏈約束①圓柱鉸鏈（簡稱鉸鏈）：它是由銷釘將兩個(gè)帶有大小一樣的孔的構(gòu)件連接在一起而成的．受力特點(diǎn)：構(gòu)件只能繞鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，不能垂直于其軸線相對(duì)移動(dòng)．常用一對(duì)通過鉸鏈中心正交力表示，其指向要假定②固定籍鉸支鏟座固定鉸百支桶座（３）擾活晃動(dòng)鉸貞支座來（輥題軸支翁座）N的實(shí)便際方桿向也藝可以漫向下活動(dòng)鉸亭支過座（競輥軸霉支座道）一、受瞞力家分析解決力執(zhí)學(xué)描問題燃時(shí)，漿首先矩要選陳定需信要進(jìn)莊行研眠究的疏物體斜，即選斬?fù)窨涎芯繅驅(qū)ο罅遥蝗婚]后根揀據(jù)已榴知條映件，收約束辰類型闊并結(jié)講合基本景概轎念和付公理氏分析鋤它的塌受力巷情況分，這蛾個(gè)過鬼程稱為儉物體給的受力傅分析。作用在莫物姜體上拐的力犧有：泰一類是外:主動(dòng)食力,如重愧力,風(fēng)力,氣體§1-山5物體嘩的受篇力分泥析和搬受力濫圖二、受革力之圖畫物體嶺受腹力圖霉主要哈步驟道為：①彼選研挖究對(duì)槽象；購②取堅(jiān)分離灶體；[例1]③畫上照主避動(dòng)力似；④孕畫出蚊約束漿反力趨。[例2]畫出梢下列國各構(gòu)谷件的升受力哥圖QAOBCEDQAOBCED[例3]畫出歐下列有各構(gòu)設(shè)件的癢受力癢圖說明：車三章力平唯衡必規(guī)匯交當(dāng)眾三顏力平貞行時(shí)名，在單無限遠(yuǎn)蕩處娘匯交塞，它訂是一種爛特拘殊情窗況。[例4]畫出患下列姐各構(gòu)違件的慣受力享圖三、畫癥受釋力圖姑應(yīng)注紐奉意的鳴問題除重力抽、們電磁薯力外樹，物去體之司間只駛有通圈過接觸刺才揮有相階互機(jī)嚴(yán)械作嶼用力嫩，要要分清竭2、不愁要多鍵畫力研究對(duì)命象以（受舍力體延）都職與周搜圍哪在些物守體（施繡力暴體）沒相接泰觸，詳接觸豬處必亦有力，煌

要力注的天意儀方力軋向紡是由物看約麗體束之裙類痛間型的袖而心相定互敗。廚機(jī)械晴作用些。因此對(duì)于知受膽力體下所受截的每川一個(gè)胡力，而都應(yīng)倦能明確餓地買指出識(shí)它是獄哪一豬個(gè)施肢力體貫施加故的。1、不屈要漏畫駛力頭方向攪畫銀錯(cuò)。3、不要畫錯(cuò)力的方向約束反牙力漢的方叮向必塘須嚴(yán)捉格地泊按照晌約束撓的類指型來畫軟，頓不能最單憑盼直觀蕉或根用據(jù)主畜動(dòng)力換的方宣向來等簡單推彎想漏。在脖分析筑兩物乞體之后間的秋作用鄰力與引反作拾用力時(shí)舟，鮮要注敘意，天作用停力的漲方向抽一旦些確定鵝，4、受反力作國圖上用不焰力能的再拌方帶向約茶一束。定典要與桑之相飾反，亮不要某把箭尖即受力遵圖豪一定丟要畫查在分反