建筑力學(xué)吳忠誠(chéng)29課件講解

《建筑力學(xué)》第三章

計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析吳忠誠(chéng)本節(jié)目錄2.1力和力系的概念2.2靜力學(xué)公理2.3平面力系中力對(duì)點(diǎn)之矩2.4力偶及其基本性質(zhì)計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析荷載3.1荷載的分類荷載：通常把作用于結(jié)構(gòu)上的主動(dòng)力稱為荷載恒載：是指永久作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，大小和位置都不發(fā)生變化，比如結(jié)構(gòu)自重?；钶d：指是指作用于結(jié)構(gòu)的可變荷載，大小和作用位置是可變的，比如風(fēng)載，雪載。

恒載(g)按作用時(shí)間不同分為活載(q)計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析荷載集中荷載：是指作用于結(jié)構(gòu)上一點(diǎn)處的荷載，比如集中力。分布荷載：是指作用于體積、面積和線段上的荷載，比如體荷載、面荷載和線荷載。

集中荷載按作用的空間范圍分為分布荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析荷載

靜力荷載：是指荷載從零緩慢增加到一定值，不會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯沖擊和振動(dòng)，比如自重和人群。按作用結(jié)構(gòu)上的性質(zhì)分為動(dòng)力荷載：是指大小和方向隨時(shí)間變化明顯，會(huì)產(chǎn)生明顯沖擊和振動(dòng)，比如地震力，爆炸力荷載。緒論研究對(duì)象計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析約束和約束反力物體自由體：可以在空間里任意移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)不受限制的物體非自由體：不可以在空間任意移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)受限制的物體約束：是指對(duì)非自由體某些運(yùn)動(dòng)的起限制作用的裝置。約束反力：是指約束對(duì)非自由體的作用力，比如柱子對(duì)屋架的作用，基礎(chǔ)對(duì)柱子作用。3.2約束與約束反力計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析研究對(duì)象研究對(duì)象約束和約束反力

約束反力特點(diǎn)①大小通常是未知的；②方向與被限制物體的運(yùn)動(dòng)方向相反；③作用點(diǎn)在約束與被約束物體的相聯(lián)系點(diǎn)。GFN2FN1計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析約束和約束反力七種約束光滑接觸面約束柔體約束圓軸鉸鏈約束固定鉸支座由于當(dāng)前建筑工程越來(lái)越復(fù)雜，故其約束類型也越來(lái)越多。常見的約束類型如下：

約束分類可動(dòng)鉸支座固定端支座定向支座計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析約束和約束反力柔體約束

剛由皮帶、繩索、鏈條等柔性物體構(gòu)成的約束稱為柔性約束。特點(diǎn)：①繩索類只能受拉，②約束反力作用在接觸點(diǎn)，③方向沿繩索背離物體

反向：方向相反

F1

=–F2

共線：作用在同一直線上，

作用于同一個(gè)物體上。緒論計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析約束與約束反力光滑接觸面約束

兩個(gè)物體通過(guò)摩擦力可以忽略不計(jì)的接觸面相互作用形成的約束。特點(diǎn)：①約束反力作用在接觸點(diǎn)。②方向沿公法線。③約束反力指向受力物體。

NNANB模板工程施工支撐件緒論計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析約束和約束反力圓柱鉸鏈約束

圓柱鉸鏈簡(jiǎn)稱鉸鏈，是由一個(gè)圓柱形銷釘插入兩個(gè)物體的圓孔中構(gòu)成，相互作用形成的約束。特點(diǎn)：①兩構(gòu)件只能繞圓柱體的中心軸線做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),不能相對(duì)移動(dòng)。②方向約束力作用線通過(guò)銷釘中心與接觸點(diǎn)，沿公法線方向。③約束力一般方向不定，通常用兩個(gè)正交分力表示。

鉸鏈簡(jiǎn)圖模板工程施工大模板模板工程施工支撐件緒論靜力學(xué)概念公理圓柱鉸鏈約束AXAYAA約束反力過(guò)鉸鏈中心，方向一般不確定，用正交分力XA、YA表示模板工程施工早拆模板計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析約束和約束反力固定鉸支座

用圓柱鉸鏈把結(jié)構(gòu)或構(gòu)件與支座底板連接，并將底板固定在支承物或地基上構(gòu)成的支座。特點(diǎn)：①

固定鉸支座能限制構(gòu)件在垂直于銷釘平面內(nèi)任意方向的移動(dòng)，而不能限制構(gòu)件繞銷釘?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)。②方向約束力作用線通過(guò)銷釘中心與接觸點(diǎn)，沿公法線方向。③約束力一般方向不定，通常用兩個(gè)正交分力表示。

計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析約束和約束反力可動(dòng)鉸支座可動(dòng)鉸鏈支座又稱輥軸支座，它是在固定鉸鏈支座的底部安裝一排滾輪，使支座可沿支承面移動(dòng)。特點(diǎn)：①

固定鉸支座能限制構(gòu)件在垂直于銷釘平面內(nèi)任意方向的移動(dòng)，而不能限制構(gòu)件繞銷釘?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)。②方向約束力作用線通過(guò)銷釘中心與接觸點(diǎn)，沿公法線方向。③約束力一般方向不定，通常用兩個(gè)正交分力表示。

計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析約束和約束反力固定端支座將一個(gè)物體插入另一物體內(nèi)形成牢固的連接，這便構(gòu)成固定端約束。特點(diǎn)：①

既能夠限制物體向任意方向的移動(dòng)，又能限制物體向任何方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。②其約束反力為平面內(nèi)的相互垂直的兩個(gè)分力和一個(gè)約束反力偶。

計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析約束和約束反力定向支座定向支座能限制構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直于支承面方向的移動(dòng)，但允許構(gòu)件沿平行于支承面方向的移動(dòng)。特點(diǎn)：①

既能限制物體向任何方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，又能夠限制物體向垂直于支承面方向的移動(dòng)。②其約束反力為垂直于支承面一個(gè)反力和一個(gè)約束反力偶。

計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析

計(jì)算簡(jiǎn)圖3.2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖

對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析和計(jì)算時(shí)，忽略一些次要影響因素，將具體構(gòu)件抽象為“力學(xué)模型”，即采用簡(jiǎn)化的圖形來(lái)代替實(shí)際結(jié)構(gòu)，這種簡(jiǎn)化的圖形稱為結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。①

要反映結(jié)構(gòu)幾何及變形特征、主要受力、使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際情況。②要分清主次，略去次要因素，方便結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算，即達(dá)到簡(jiǎn)化的目的。③保證安全性，兼顧經(jīng)濟(jì)性。簡(jiǎn)化原則：計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析計(jì)算簡(jiǎn)圖結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化包括桿件簡(jiǎn)化和結(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化。（1）桿件簡(jiǎn)化：由于桿件的橫向尺寸比其長(zhǎng)度小很多，且截面內(nèi)力只沿長(zhǎng)度方向變化，與橫向尺寸無(wú)關(guān)，故桿件用其縱向軸線來(lái)表示。如柱、梁等構(gòu)件的縱軸線為直線，用相應(yīng)的直線表示；而拱、曲桿等構(gòu)件的縱軸線為曲線，則用相應(yīng)的曲線表示。計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析計(jì)算簡(jiǎn)圖（2）結(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化：由在結(jié)構(gòu)中，桿件與桿件相互連接處稱為結(jié)點(diǎn)。實(shí)際工程中連接形式是很多種，但在計(jì)算簡(jiǎn)圖中，主要簡(jiǎn)化為鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)兩種理想化形式。鉸結(jié)點(diǎn)：被連接的桿件在連接處可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能相對(duì)移動(dòng)。比如，木屋架的各桿間連接結(jié)點(diǎn)可簡(jiǎn)化為鉸計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析計(jì)算簡(jiǎn)圖

剛結(jié)點(diǎn)：被連接的桿件在連接處既不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，又不能相對(duì)移動(dòng)。比如，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的梁柱結(jié)點(diǎn)可簡(jiǎn)化為

剛性結(jié)點(diǎn)。當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形時(shí)，結(jié)點(diǎn)處各桿端之間無(wú)相對(duì)移動(dòng)，同時(shí)保持夾角不變。A結(jié)點(diǎn)B結(jié)點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析計(jì)算簡(jiǎn)圖支座簡(jiǎn)化

支座是指結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)（或別的支承構(gòu)件）之間的連接構(gòu)造，它的作用時(shí)使基礎(chǔ)或其它支承構(gòu)件與結(jié)構(gòu)連接起來(lái)，達(dá)到支承結(jié)構(gòu)的目的，可以根據(jù)其實(shí)際構(gòu)造和約束情況進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。一般可簡(jiǎn)化為：固定鉸支座，可動(dòng)鉸支座，固定端支座等。計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力分析計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載簡(jiǎn)化

荷載是作用于結(jié)構(gòu)上的各種主動(dòng)力。按其作用的范圍和分布情況，通?？珊?jiǎn)化為分布荷載和集中荷載。若作用結(jié)構(gòu)上分布范圍相比構(gòu)件尺寸小的多，則可將此荷載簡(jiǎn)化為作用于一點(diǎn)的集中荷載；若結(jié)構(gòu)承受的荷載分布于結(jié)構(gòu)整個(gè)體積內(nèi)或某一表面上，則通常簡(jiǎn)化為作用于軸線上的分布荷載或集中荷載。桿系結(jié)構(gòu)的分類分類