建筑力学1-1
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建筑力学1知识点总结
建筑力学1知识点总结建筑力学是土木工程中的一门基础课程，它研究的是建筑结构在受力作用下的力学性能。
通过建筑力学的学习，可以掌握建筑结构的受力分析、设计和计算方法，为工程实践提供科学依据。
建筑力学的知识点涉及很广，包括静力学、结构分析、材料力学等方面。
本文将从静力学、结构分析和材料力学三个方面进行知识点总结。
一、静力学1.1 受力分析受力分析是建筑力学的基础，它主要研究物体在受力作用下的平衡状态。
受力分析包括平衡条件、力的合成与分解、力的作用点、力的传递等内容。
学习受力分析可以帮助我们理解建筑结构受力的特点和规律，为后续的结构分析和设计提供基础。
1.2 杆件受力杆件受力是指杆件在受外力作用下的变形和内力状态。
在建筑力学中，我们将杆件分为拉杆和压杆两种，分别对应拉力和压力状态。
学习杆件受力可以帮助我们理解结构中的受力情况，为后续结构设计提供依据。
1.3 荷载分析荷载分析是指对建筑结构所受外部荷载的评估和分析。
建筑结构在使用过程中会受到自重、活载、风载等多种荷载的作用，因此需要进行荷载分析以确定结构的承载能力。
学习荷载分析可以帮助我们理解结构承载能力的来源和计算方法，为结构设计提供依据。
1.4 统计分析统计分析是指对结构受力的概率分布和可靠度进行分析。
在建筑工程中，由于结构受力的不确定性，需要进行统计分析来评估结构的安全性。
学习统计分析可以帮助我们理解结构受力的概率分布和可靠度计算方法，为工程实践提供科学依据。
二、结构分析2.1 结构体系结构体系是指建筑结构中的组成部分和相互作用关系。
在建筑力学中，我们将结构体系分为框架结构、桁架结构、悬索结构、索塔结构等多种类型。
学习结构体系可以帮助我们理解结构的受力路径和受力传递规律，为结构设计提供依据。
2.2 静定系统静定系统是指结构中的部件数目与未知反力数目相等的系统。
在建筑力学中，我们将静定系统分为平面桁架、空间桁架、梁系、拱系等多种类型。
学习静定系统可以帮助我们理解结构的受力分析和计算方法，为结构设计提供依据。
建筑力学习题及答案1-4
1-1 如图1-29所示，画出下列各物体的受力图。
所有的接触面都为光滑接触面，未注明者，自重均不计。
图1-291-2 如图1-30所示，画出下列各物体的受力图。
所有的接触面都为光滑接触面，未注明者，自重均不计。
图1-30（a）AC杆、BD杆连同滑轮、整体；（b）AC杆、BC杆、整体；（c）AC杆、BC杆、整体；（d）AB杆、半球、整体；（e）球O1、球O2；（f）AB杆、CD杆、FG杆；（g）棘轮O、棘爪AB；（h）AB杆、BC杆、整体；（i）AB、CD、整体2-1 如图2-14所示，四个力作用于O点，设F1=50N，F2=30N，F3=60N，F4=100N。
试分别用几何法和解析法求其合力。
2-2 拖动汽车需要用力F=5kN，若现在改用两个力F1和F2，已知F1与汽车前进方向的夹角α=20o，分别用几何法和解析法求解：（1）若已知另外一个作用力F2与汽车前进方向的夹角β=30o，试确定F1和F2的大小；（2）欲使F2为最小，试确定夹角β及力F1、F2的大小。
图2-14 图2-152-3 支架由杆AB、AC构成，A、B、C三处都是铰链约束。
在A点作用有铅垂力W，用几何法求在图2-16所示两种情况下杆AB、AC所受的力，并说明所受的力是拉力还是压力。
图2-16 图2-172-4 简易起重机如图2-17所示，重物W=100N，设各杆、滑轮、钢丝绳自重不计，摩擦不计，A、B、C三处均为铰链连接。
求杆件AB、AC受到的力。
习题( 第三章 )3-1 计算下列各图中F力对O点之矩。
图3-163-2求图示梁上分布荷载对B点之矩。
图3-173-3 求图示各梁的支座反力。
图3-183-4 如图3-19所示，已知挡土墙重G1=90kN，垂直土压力G2=140kN，水平压力P=100kN，试验算此挡土墙是否会倾覆？3-5 如图3-20所示，工人开启闸门时，常将一根杆穿入手轮中，并在杆的一端C加力，以转动手轮。
设杆长l=1.4m，手轮直径D=0.6m。
建筑力学基础【爆款】.ppt
绪
论
§1–3 杆件变形的基本形式
目录
.精品课件.
4
§1–1 建筑力学的任务
1-1-1 结构及其分类
结构与构件： 建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构 组成结构的每一部分称为构件
结构承受的荷载： 自重、风载、人群荷载、屋面积雪重量、吊车压 力等
非荷载影响因素： 温度变化、支座沉降、地震作用等
.精品课件.
.精品课件.
40
§2-3 力的平移
力的平移定理 作用于刚体上
的力可以等效地移动到刚体内 任意点，但须附加一力偶。
M M (F ) Fd
B
B
.精品课件.
41
§2–4 约束和约束反力
基本概念：
1、自由体：可以任意运动（获得任意位移）的物体。 2、非自由体：不可能产生某方向的位移的物体。 3、约束：由周围物体所构成的、限制非自由体
剪切
弯曲
.精品课件.
13
小结
概念：构件、强度、刚度、稳定性
任务：研究构件的强度、刚度、稳定性，为工程设 计提供理论依据和计算方法。
可变形固体与刚体：
四个基本假设：
对象：弹性范围内，均匀、连续、各向同性、小变 形的等直杆
四个基本变形：拉压、剪切、扭转、弯曲
.精品课件.
14
第2章 静力学基本概念
§2-1 力的概念 §2-2 力矩与力偶 §2-3 力的平移 §2-4 约束与约束反力 §2-5 物体的受力分析 §2-6 结构计算简图
空间任意力系
空间平行力系
（3）静力学公理
空间汇交力系
公理一 二力平衡公理
作用于刚体上的两个力，如果大小相等、方向相 反、且沿同一作用线，则它们的合力为零，此时， 刚体处于静止或作匀速直线运动。
建筑力学第1章绪论.
第二节 建筑力学的任务
建筑力学的任务是研究能使建筑结构安全、正常 工作且符合经济要求的理论和计算方法，具体是： ⑴ 研究物体的受力分析、力系简化与平衡的理 论。这是建筑力学的静力学基础。 ⑵ 研究结构和构件在荷载作用下内力的计算方 法，以保证结构有足够的强度。 强度：材料抵抗破坏的能力。 ⑶ 研究结构和构件在荷载作用下变形的计算方 法，以保证结构有足够的刚度。 刚度：结构抵抗单位变形的能力。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (2) 分布荷载。分布荷载指分布在结构某一表面 上的荷载。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (3) 集中荷载。作用于结构上的荷载，当分布面 积远远小于结构尺寸时, 可以认为此荷载是作用于结 构某一点上的荷载，即集中荷载。
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (1) 体荷载。体荷载指分布在结构整个体积内连 续作用的荷载。如图所示的物体G的重力就是典型的 体荷载。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (2) 分布荷载。分布荷载指分布在结构某一表面 上的荷载。 ① 均布面荷载。 ② 均布线荷载。若均布面荷载换算到计算构件 的纵轴线上，即均布面荷载乘以其负载宽度，则可得 沿纵向的均布线荷载。 ③ 三角形分布荷载。三角形分布荷载如水对水 池壁的侧向压力。
第三节 刚体、变形体及其基本假设
01_1.建筑力学任务和荷载的分类
第43页
1.7 杆件的几何特性与基本变形形式
一、杆件的几何特性 杆件的长度方向称为纵向，垂直长度的方向称为横向。工 程上经常遇到的杆件是指纵向尺寸远较横向尺寸为大的杆件。 在实际工程中的梁、柱等构件就是典型的杆件实例。 主要几何因素：轴线、
横截面
按轴线分：直杆、曲杆 按横截面分：等截面杆 和变截面杆
变——可变形固体。
对可变形固体的基本假设：
Ⅰ、连续性假设 Ⅱ、均匀性假设
Ⅲ、各向同性假设
Ⅳ、小变形假设
第39页
1.6 变形固体及其基本假设
Ⅰ. 连续性假设——无空隙、密实连续。 据此： (1) 从受力构件内任意取出的体积单元内均不含空隙； (2) 变形必须满足几何相容条件，变形后的固体内既无 “空隙”，亦不产生“挤入”现象。 可用微积分数学工具进行研究
结构
杆件结构
板和壳
块体结构
1、杆件：一个方向的尺寸大。
几何特征是细而长，即l>>h，l>>b
第28页
1.5 杆系结构的分类
2、板和壳：两个方向的尺寸大。
即a>>t，b>>t
第29页
1.5 杆系结构的分类
3、块体：三个方向的尺寸都是同量级的。
第30页
1.5 杆系结构的分类 平面杆系结构分类 1）梁式结构 轴线常为直线，是受弯构件。
A RA
简 化 表 示
第21页
1.3 平面结构的支座与支座反力 工程实例
第22页
1.3 平面结构的支座与支座反力
3．固定端约束
整浇钢筋混凝土的雨篷，它的一端完 全嵌固在墙中，一端悬空；再比如，埋在 地下的电线杆之类，这样的支座叫固定端 支座。在嵌固端，既不能沿任何方向移动， 也不能转动，所以固定端支座除产生水平 和竖直方向的约束反力外，还有一个约束 反力偶。 细石混凝土填充
1静力学基础知识3
C b) B
F
A
F
C
d)
本课节小结
一、构件的平面力学简图 把真实的工程结构或构件简化成能进行分析计算的平面图 形，称为构件的平面力学简图。 二、解除约束取分离体 在力学简图中把构件与它周围的构件分开， 单独画出这个 构件的简图称为解除约束取分离体。 三、受力图 在构件的分离上，按已知条件画上主动力(已知力)； 按不 同约束模型的约束力方向、指向及表示符号画出全部的约束力( 未知力)，即得到构件的受力图。 画受力图的步骤是：1)确定研究对象。2)解除约束取分离 体。3)在分离体上画出全部的主动力和约束力。
A C A C
FA
FB
例1-11 画图示结构中AB、BC杆的受力图。
B FBx B F'By F'Bx
F
F
F
FBy
F
解：1.解除约束取分离体 2.在分离体上画出主动力。
C
A
C A FAx
3.按约束力的画法画出约束 力。
FAy
FCx
FCy
课堂练习 画图示结构中各构件的受力图。
D
C
B F
A F
B
A a) F C A c) B
=
F
A
F" C
B F'
a)
b)
令F’=F " =F 减去平衡力 系
=
A
C
B F'
c)
推论1：力的可传性原理 作用于刚体上某点的力，沿其作用线 移动，不改变原力对刚体的作用效应。 由此原理可知：力对刚体的效应，取决于力的大小、方向 、作用线。必须指出，力的可传性原理只适用于刚性构件。 3.力的平行四边形公理 作用于物体上同一点的 FR F 2 两个力，可以合成一合力。合力是该两力为 A 邻边构成的平行四边形的对角线。 C F1 推论2：三力平衡汇交原理 构件受三个 F3 力平衡，三力的作用线必共面且汇交于 一点。 三力构件 作用三个力处于平衡的构件称为三力构件。 三力构件三个力的作用线交于一点。若已知两个力的作用线 ，由此可以确定另一个未知力的作用线。
建筑力学-单元1 刚体静力学
（1） 柔体约束(柔索约束) 柔体约束的约束反力通过接触点，其方向沿着柔
体约束的中心线且背离物体(为拉力)。这种约束反 力通常用T表示。
（2） 两个相互接触的物体，如果接触面上的摩擦力很小
而略去不计，那么由这种接触面所构成的约束，称为 光滑接触面约束。
光滑接触面的约束反力通过接触点，其方向沿着接 触面的公法线且指向物体。通常用N表示(图1.15)。
和活荷载； 3、按作用的大小和方向是否随时间而发生变化可分
为静荷载和动荷载。 主要讨论集中荷载、均布荷载问题。
集 中 荷 载
汽车通过轮胎作用在桥面上的力
分 布 荷 载
桥面板作用在钢梁的力
均布荷载
1.3 约束与约束反力
1.3.1 约束与约束反力的概念
在工程结构中，每一构件都根据工作要求 以一定的方式和周围的其他构件相互联系着， 它的运动因而受到一定的限制。一个物体的运 动受到周围物体的限制时，这些周围物体称为 该物体的约束。
推论 作用在刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任一 点，而不改变该力对刚体的作用效应。 证明：设力F作用在刚体的A点，如图1.6所示。 在实践中，经验也告诉我们，在水平道路上用水平 力F推车(图1.7(a))或沿同一直线拉车(图1.7(b))，两者对 车(视为刚体)的作用效应相同。
2.加减平衡力系公理
•
力使物体运动状态发生改变，称为力的外
效应。而力使物体形状发生改变，称为力的内
效应。
•
在分析物体受力情况时，必须分清哪个是
受力物体，哪个是施力物体。
1 .力的三要素
•
实践证明，力对物体的作用效应决定于三
个要素：(1) 力的大小；(2) 力的方向；(3) 力的
作用点。这三个要素称为力的三要素。
体约束的中心线且背离物体(为拉力)。这种约束反 力通常用T表示。
（2） 两个相互接触的物体，如果接触面上的摩擦力很小
而略去不计，那么由这种接触面所构成的约束，称为 光滑接触面约束。
光滑接触面的约束反力通过接触点，其方向沿着接 触面的公法线且指向物体。通常用N表示(图1.15)。
和活荷载； 3、按作用的大小和方向是否随时间而发生变化可分
为静荷载和动荷载。 主要讨论集中荷载、均布荷载问题。
集 中 荷 载
汽车通过轮胎作用在桥面上的力
分 布 荷 载
桥面板作用在钢梁的力
均布荷载
1.3 约束与约束反力
1.3.1 约束与约束反力的概念
在工程结构中，每一构件都根据工作要求 以一定的方式和周围的其他构件相互联系着， 它的运动因而受到一定的限制。一个物体的运 动受到周围物体的限制时，这些周围物体称为 该物体的约束。
推论 作用在刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任一 点，而不改变该力对刚体的作用效应。 证明：设力F作用在刚体的A点，如图1.6所示。 在实践中，经验也告诉我们，在水平道路上用水平 力F推车(图1.7(a))或沿同一直线拉车(图1.7(b))，两者对 车(视为刚体)的作用效应相同。
2.加减平衡力系公理
•
力使物体运动状态发生改变，称为力的外
效应。而力使物体形状发生改变，称为力的内
效应。
•
在分析物体受力情况时，必须分清哪个是
受力物体，哪个是施力物体。
1 .力的三要素
•
实践证明，力对物体的作用效应决定于三
个要素：(1) 力的大小；(2) 力的方向；(3) 力的
作用点。这三个要素称为力的三要素。
建筑力学1
如果物体的变形尺寸与其原始尺寸相比很小，在所研究的 力学问题中，忽略这种变形后不会引起显著的误差时，就可以 把这个物体抽象化为刚体，从而使所研究的问题得到简化。
在进行力系的简化和平衡分析时，就可以先把结构或构件 看成是刚体。
当物体的微小变形在所研究的问题中转化为主要因素时， 就不能再把此物体看做刚体，而必须视为变形体。
在建筑施工中，脚手架的强度、刚度和稳定性问题是保 障工人安全和施工正常进行的关键。
如果材料在不同方向上具有不同的力学性能，则称为各向异性 材料。
常用的工程材料中从微观上看都是各向异性的，但是像钢 材、玻璃等材料从宏观上表现出各向同性性质，木材和一些种 类的复合材料都是各向异性的材料。严格来说，混凝土也是各 向异性的材料，但是，在结构分析中，对于浇筑很好的混凝土， 为了计算简化而看成是各向同性材料。
建筑力学实验课程： 建筑力学课程实验是实践训练环节，通过实验
课程，深化理论基础知识，培养独立分析问题和解 决问题的能力。
建筑力学在工程中应用： 建筑力学知识在工程中应用广泛，从建筑物的设计到施
工，以及在使用期间的维修加固等都需要用到建筑力学知识。 从建筑物的设计开始，就需要应用建筑力学知识分析建筑物 的受力、构件的强度、刚度和稳定性等等问题。
均匀连续性假设： 假设变形固体由同种性质的材料构成，在其整个体积
内部毫无空隙地、连续地充满了同种性质的材料。 采用了均匀连续性假设后，就可以在构件中截取任何
微小部分进行分析，继而将结果应用于整体。 同时，在分析中可以采用连续函数的数学演绎方法。
各向同性假设： 认为变形固体沿各个方向的力学性能均相同。 在各个方向具有相同力学性能的材料称为各向同性材料，
小变形假设： 指实际工程中的构件在荷载作用下，其变形与构件的原
在进行力系的简化和平衡分析时，就可以先把结构或构件 看成是刚体。
当物体的微小变形在所研究的问题中转化为主要因素时， 就不能再把此物体看做刚体，而必须视为变形体。
在建筑施工中，脚手架的强度、刚度和稳定性问题是保 障工人安全和施工正常进行的关键。
如果材料在不同方向上具有不同的力学性能，则称为各向异性 材料。
常用的工程材料中从微观上看都是各向异性的，但是像钢 材、玻璃等材料从宏观上表现出各向同性性质，木材和一些种 类的复合材料都是各向异性的材料。严格来说，混凝土也是各 向异性的材料，但是，在结构分析中，对于浇筑很好的混凝土， 为了计算简化而看成是各向同性材料。
建筑力学实验课程： 建筑力学课程实验是实践训练环节，通过实验
课程，深化理论基础知识，培养独立分析问题和解 决问题的能力。
建筑力学在工程中应用： 建筑力学知识在工程中应用广泛，从建筑物的设计到施
工，以及在使用期间的维修加固等都需要用到建筑力学知识。 从建筑物的设计开始，就需要应用建筑力学知识分析建筑物 的受力、构件的强度、刚度和稳定性等等问题。
均匀连续性假设： 假设变形固体由同种性质的材料构成，在其整个体积
内部毫无空隙地、连续地充满了同种性质的材料。 采用了均匀连续性假设后，就可以在构件中截取任何
微小部分进行分析，继而将结果应用于整体。 同时，在分析中可以采用连续函数的数学演绎方法。
各向同性假设： 认为变形固体沿各个方向的力学性能均相同。 在各个方向具有相同力学性能的材料称为各向同性材料，
小变形假设： 指实际工程中的构件在荷载作用下，其变形与构件的原
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建筑力学（一）
2022/3/22
1
建筑力学包括理论力学、材料力学和结构力学三门学科。
理论力学的研究对象为刚体，即受力后几何形状不发生 改变的物体。研究的是刚体机械运动的一般规律。
材料力学的研究对象是单根杆件（弹性体）。研究杆件 的强度（拉压、扭转、弯曲、剪切）、刚度（变形）和稳定 性。
结构力学的研究对象是杆件体系（杆系）。研究杆系结 构的组成规律，以及杆系结构在外荷载作用下的强度（轴力、 剪力、弯矩）、刚度（位移）和稳定性。
(1)物体的受力分析和力系的等效简化；
(2)力系的平衡条件及其应用。
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静力学公理
公理1 二力平衡公理 公理2 加减平衡力系原理 推论：力的可传性
公理3 力的平行四边形法则 推论：三力平衡汇交定理
公理4 作用和反作用定律
公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚
五、静力学研究的两个基本问题
1、作用在刚体上的力系的等效简化； 2、力系的平衡条件。
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§1-2 静力学公理
公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的 实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。
公理1 二力平衡公理
作用于同一刚体上的两个力，使刚体平衡的充分必要条件是：
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3
静力学：研究物体在力系作用下平衡 规律的科学
静力学主要研究： 1. 力系的简化 2. 力系的平衡条件
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建筑力学（1）讲授内容
▪ 第一章 1-1，1-2，1-3，1-4 ▪ 第二章 2-1，2-2，2-3 ▪ 第三章 3-1，3-2，3-3，3-4，3-5 ▪ 第四章 4-4
★这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | ； ★方向相反 F1 = –F2 ； ★作用线共线。
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§1-2 静力学公理
说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的 ②对变形体来说，上面的条件只是必要条件
③二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。
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二力杆
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体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。
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§1-3 约束和约束反力
一些概念
自由体：位移不受限制的物体叫自由体。
非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。 约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。
因此，对刚体来说，力作用三要素为：大小，方向，作用线
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§1-2 静力学公理
公理3 力的平行四边形法则
作用于物体上同一点的两个力可原来两个力矢量为邻边所构 成的平行四边形的对角线来表示。
R F1 F2
合力等于两分力的矢量和。
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第一章 静力学基本知识与物体的受力分析
§1–1 基本概念
§1–2 静力学公理
§1–3 约束与约束反力
§1–4 物体的受力分析与受力图
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第一章 学习目的和要求
通过本章学习，了解力、刚体、平衡的概念；了 解各种常见的约束类型性质；能熟练画出各类约束的 约束反力；能熟练的画出制定物体的受力图。
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§1-2 静力学公理
公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成 刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。
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公理5告诉我们：处于平衡
状态的变形体，可用刚体静
力学的平衡理论。
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目录：
小结一下
1．力的定义、力的效应及力的三要素; 2. 刚体 3. 平衡 4. 力系 5. 静力学研究的两个基本问题
是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动
的状态。
四、力系的概念
是指同时作用在物体上的一群力。
平面力系、空间力系、汇交力系、平行力系、一般力系等
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§1-1 基本概念
平衡力系：使物体处于平衡状态的力系。
等效力系：若两个力系分别作用于同一物体上，其效应相 同，则这两个力系互为等效力系。
§1-2 静力学公理
公理2 加减平衡力系原理
在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任何一个平衡力 系，并不改变原力系对刚体的作用。
仅对刚体成立，对变形体不成立。
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§1-2 静力学公理
推论：力的可传性 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一
点，而不改变该力对刚体的效应。
重点内容： 1. 了解力的概念，在受力分析中会正确应用力的概念 2. 了解常见的约束类型；能熟练的画出其约束反力 3. 能熟练的画出指定研究对象的受力图
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§1-1 基本概念
一、力的概念
1．定义：力是物体相互间的一种机械作用。它能使物体 的机械运动状态发生改变，同时还使物体产生变形。
2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素： 大小，方向，作用点
力的单位： 国际单位制：
牛顿(N),千牛顿(kN)
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§1-1 基本概念
二、刚体
就是在力的作用下，大小和形状都不改变，且内部各点 距离不变的物体。相关的其它概念：质点、质点系
三、平衡
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§1-2 静力学公理
力的分解： F F1 F2
力的正交分解：
F Fx Fy
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§1-2 静力学公理
推论：三力平衡汇交定理
刚体在不平行的三力作用下平衡时，此 三力的作用线必共面且交汇于一点。（特殊 情况：如果我们认为平行力系是在无穷远处 交汇，那么本推论也适用于平行力系。）
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2
物体机械运动是指物体在空间的位置随时间的 变化。平衡是机械运动的特殊情况，对于土建类专 业来说，该部分是非常重要的。
理论力学的内容，一般分为静力学、运动学和 动力学三部分。静力学研究物体平衡时作用于其上 的诸力之间的关系；运动学研究物体机械运动的几 何特征而不涉及到力的作用；动力学研究物体的机 械运动与所受的力之间的关系。
[证] ∵ F1 , F2 , F3 为平衡力系， ∴ R , F3 也为平衡力系。
又∵ 二力平衡必等值、反向、共线，
2022/3/22 ∴ 三力 F1 , F2 , F3 必汇交，且共面。
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§1-2 静力学公理
公理4 作用和反作用定律
等值、反向、共线、异体、且同时存在。 [例] 吊灯
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建筑力学包括理论力学、材料力学和结构力学三门学科。
理论力学的研究对象为刚体，即受力后几何形状不发生 改变的物体。研究的是刚体机械运动的一般规律。
材料力学的研究对象是单根杆件（弹性体）。研究杆件 的强度（拉压、扭转、弯曲、剪切）、刚度（变形）和稳定 性。
结构力学的研究对象是杆件体系（杆系）。研究杆系结 构的组成规律，以及杆系结构在外荷载作用下的强度（轴力、 剪力、弯矩）、刚度（位移）和稳定性。
(1)物体的受力分析和力系的等效简化；
(2)力系的平衡条件及其应用。
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静力学公理
公理1 二力平衡公理 公理2 加减平衡力系原理 推论：力的可传性
公理3 力的平行四边形法则 推论：三力平衡汇交定理
公理4 作用和反作用定律
公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚
五、静力学研究的两个基本问题
1、作用在刚体上的力系的等效简化； 2、力系的平衡条件。
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§1-2 静力学公理
公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的 实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。
公理1 二力平衡公理
作用于同一刚体上的两个力，使刚体平衡的充分必要条件是：
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静力学：研究物体在力系作用下平衡 规律的科学
静力学主要研究： 1. 力系的简化 2. 力系的平衡条件
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建筑力学（1）讲授内容
▪ 第一章 1-1，1-2，1-3，1-4 ▪ 第二章 2-1，2-2，2-3 ▪ 第三章 3-1，3-2，3-3，3-4，3-5 ▪ 第四章 4-4
★这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | ； ★方向相反 F1 = –F2 ； ★作用线共线。
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§1-2 静力学公理
说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的 ②对变形体来说，上面的条件只是必要条件
③二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。
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二力杆
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体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。
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§1-3 约束和约束反力
一些概念
自由体：位移不受限制的物体叫自由体。
非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。 约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。
因此，对刚体来说，力作用三要素为：大小，方向，作用线
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§1-2 静力学公理
公理3 力的平行四边形法则
作用于物体上同一点的两个力可原来两个力矢量为邻边所构 成的平行四边形的对角线来表示。
R F1 F2
合力等于两分力的矢量和。
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第一章 静力学基本知识与物体的受力分析
§1–1 基本概念
§1–2 静力学公理
§1–3 约束与约束反力
§1–4 物体的受力分析与受力图
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第一章 学习目的和要求
通过本章学习，了解力、刚体、平衡的概念；了 解各种常见的约束类型性质；能熟练画出各类约束的 约束反力；能熟练的画出制定物体的受力图。
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§1-2 静力学公理
公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成 刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。
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公理5告诉我们：处于平衡
状态的变形体，可用刚体静
力学的平衡理论。
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目录：
小结一下
1．力的定义、力的效应及力的三要素; 2. 刚体 3. 平衡 4. 力系 5. 静力学研究的两个基本问题
是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动
的状态。
四、力系的概念
是指同时作用在物体上的一群力。
平面力系、空间力系、汇交力系、平行力系、一般力系等
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§1-1 基本概念
平衡力系：使物体处于平衡状态的力系。
等效力系：若两个力系分别作用于同一物体上，其效应相 同，则这两个力系互为等效力系。
§1-2 静力学公理
公理2 加减平衡力系原理
在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任何一个平衡力 系，并不改变原力系对刚体的作用。
仅对刚体成立，对变形体不成立。
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§1-2 静力学公理
推论：力的可传性 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一
点，而不改变该力对刚体的效应。
重点内容： 1. 了解力的概念，在受力分析中会正确应用力的概念 2. 了解常见的约束类型；能熟练的画出其约束反力 3. 能熟练的画出指定研究对象的受力图
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§1-1 基本概念
一、力的概念
1．定义：力是物体相互间的一种机械作用。它能使物体 的机械运动状态发生改变，同时还使物体产生变形。
2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素： 大小，方向，作用点
力的单位： 国际单位制：
牛顿(N),千牛顿(kN)
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§1-1 基本概念
二、刚体
就是在力的作用下，大小和形状都不改变，且内部各点 距离不变的物体。相关的其它概念：质点、质点系
三、平衡
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§1-2 静力学公理
力的分解： F F1 F2
力的正交分解：
F Fx Fy
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§1-2 静力学公理
推论：三力平衡汇交定理
刚体在不平行的三力作用下平衡时，此 三力的作用线必共面且交汇于一点。（特殊 情况：如果我们认为平行力系是在无穷远处 交汇，那么本推论也适用于平行力系。）
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物体机械运动是指物体在空间的位置随时间的 变化。平衡是机械运动的特殊情况，对于土建类专 业来说，该部分是非常重要的。
理论力学的内容，一般分为静力学、运动学和 动力学三部分。静力学研究物体平衡时作用于其上 的诸力之间的关系；运动学研究物体机械运动的几 何特征而不涉及到力的作用；动力学研究物体的机 械运动与所受的力之间的关系。
[证] ∵ F1 , F2 , F3 为平衡力系， ∴ R , F3 也为平衡力系。
又∵ 二力平衡必等值、反向、共线，
2022/3/22 ∴ 三力 F1 , F2 , F3 必汇交，且共面。
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§1-2 静力学公理
公理4 作用和反作用定律
等值、反向、共线、异体、且同时存在。 [例] 吊灯
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