建筑力学基础知识PPT(133页)[详细]
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
力偶三要素:即力偶矩的大小、力偶的转向和力偶作用平面; 力与力偶臂的乘积称为力偶矩,用符号M(F、F’)来表示,可 简记为M ;力偶在平面内的转向不同,作用效应也不相同。 符号规定:力偶使物体作逆时针转动时,力偶矩为正号;反 之为负。在平面力系中,力偶矩为代数量。表达式为:
M = ± Fd
“力”与“力矩”会产生什么作用?
推论:三力平衡汇交定理
刚体受到不平行的三个力作用而平衡时, 这三个力的作用线一定交于同一点且位于同一 平面内。
公理三 作用与反作用定律
两个相互作用物体之间的作用力与反作用力大小相等, 方向相反,沿同一直线且分别作用在这两个物体上。
公理四 加减平衡力系公理
在作用于刚体的任意力系上,加上或减去任一 平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效应。
只有两个力作用下处于平衡的
二力构件 物体 其大小相等、方向相反、
作用于同一直线上。
受二力作用而处于平衡的杆件或构件 称为二力杆件(简称为二力杆)或二力构件。
公理二 力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力,可以合成为仍 作用于该点的一个合力,合力的大小和方向由以 原来的两个力为邻边所构成的平行四边形的对角 线矢量来表示。
常见的几种类型的约束
1.柔体约束
用柔软的皮带、绳索、链条阻碍物 体运动而构成的约束叫柔体约束。这 种约束作用是将物体拉住,且柔体约 束只能受拉力,不能受压力,所以约 束反力一定通过接触点,沿着柔体中 心线背离被约束物体的方向,且恒为 拉力,如图中的力。
柔绳约束
A
2.光滑接触面约束
当两物体在接触处的摩擦力很小而略不计时,其中一个物体就是 另一个物体的光滑接触面约束。这种约束不论接触面的形状如何,都 只能在接触面的公法线方向上将被约束物体顶住或支撑住,所以光滑 接触面的约束反力过接触点,沿着接触面的公法线指向被约束的物体, 只能是压力,如图1.15中的力。
建筑力学基础知识
需要掌握的基本内容
1、力、力Байду номын сангаас、力偶 2、平衡;平面力系的平衡条件 3、约束与约束反力 4、物体的受力分析与受力图 5、荷载;结构计算简图 6、结构几何组成分析;静定结构与超静定结构 7、杆件的基本受力:拉、压、弯、剪、扭;内力
与内力图;应力、应变;压杆的稳定性
力
力的定义
力是物体间相互的机械作用。
光滑齿面
光滑接触面约束实例
3、光滑圆柱铰链约束(简称铰约束)
光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面移动 (不限制转动),其约束反力是互相垂直的两个力(本质 上是一个力),指向任意假设。
4.链杆约束
链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆,由此所形成的约束 称为链杆约束。这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向上的移动。 链杆可以受拉或者是受压,但不能限制物体沿其他方向的运动和转 动,所以,链杆约束的约束反力沿着链杆的轴线,其指向假设。
对扳手的转动效应。转动中
.
M
心O称为力矩中心,简称矩
心。矩心到力作用线的垂直
距离d,称为力臂。
显然,力F对物体绕O点转动的效应,由下列因素决定: (1)力F的大小与力臂的乘积。 (2)力F使物体绕O点的转动方向。
力矩公式: MO(F) = ± Fd
力矩符号规定:使物体绕矩心产生逆时针方向转动的力矩 为正,反之为负。
• 力有以下两个作用: • 力矩也有两个作用:
(1) 改变物体的运动状 (1)改变物体的旋转
态;
状态;
(2) 使物体产生变形。 (2)使物体产生扭转 或弯曲变形。
平面力系的平衡条件
平面一般力系平衡的必要与充分条件是:力系的主矢 和力系对平面内任一点的主矩都等于零。即
R 0 MO 0
平面一般力系平衡的充分必要条件也可以表述为:力 系中所有各力在两个坐标轴上的投影的代数和都等于零, 而且力系中所有各力对任一点力矩的代数和也等于零。
合力与分力
若一个力与一个力系等效。则这个力 称为该力系的合力,而力系中的各个力称 为该合力的一个分力。
平面力系的分类 平面平行力系:
各力作用线平行的力系。
平面一般力系:
各力作用线既不汇交又不平行的平面力系。
➢ 静力学公理
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。
Fx 0 Fy 0 M 0
约束与约束反力
限制物体运动的物体称为约束物体,简称约束。 约束必然对被约束物体有力的作用,以阻碍被约束 物体的运动或运动趋势。这种力称为约束反力,简 称反力。
约束反力位于约束与被约束物体的连接或接触 处,其方向必与该约束所能阻碍物体的运动方向相 反。运用这个准则,可确定约束反力的方向和作用 点的位置。
平衡
物体的平衡是指物体相对于地面保 持静止或作匀速直线运动的状态。
力系的定义
作用于同一个物体上的一组力。
力系的分类
各力的作用线都在同一平面内的力系 称为平面力系;
各力的作用线不在同一平面内的力系 称为空间力系。
等效力系
指两个力(系)对物体的作用效果完全相同。
平衡力系
力系作用下使物体平衡的力系。
力对物体作用效应: 一是使物体的机械运动状态发生改变,叫
做力的运动效应或外效应。 二是使物体的形状发生改变,叫做力的变
形效应或内效应。
力的三要素: 力的大小 、力的方向 、力的作用点 。
力的图示法:
力具有大小和方向, 所以说力是矢量(vector )。 可以用一带箭头的直 线段将力的三要素 表示出来,
单位:是力与长度的单位的乘积。 常用(N·m)或(kN·m)。
力偶
由两个大小相等、方向相反、不共线的平行力 组成的力系,称为力偶。
F’ d F
用符号(F、F')表示,如图所示
力偶的两个力之间的距离d称为力偶臂 力偶所在的平面称为力偶的作用面,力偶不能再简化成更简 单的形式,所以力偶与力都是组成力系的两个基本元素。
推论:力的可传性 力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不
改变它对刚体的作用效应
力矩
一个力作用在具有固定的物体上,若力的作用线不通过
固定轴时,物体就会产生转动效果。
如图所示,力F使扳手
绕螺母中心O转动的效应, 不仅与力F的大小有关;而
F d
且还与该力F的作用线到螺
母中心O的垂直距离d有关。
可用两者的乘积来量度力F O
M = ± Fd
“力”与“力矩”会产生什么作用?
推论:三力平衡汇交定理
刚体受到不平行的三个力作用而平衡时, 这三个力的作用线一定交于同一点且位于同一 平面内。
公理三 作用与反作用定律
两个相互作用物体之间的作用力与反作用力大小相等, 方向相反,沿同一直线且分别作用在这两个物体上。
公理四 加减平衡力系公理
在作用于刚体的任意力系上,加上或减去任一 平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效应。
只有两个力作用下处于平衡的
二力构件 物体 其大小相等、方向相反、
作用于同一直线上。
受二力作用而处于平衡的杆件或构件 称为二力杆件(简称为二力杆)或二力构件。
公理二 力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力,可以合成为仍 作用于该点的一个合力,合力的大小和方向由以 原来的两个力为邻边所构成的平行四边形的对角 线矢量来表示。
常见的几种类型的约束
1.柔体约束
用柔软的皮带、绳索、链条阻碍物 体运动而构成的约束叫柔体约束。这 种约束作用是将物体拉住,且柔体约 束只能受拉力,不能受压力,所以约 束反力一定通过接触点,沿着柔体中 心线背离被约束物体的方向,且恒为 拉力,如图中的力。
柔绳约束
A
2.光滑接触面约束
当两物体在接触处的摩擦力很小而略不计时,其中一个物体就是 另一个物体的光滑接触面约束。这种约束不论接触面的形状如何,都 只能在接触面的公法线方向上将被约束物体顶住或支撑住,所以光滑 接触面的约束反力过接触点,沿着接触面的公法线指向被约束的物体, 只能是压力,如图1.15中的力。
建筑力学基础知识
需要掌握的基本内容
1、力、力Байду номын сангаас、力偶 2、平衡;平面力系的平衡条件 3、约束与约束反力 4、物体的受力分析与受力图 5、荷载;结构计算简图 6、结构几何组成分析;静定结构与超静定结构 7、杆件的基本受力:拉、压、弯、剪、扭;内力
与内力图;应力、应变;压杆的稳定性
力
力的定义
力是物体间相互的机械作用。
光滑齿面
光滑接触面约束实例
3、光滑圆柱铰链约束(简称铰约束)
光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面移动 (不限制转动),其约束反力是互相垂直的两个力(本质 上是一个力),指向任意假设。
4.链杆约束
链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆,由此所形成的约束 称为链杆约束。这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向上的移动。 链杆可以受拉或者是受压,但不能限制物体沿其他方向的运动和转 动,所以,链杆约束的约束反力沿着链杆的轴线,其指向假设。
对扳手的转动效应。转动中
.
M
心O称为力矩中心,简称矩
心。矩心到力作用线的垂直
距离d,称为力臂。
显然,力F对物体绕O点转动的效应,由下列因素决定: (1)力F的大小与力臂的乘积。 (2)力F使物体绕O点的转动方向。
力矩公式: MO(F) = ± Fd
力矩符号规定:使物体绕矩心产生逆时针方向转动的力矩 为正,反之为负。
• 力有以下两个作用: • 力矩也有两个作用:
(1) 改变物体的运动状 (1)改变物体的旋转
态;
状态;
(2) 使物体产生变形。 (2)使物体产生扭转 或弯曲变形。
平面力系的平衡条件
平面一般力系平衡的必要与充分条件是:力系的主矢 和力系对平面内任一点的主矩都等于零。即
R 0 MO 0
平面一般力系平衡的充分必要条件也可以表述为:力 系中所有各力在两个坐标轴上的投影的代数和都等于零, 而且力系中所有各力对任一点力矩的代数和也等于零。
合力与分力
若一个力与一个力系等效。则这个力 称为该力系的合力,而力系中的各个力称 为该合力的一个分力。
平面力系的分类 平面平行力系:
各力作用线平行的力系。
平面一般力系:
各力作用线既不汇交又不平行的平面力系。
➢ 静力学公理
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。
Fx 0 Fy 0 M 0
约束与约束反力
限制物体运动的物体称为约束物体,简称约束。 约束必然对被约束物体有力的作用,以阻碍被约束 物体的运动或运动趋势。这种力称为约束反力,简 称反力。
约束反力位于约束与被约束物体的连接或接触 处,其方向必与该约束所能阻碍物体的运动方向相 反。运用这个准则,可确定约束反力的方向和作用 点的位置。
平衡
物体的平衡是指物体相对于地面保 持静止或作匀速直线运动的状态。
力系的定义
作用于同一个物体上的一组力。
力系的分类
各力的作用线都在同一平面内的力系 称为平面力系;
各力的作用线不在同一平面内的力系 称为空间力系。
等效力系
指两个力(系)对物体的作用效果完全相同。
平衡力系
力系作用下使物体平衡的力系。
力对物体作用效应: 一是使物体的机械运动状态发生改变,叫
做力的运动效应或外效应。 二是使物体的形状发生改变,叫做力的变
形效应或内效应。
力的三要素: 力的大小 、力的方向 、力的作用点 。
力的图示法:
力具有大小和方向, 所以说力是矢量(vector )。 可以用一带箭头的直 线段将力的三要素 表示出来,
单位:是力与长度的单位的乘积。 常用(N·m)或(kN·m)。
力偶
由两个大小相等、方向相反、不共线的平行力 组成的力系,称为力偶。
F’ d F
用符号(F、F')表示,如图所示
力偶的两个力之间的距离d称为力偶臂 力偶所在的平面称为力偶的作用面,力偶不能再简化成更简 单的形式,所以力偶与力都是组成力系的两个基本元素。
推论:力的可传性 力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不
改变它对刚体的作用效应
力矩
一个力作用在具有固定的物体上,若力的作用线不通过
固定轴时,物体就会产生转动效果。
如图所示,力F使扳手
绕螺母中心O转动的效应, 不仅与力F的大小有关;而
F d
且还与该力F的作用线到螺
母中心O的垂直距离d有关。
可用两者的乘积来量度力F O