工建建筑力学1-2资料
(二)工程力学ⅠⅡ(Engineering MechanicsⅠⅡ)
五、教材大綱：
單元主題
內容綱要
分配節數
備註
1.概論
1.質點與剛體。
2.力與力系。
3.向量與純量。
4.牛頓的三大運動定律。
5.力之外效應。
6.力之可傳性。
2
第一學期
2.平面共點力系
10
13.梁之撓曲
1.概述。
2.曲率與彎曲力矩關係。
3.彎矩面積法求撓度與斜度。
4.重疊法求撓度與斜度。
5.共軛梁法求撓度與斜度。
10
14.平面應力
1.平面應力。
2.主平面、主應力。
3.合成應力。
4
六、教學要點：
1.教材編選
(1)教材編排依據心理學之通則，誘導學生研習工程力學的興趣，並發揮其潛能。
(2)教材之編寫應由易而難，由簡到繁，著重基礎理論與實務，以利日後升學、進修。
8
9.應力與應變
1.概述。
2.虎克定律。
3.楊氏係數。
4.應力應變圖。
5.蒲松比。
6.多向應力之應變相互影響。
7.體積應變。
8.結構之靜不定問題。
12
第二學期
表2-4工程力學ⅠⅡ教學綱要(續)
單元主題
內容綱要
分配節數
備註
10.剪力
1.剪應力。
2.剪應變與剛性模數。
3.剪應力與正交應力。
4.剛性模數與彈性係數之關係。
表2-4工程力學ⅠⅡ教學綱要
一、科目名稱：工程力學ⅠⅡ（Engineering MechanicsⅠⅡ）
二、學分數：6
建筑力学完整版全套ppt课件
3 、各 材项 料 同
沿不同 相 方 同 向 ， 砖 的 如 素混凝土
本教性 材材 中料
工程实 全 际 是 中 各 材 的 向 钢筋混凝土
三在 、 产 一 弹
荷载 失撤 ， , 这
失的 如) ， 变 ：
四、 超塑 过 载 一部 部分 分 体
杆件 现， 为 错
F F
三、扭转 一对 杆 相 件 反 的
杆件 发 的 生 相 对 邻
四、弯曲 对方 于相 杆 通 体轴的平面） 杆件曲 的线 轴线由
工各 程当 种 中
起本 主组 变 要 题（ 98） 1 4 建筑力学的任 建究 筑 ， 结 力 作度 用 。 ， 下 证常 结 材 工 构
使设 靠 计 又 的 经 结构 足的 强 的 一、 坏张 的 求 是件 要发 在 求
结构都抽象为刚
2、强度问题
主要研 本 究 变 构 形 算 件 形 理论和方法。 要便结 ， 构 应 满 保 满 足 问 决 结 题 如 识 解 问 决 结 题 如 4 、超静 算定结构 介法 绍 法 ， 求 连求 续 是 解 梁
静定问 结题 构。 对强 5、稳定性问题 这里 件 只 下 研 直 在 2 5 问 上 情 题 面 所 定 研 构 性 究 理想变形体。
如：设 结备 构的 活荷 结 载 构 ： 上
如： 的 风 材 、 料 雪
三、 可 按 分 其特点 构 是 上 加 各 显 载 点 荷载达最后 值后 衡 ， 状 结 态 如：机 地 器 震 转 时 压 动 的 动荷载特点
由于 点荷 有 ， 时间而变。
q
F1
F2
第二章
静力学基本概念和物体的 受力分析
建筑力学2
第二章：平面一般力系的简化与平衡
1
关于二力杆内容的补充
分析一个复杂结构的受力时，总是先寻找结构中有没有二力构件。（在我们 将的受力分析4步骤之前） 这是一个简单、特定的杆件受力情况，是分析复杂问题的突破口。
C
FA
A A
B B
FB
2
二力杆约束
C
FA
A A
B
FB
B
? 受力图正确吗
3
C A
B B
6
受力分析步骤全攻略
1. 确定研究对象（题中给出）。一旦明确，即刻将其分离，画出它的结 构简图。研究对象总是从受力简单的构件开始，如二力杆。
2. 分析主动力。第一考虑重力，第二考虑题中给出的主动力如拉力等。 （题中会明确给出）
3. 分析被动力。观察研究对象与哪些物体接触，约束力作用于接触点， 其方向总是与该约束所能限制的运动方向相反。（简单的来说由于约 束的作用，杆件在X方向不能运动，则约束力存在X方向的分量；杆件 在Y方向不能运动，则约束力存在Y方向的分量）——根据被动力的特 性，X、 Y方向的分量正负和大小都需要更多已知条件来确定。
平面交汇力 系的平衡
FR这个力矢量会 收缩成一个点
力的多边形自行封闭
16
平面汇交力系的平衡例题
17
思考题
试指出图示各力之间的关系。
(a)
(b)
(c)
(d)
18
2.1 平面汇交力系的简化与平衡（3）
解析法
复习：运用力的平行四边形公理可以将两个共点的力合成为一个力。 联想：同样，一个已知力也可以分解为两个力。但需注意，一个已知 力分解为两个分力可有无数个解。当平行四边形为矩形时，如右图所 示，可以对力进行正交分解。
建筑力学基础知识样本
第1章建筑力学基本1.1力性质、力在坐标轴上投影1.1.1 力定义力，是人们生产和生活中很熟悉概念，是力学基本概念。
人们对于力结识，最初是与推、拉、举、掷时肌肉紧张和疲劳主观感觉相联系。
日后在长期生产和生活中，通过重复观测、实验和分析，逐渐结识到，无论在自然界或工程实际中，物体机械运动状态变化或变形，都是物体间互相机械作用成果。
例如，机床、汽车等在刹车后，速度不久减小，最后静止下来；吊车梁在跑车起吊重物时产生弯曲，等等。
这样，人们通过科学抽象，得出了力定义：力是物体间互相机械作用，这种作用成果是使物体机械运动状态发生变化，或使物体变形。
物体间机械作用形式是各种各样，大体上可以分为两类：一类是通过物质一种形式而起作用，如重力、万有引力、电磁力等；另一类是由两个物体直接接触而发生，如两物体间压力、摩擦力等。
这些力物理本质各不相似。
在力学中，咱们不研究力物理本质，而只研究力对物体效应。
一种力对物体作用效应，普通可以分为两个方面：一是使物体机械运动状态发生变化，二是使物体形状发生变化，前者叫做力运动效应或外效应。
后者叫做力变形效应或内效应。
就力对物体外效应来说，又可以分为两种状况。
例如，人沿直线轨道推小车使小车产生移动，这是力移动效应；人作用于绞车手柄上力使鼓轮转动，这是力转动效应。
而在普通状况下，一种力对物体作用时，既有移动效应，又有转动效应。
如打乒乓球时，如果球拍作用于乒乓球力正好通过球心，只有移动效应；如果此力不通过球心，则不但有移动效应，尚有绕球心转动效应。
1.1.2 力三要素实践证明，力对物体作用效应取决于力大小、方向和作用点。
这三者称为力三要素。
即：1.力大小力大小表达物体间机械作用强弱限度，它可通过力运动效应或变形效应来度量，在静力学中惯用测力器和弹性变形来测量。
为了度量力大小，必要拟定力单位。
本教材采用国际单位制，力单位是牛顿(N)或千牛顿(kN)，N101 。
kN32.力方向力方向表达物体间机械作用品有方向性。
建筑力学2
DE x
PF
(b)
(1)
(2)
MA(F) 0
FT AB sin 300 P AD F AE 0
(3)
由(3)解得
FT
2P 3F 4sin 300
2 4 3 10 4 0.5
19 kN
y
以FT之值代入(1)、(2)，可得：FAx A
FT
300
B
DE x
FAx=16.5 kN, FAy=4.5 kN。 FAy
PF
(b)
即铰链A的反力及与x轴正向的夹角为：
FA FA2 x FA2 y 17.1 kN
y
arctan FA y 15.30
FAx A
FA x
FA y
FT
300
B
DE x
PF
(b)
(1) 由右图所示的受力图，试按
MA(F) 0
MB(F) 0 Fx 0
y FAx A
FT
300
Fx 0, Fy 0,
P mg
FCBcos 30 FABcos 45 0 P FCBsin 30 FABsin 45 0
联立上述两方程，解得：
FAB= 88.0 N， FCB= 71.8 N。
F F 由于求出的 AB 和 CB 都是正值，所以原先假设的方向是正确的，即 BC
平面交汇力 系的平衡
FR这个力矢量会 收缩成一个点
力的多边形自行封闭
平面汇交力系的平衡例题
思考题
试指出图示各力之间的关系。
(a)
(b)
(c)
(d)
2.1 平面汇交力系的简化与平衡（3）
解析法
复习：运用力的平行四边形公理可以将两个共点的力合成为一个力。 联想：同样，一个已知力也可以分解为两个力。但需注意，一个已知 力分解为两个分力可有无数个解。当平行四边形为矩形时，如右图所 示，可以对力进行正交分解。
建筑工程力学第二版
建筑工程力学第二版简介《建筑工程力学第二版》是一本介绍建筑工程力学基础知识和应用的教材。
本教材主要涵盖了建筑工程领域中的静力学、材料力学和结构力学等基本知识，并通过理论分析和实例应用等方式，帮助读者深入了解建筑工程力学的相关概念和应用方法。
目录1.静力学基础– 1.1 物体平衡及力的作用– 1.2 力偶及其平衡条件– 1.3 静力学基本公理– 1.4 计算物体重心– 1.5 平面问题（静力学系统）– 1.6 空间问题（静力学系统）2.材料力学基础– 2.1 弹性力学基本原理– 2.2 应力和应变– 2.3 弹性模量和杨氏模量– 2.4 泊松比– 2.5 应力应变关系– 2.6 本构关系3.结构力学基础– 3.1 三力平衡条件– 3.2 悬臂梁和简支梁的定理– 3.3 弯曲和剪切– 3.4 弯矩和剪力图的绘制– 3.5 正应力和切应力– 3.6 结构的静力平衡条件…第一章静力学基础1.1 物体平衡及力的作用子标题1在本节中，我们将介绍物体的平衡以及力的作用原理。
物体在静止或匀速直线运动时，必须满足力的平衡条件。
力的平衡条件是指物体所受的合外力为零时，物体处于平衡状态。
子标题2力是作用于物体上的矢量量，力的作用有三个基本特征： - 力的大小 - 力的方向 - 力的作用点…第二章材料力学基础2.1 弹性力学基本原理子标题1在这一节中，我们将介绍弹性力学的基本原理。
弹性力学是研究物体在外力作用下发生形变时的力学行为。
物体在受到外力作用后，会发生形变，当外力消失时，物体将恢复到原来的形状。
子标题2弹性力学基本原理主要包括以下几方面内容： - 胡克定律 - 受力分析和平衡条件 - 应力和应变的定义 - 弹性模量和杨氏模量的概念…第三章结构力学基础3.1 三力平衡条件子标题1在本节中，我们将介绍结构的三力平衡条件。
结构力学是研究各种结构在外力作用下的受力和变形等力学问题。
结构的三力平衡条件是指结构在平衡状态下，必须满足力的平衡条件。
建筑力学2-1
（1）确定研究对象，解除约束，画出 脱离体。 （2）在脱离体上画上所有已知荷载。 （3）在解除约束处，分别画出相应的 约束力（根据约束性质）。
在画铰链约束力的时候，应注意他们是否 与二力杆相联结。如是，则约束力沿二力杆两 端铰中心连线方向，否则用两个未知力（相互 垂直）画出。
（4）画物体系统内的若干构件的受力图时， 要注意各个脱离体相邻（或切断）构件处的约 束力，必须符合约束性质，满足作用力和反作 用力。 （5）画整体或几个构件组成的某一部分的 受力图时，内部（相互之间）的约束力不必画 出。 （6）受力图中每一个力均要标注字母符号。 同一个力，在各个受力图中要相互一致。
作业：
P61 2-1:(a)(b)(e)
P
P1
R
Py
Px
P2=?
推论二 三力平衡汇交定理：P12 当刚体在三个力作用下处于平衡时，若其中 任何两个力的作用线相交于一点，则第三个力的 作用线亦必交于同一点，且三个力的作用线共面。
公理四 作用与反作用公理：P12
两物体间相互作用的力， 总是同时存在，大小相等， 方向相反，沿一条直线，分 别作用在两个物体上。 即：作用力和反作用力 是一对大小相等，方向相反， 作用线相同，分别作用在两 个物体上的力。
3、力偶可以在其作用面内任意移动，不 会改变它对刚体的作用效果。即力偶对刚 体的作用效果与力偶在作用面内的位置无 关。 在保持力偶矩不变的情况下，可以随 意地同时改变力偶中力的大小以及力偶臂 的长短，而不会影响力偶对刚体的作用效 果。
10kN 1m 5kN 2m
=
4、力偶的作用效果取决于三个要素（补 充）： （1）力偶矩的大小； （2）力偶的转向； （3）力偶的作用平面。
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第1讲：绪论
第1章 绪论
教学目标
❖了解建筑力学课程的性质、任务 ❖了解建筑力学的基本概念与基本假设 ❖了解荷载类型与分类特点 ❖了解杆件变形的基本形式 ❖熟悉结构计算简图的选取原则及简化的内容
教学重点与难点 结构计算简图的选取原则及简化
1.1建筑力学的研究对象和任务
❖1.1.1 建筑力学的研究对象
❖ 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
1.1建筑力学的研究对象和任务
❖1.1.1 建筑力学的研究对象
❖ 结构的分类
1.1建筑力学的研究对象和任务
❖1.1.2 建筑力学的基本任务
❖ 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
(1)几何组成分析 (2)强度 (3)刚度 (4)稳定性
1.2 变形固体及其基本假定
❖1.2.1 刚体
❖ 在任何外力的作用下物体大小和形状始终保持 不变的物体，或者说在力的作用下其内任意两 点间的距离不变的物体
❖ 1.2.2变形固体
变形固体的基本假设 a. 连续性假设 b. 均匀性假设 c. 各向同性假设 d. 小变形假设 e. 完全先弹性假设
1.3 结构的计算简图
1.5杆件变形的基本形式
(1)轴向拉压变形 (2)剪切 (3)扭转 (4)平面弯曲
Байду номын сангаас
❖ 1.3.1结构体系的简化
按连接方法，常见杆件结构: 梁、刚架、拱、桁架、组合结构
1.3 结构的计算简图 1.3.2杆件的简化
杆件是用其轴线简化 1.3.3节点的简化
铰结点 刚结点
组合结点
1.3 结构的计算简图 1.3.4支座的简化
建筑力学
建筑构件受力分析教学讲义第一篇建筑静力学基础引言同时作用在物体或物体系统上的一群力称为力系。
力学分析中，在不改变力系对物体作用效果的前提下，用一个简单的力系来代替复杂的力系，就称为力系的合成（力系的简化）。
对物体作用效果相同的力系称为等效力系。
物体在力系作用下，相对于地球静止或作匀速直线运动，称为平衡。
作用于物体上的力使物体处于平衡状态，则称该力系为平衡力系。
第一章力与力的性质1.1 力的基本概念1.1.1 刚体的概念在外力作用下，几何形状、尺寸的变化可忽略不计的物体。
1.1.2 力的概念力是物体之间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生改变，或使物体产生变形。
力使物体的运动状态发生改变的效应称为外效应，而使物体发生变形的效应称为内效应。
刚体只考虑外效应；变形固体还要研究内效应。
力的三要素力对物体的作用效果取决于力的三要素：（1）力的大小是物体相互作用的强弱程度。
在国际单位制中，力的单位为牛顿（N）或千牛顿（kN）。
（2）力的方向包含力的方位和指向两方面的涵义。
（3）力的作用点是指物体上承受力的部位。
力的作用位置实际上有一定的范围，当作用范围与物体相比很小时，可以近似地看作是一个点。
★1.2 静力学公理1.2.1 二力平衡公理F ABBFA图 2-1==(a)(b)(c)图 2-6作用在一个物体上的两个力，使该物体处于平衡状态的必要和充分条件是：这两个力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
注意：1、适用条件：刚体2、在两个力作用下平衡的杆件称为二力构件1.2.2 加减平衡力系公理在作用于某物体的力系中，加入或减去一个平衡力系，并不改变原力系对物体的作用效果。
推论（力的可传递性原理）：作用于物体上的力可沿其作用线移到物体的任一点，而不改变力对物体的作用效果。
注意：1、适用条件：刚体。
1.2.3 作用与反作用公理两个物体的作用力与反作用力总是同时存在，它们大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在两个物体上。
第一章 建筑力学基本知识
E
F
C
F
D
A
C
D
B
C
D
2.光滑接触面约束
A
A
约束特性: 只能限制物体沿着接触点的公法线方向且指 向物体的运动。 约束反力: 通过接触点、沿公法线方向、指向被约束物体。
Ⅰ A
FA A FA A FA Ⅱ
3. 光滑圆柱铰链约束 约束结构：两个构件上钻同样大小的圆孔，并用同样 大小圆柱销钉穿入圆孔，将两个物体连接起来。
公理3 力的平行四边形法则 作用在物体上同一点的两个力，可合成一个合力， 合力的作用点仍在该点，其大小和方向由以此两力为 边构成的平行四边形的对角线确定。 F2 F2 F2 FR F
R
A
F1 O
A F1
F1
矢量式 代数式
FR F1 F2
FR2 F12 F22 2 F1F2 cos
平衡方程的其他两种形式： ∑FX=0 ∑MA=0 ∑MB=0 ∑MA=0 ∑MB=0 ∑MC=0 三矩式 式中：A、B、C三点不在同一直线上。 二矩式 式中：x轴不与A、B两点的连线垂直。
1.2.3 平面力系平衡方程的几种特殊情况
1.平面汇交力系 ∑FX=0 ∑FY=0 2.平面力偶系 ∑M=0 3.平面平行力系 ∑FY=0 ∑Mo=0
1.3.2 杆件变形的基本形式
1.轴向拉伸或压缩——轴力（N） 2.剪切——剪力（V） 3.扭转——扭矩（T） 4.弯曲——弯矩（M）
1.3.3 轴向拉伸和压缩时的内力
背离截面的轴力——拉力 指向截面的轴力——压力 轴力的正负号规定：拉力为正，压力为负。 画杆件的轴力图时，通常将正值的轴力（拉力）画在上 侧，负值的轴力（压力）画在下侧。
画受力图时，为了避免漏掉力，先画主动力， 再画被动力（约束反力）。 不要漏掉力的名称。
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10
主动力（荷载）的分类
分布荷载与集中荷载
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对物体进行受力分析并画出受力图，是解决力学问题的第 一步，也是关键的一步。
画受力图的方法：
1、确定研究对象取分离体； 2、真实地画出作用于研究对象上的全部主动力； 3、根据约束类型画约束反力；
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C
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A
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复习
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
(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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4、受力图上要清楚表示每个力的作用位置、方位及指向、 名称。同一个力在不同的受力图上的表示要完全一致。不 要运用力系的等效变换或力的可传性改变力的作用位置。
2019/150/2、9 受力图上只画研究对象的简图和所受的全部外力。 13
画物体受力图主要步骤为： ①选研究对象；②取分离体； ③画上主动力；④画出约束反力。
5、受力图上只画研究对象的简图和所受的全部外
力。
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30
作业
P19 1-2(a),(b),(f),(h),(i)
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分离体和受力图
为了分析某一物体的受力情况，往往把该物体从与它相联 系的周围物体中分离出来，解除全部约束，这时该物体称 为分离体。
画有分离体及其所受的全部主动力和约束反力的图称为受
力图。
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作用在物体上的力有： 一类是：主动力，例如重力，风力，气体
压力等。 二类是：被动力，即约束反力。
在固定铰支座的底座与固定物体间安装几个辊轴，就构成 可动铰支座。
可动铰支座的反力垂直于支承面，且过铰链中心。
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§1-4 物体的受力分析和受力图
一、受力分析
研究力学问题时，首先要选定研究对象；然后根据已知条 件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况， 这个过程称为物体的受力分析。
即受力图一定要画在分离体上。
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5 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相 互协调，不能相互矛盾。 对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局 部或单个物体的受力图上要与之保持一致。
6 、正确判断二力构件。
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[例5] 画出下列各构件的受力图
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对物体进行受力分析并画出受力图，是解决力学 问题的第一步，也是关键的一步。
画受力图的方法：
1、确定研究对象取分离体；
2、真实地画出作用于研究对象上的全部主动力；
3、根据约束类型画约束反力； 4、受力图上要清楚表示每个力的作用位置、方位及
指向、名称。同一个力在不同的受力图上的表示 要完全一致。不要运用力系的等效变换或力的可 传性改变力的作用位置。
例题1-4
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例题1-5
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三、画受力图应注意的问题
除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才 有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体） 1、不要漏画力 都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处 就可能有力，力的方向由约束类型而定。
要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于 2、不要多画力 受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是
建筑力学（一）
前情提要
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
(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29/2019
建筑力学(一)
2
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
将结构物或构件连接在墙、柱、机器的机身等支承物上 的装置称为支座。
用光滑圆柱铰把结构物或构件与支 承底板连接，并将底板固定在支承 物上而构成的支座，称为固定铰支 座。
固定铰支座作用于被约束物体上的 约束反力应通过圆孔中心而方向不 定。
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固定铰支座
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六、可动铰支座
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建筑力学(一)
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一些概念：
自由体、非自由体、约束、约束反力、主动力
工程中常见的约束类型及其约束反力的特性： 柔索约束、光滑接触面的约束、光滑圆柱形铰链约束 链杆约束、固定铰支座、可动铰支座
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建筑力学(一)
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五、固定铰支座
[例1]
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[例2] 画出下列各构件的受力图
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说明：三力平衡必汇交 当三力平行时，在无限 远处汇交，它是一种特 殊情况。
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[例3] 尖点问题
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16
[例4] 画出下列各构件的受力图
2019/10/29
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例题1-3
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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
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一些概念：
自由体、非自由体、约束、约束反力、主动力
工程中常见的约束类型及其约束反力的特性： 柔索约束、光滑接触面的约束、光滑圆柱形铰链约束 链杆约束、固定铰支座、可动铰支座
哪一个施力体施加的。
2019/10/29
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3、不要画错力的方向 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不 能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析 两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力 的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反， 不要把箭头方向画错。
4、受力图上不能再带约束。