本節(jié)內(nèi)容1.4物體的受力圖1.3約束和約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念

1.3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1-3約束及約束反力主要內(nèi)容：(1)概念：約束、約束反力；(2)常見約束類型:柔體約束光滑面約束*固定端掌握：約束特點(diǎn)、反力性質(zhì)光滑圓柱鉸鏈活動(dòng)鉸支座固定鉸支座球鉸高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1-3約束及約束反力概念：自由體：可以在空間作任意運(yùn)動(dòng)的物體，如飛機(jī)、火箭等；非自由體：受到其它物體的限制，沿著某些方向不能運(yùn)動(dòng)的物體。如懸掛的重物。約束：阻礙物體運(yùn)動(dòng)的限制物體。約束通常是通過物體間的直接接觸形成的。約束反力：當(dāng)物體沿著約束所阻礙的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)，約束對其必然有力的作用，以限制其運(yùn)動(dòng)，這種力稱為約束反力。簡稱反力。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念約束反力的特點(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相反；③作用點(diǎn)在物體與約束相接觸的那一點(diǎn)。1-3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念柔索只能受拉力，又稱張力.(1)柔體約束：約束特點(diǎn)：1-3約束及約束反力

柔索的約束反力作用于接觸點(diǎn)，方向沿柔索的中心線而背離物體，為拉力。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念N(2)光滑面約束:兩物體接觸，不考慮摩擦力，即可認(rèn)為是光滑面約束。

反力作用在接觸處,方向沿接觸處的公法線并指向受力物體，為壓力．ABCNANBNC1-3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1-3約束及約束反力(2)光滑面約束:高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念反力畫法：W0G光滑約束（接觸面法向壓力）G1G2NN1N2N1N2N31-3約束及約束反力(2)光滑面約束:高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念光滑面約束光滑圓柱鉸鏈固定鉸支座活動(dòng)鉸支座球鉸1-3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念光滑圓柱鉸鏈：

常用過鉸鏈中心兩個(gè)大小未知的正交分力X，Y來表示,兩個(gè)分力的指向可以假設(shè)。

光滑圓柱鉸鏈?zhǔn)侵赣脠A柱形銷釘將兩個(gè)構(gòu)件聯(lián)接在一起所形成的約束，不計(jì)接觸處的摩擦。

鉸鏈約束的反力：1-3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念兩個(gè)構(gòu)件用光滑圓柱鉸鏈連接稱為鉸連接。1-3約束及約束反力

鉸連接簡圖：

約束反力通過鉸中心，大小和方向不能確定，通常用正交的兩個(gè)分力表示。光滑圓柱鉸鏈鉸連接鏈桿高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念兩端各以鉸與不同的物件連接且其自重不計(jì)的桿件稱為鏈桿。1-3約束及約束反力

鏈桿是二力桿，其約束反力沿兩鉸的連線方向，可為拉力，也可為壓力。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1-3約束及約束反力鏈桿鏈桿只在兩鉸處受力，力的方向沿兩鉸連線。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念光滑面約束光滑圓柱鉸鏈固定鉸支座活動(dòng)鉸支座球鉸1-3約束及約束反力固定鉸支座高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1-3約束及約束反力固定鉸支座：

將結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件用鉸鏈約束與地面或機(jī)座連接就構(gòu)成了固定鉸支座。支座：任何建筑結(jié)構(gòu)（構(gòu)件），都必須安置在一定的支承物上，才能承受荷載的作用，達(dá)到穩(wěn)固使用的目的。在工程上常常通過支座將構(gòu)件支承在基礎(chǔ)或另一靜止的構(gòu)件上，支座對構(gòu)件就構(gòu)成約束。支座的構(gòu)造是多種多樣的，對實(shí)際支座要抓住主要矛盾，忽略次要矛盾進(jìn)行簡化。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念約束特點(diǎn)：構(gòu)件不能產(chǎn)生沿任何方向的移動(dòng)，但可以繞銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)．簡圖：1-3約束及約束反力固定鉸支座：固定鉸支座的約束反力特點(diǎn)與鉸連接完全相同。反力畫法：高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念建筑結(jié)構(gòu)中這種理想的支座是不多見的，通常把不能產(chǎn)生移動(dòng)，只可能產(chǎn)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)的支座視為固定鉸支座。1-3約束及約束反力固定鉸支座：例如：一根斜桿，用預(yù)埋螺栓與混凝土墊塊相連，墊塊則砌在支座(墻)內(nèi)，這時(shí)，支座(墻)阻止了結(jié)構(gòu)的垂直移動(dòng)和水平移動(dòng)，但是，它不能阻止結(jié)構(gòu)的微小轉(zhuǎn)動(dòng)。這種支座就可簡化為固定鉸支座。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念活動(dòng)鉸支座光滑面約束光滑圓柱鉸鏈球鉸1-3約束及約束反力固定鉸支座活動(dòng)鉸支座活動(dòng)鉸支座高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念在固定鉸支座與光滑固定平面之間裝有光滑輥軸而成．

約束力：通過接觸點(diǎn)，垂直于光滑接觸面。方向任意假定。活動(dòng)鉸支座：約束特點(diǎn)：僅約束構(gòu)件在垂直于支撐面方向的位移。1-3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念C輥軸支座活動(dòng)鉸B活動(dòng)鉸支座：1-3約束及約束反力活動(dòng)鉸輥軸支座a)簡圖：高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念例如：一個(gè)擱置在磚墻上的梁。磚墻就是梁的支座，如略去梁與磚墻之間的摩擦力，則磚墻只能限制梁向下運(yùn)動(dòng)，而不能限制梁的轉(zhuǎn)動(dòng)與水平方向的移動(dòng)。這樣，就可以將磚墻簡化為活動(dòng)鉸支座?；顒?dòng)鉸：1-3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念輥軸支座：(實(shí)際約束中反力方向也可以向下)1-3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念滑動(dòng)軸承：圖1-19(a)1-3約束及約束反力XY高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念滾動(dòng)軸承：圖1-19(b)1-3約束及約束反力XY約束力作用在接觸處，沿徑向指向軸心?？捎枚€(gè)通過軸心的正交分力表示。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念活動(dòng)鉸支座光滑面約束光滑圓柱鉸鏈球鉸1-3約束及約束反力固定鉸支座球鉸球鉸高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1-3約束及約束反力球形鉸約束：通過圓球和球殼將兩個(gè)構(gòu)件連接在一起的約束稱為球鉸。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念球鉸：

約束特點(diǎn)：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意轉(zhuǎn)動(dòng)，但構(gòu)件與球心不能有任何移動(dòng)．

約束力：當(dāng)忽略摩擦?xí)r，球與球座亦是光滑約束問題．約束力通過接觸點(diǎn),并指向球心,是一個(gè)不能預(yù)先確定的空間力.可用三個(gè)正交分力表示．1-3約束及約束反力簡圖：高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1-3約束及約束反力推力滾動(dòng)軸承：圖1-20XYZ約束特點(diǎn)：除能限制軸的徑向位移外，還能限制軸沿軸向的位移。允許繞軸的任意轉(zhuǎn)動(dòng)。反力：與球鉸鏈的分析相同，其約束反力用三個(gè)正交分力X、Y、Z表示。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念常見約束類型:柔體約束光滑面約束*固定端1-3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念*(3)固定端1-3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念*(3)固定端

約束力：水平反力X、豎向反力Y、反力偶M約束特點(diǎn)：在嵌固端，既不能沿任何方向移動(dòng)，也不能轉(zhuǎn)動(dòng)。1-3約束及約束反力即：限制了平面內(nèi)所有可能的運(yùn)動(dòng)（移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)）高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念小結(jié)：(2)光滑面約束(3)固定端:2個(gè)互相垂直分力、1個(gè)反力偶光滑圓柱鉸鏈：2個(gè)互相垂直分力活動(dòng)鉸支座：1個(gè)垂直接觸面的反力固定鉸支座：2個(gè)互相垂直分力球鉸：3個(gè)互相垂直分力end(1)柔體約束:拉力1-3約束及約束反力高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念

1.4物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1-4

物體的受力圖

在工程實(shí)際中，為了求出未知的約束反力，需要根據(jù)已知力，應(yīng)用平衡條件求解。為此，首先要確定物體的全部受力情況，即對物體進(jìn)行受力分析。反映物體受力狀態(tài)的圖稱為受力圖。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1-4

物體的受力圖1.明確研究對象，把所要研究的物體從約束中解除出來，即“解除約束，取分離體”；受力分析的方法：2.繪出作用在物體上的所有已知力(荷載、自重等)；3.將所有約束對物體的作用，用相應(yīng)的反力表示出來，即“代以反力”。注意事項(xiàng)：（1）根據(jù)約束的性質(zhì)來畫；（2）根據(jù)力的有關(guān)性質(zhì)來畫；①作用力與反作用力②二力平衡共線③三力平衡匯交高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1.4

物體的受力圖受力圖的繪制步驟：

①選研究對象；

②取分離體；

③畫已知力；

④畫約束反力。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念例1：小球自重為G，繪制其受力圖。解:(1)以小球?yàn)檠芯繉ο?，取其為分離體（解除約束）；

(2)畫已知力:重力，方向、作用點(diǎn)；

(3)畫兩處約束反力，A處柔體約束、B處光滑面約束；完成

(4)復(fù)核：三力共點(diǎn)。1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念PRARDACBPD(a)(二力桿)RCRD(c)例2：對如圖角架及其構(gòu)件進(jìn)行受力分析并作受力圖（不計(jì)桿的自重）。完成1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念FAxFAyFEABCDEHFCAEFCDE例3：分別畫出每個(gè)桿件及整體結(jié)構(gòu)受力圖（不計(jì)自重）。解：先畫各桿件受力圖；(1)以DE桿為研究對象，取其為分離體，因其為二力桿，可直接畫出受力圖，假設(shè)反力為拉力；(2)以AC桿為研究對象，取其為分離體，三處反力如圖；1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念A(yù)BCDEHF(3)以AB桿為研究對象，取其為分離體，該桿受已知外力F，以及3處約束反力，受力如圖；FBFTBAF(4)繪制整體結(jié)構(gòu)受力圖；最后復(fù)核；FBFCDEFAxFAyFCFECAE完成1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念例4：作各構(gòu)件受力圖，不計(jì)摩擦。完成1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念BAFCCBFCFBFAFBFAxFAyFAxFAyFACFC′例4:繪制構(gòu)件及整體受力圖（不計(jì)自重）。FA完成1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念討論：若左、右兩拱都考慮自重，如何畫出各受力圖？完成1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念1-4

物體的受力圖例6：作各構(gòu)件受力圖。高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念例7:簡易起重機(jī)如圖a)所示，梁ABC一端用鉸鏈固定在墻上，另一端裝有滑輪并用桿CE支撐，梁上B處固定一卷揚(yáng)機(jī)D，鋼索經(jīng)定滑輪C起吊重物H。不計(jì)梁、桿滑輪的自重，試畫出重物H、桿CE、滑輪C、銷C、橫梁ABC、橫梁與滑輪整體的受力圖。CEGFTGFT′FTABDCe)b)c)CABDf)Cd)FAyFAyFAxFAxFDCABDEHa)FCEFEC1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念G1(b)G2(c)G2G1ABC(a)G1G2DEHKXAXAFTFNDFNKFNDFNEFNDFNHFNEF

NKFNHFNDFAxFAyFTFAxFAyF‘NHF

NEFT(e)ABAB(d)G2G1例8：球G1、G2置于墻和板AB間，BC為繩索，畫受力圖。1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念F1F2ABCa)F1FAxFAyFBy1FBx1MAABb)F2FBy2FBx2FNCBCc)Bd)F2F1FAxFAyFNCMAABCe)例9:一多跨梁ABC由AB和BC用中間鉸B連接而成，支承和載荷情況如圖a所示。試畫出梁AB、梁BC、銷B及整體的受力圖。1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念例:畫出翻斗的受力圖。1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念解1．取研究對象；畫脫離體圖2．在脫離體上畫所有主動(dòng)力3．在脫離體上解除約束處按約束性質(zhì)畫出全部約束力，假設(shè)一個(gè)正方向1-4

物體的受力圖高速鐵路新型板式軌道設(shè)計(jì)理論與力學(xué)性能研究建筑力學(xué)》：第一章緒論和基本概念

畫受力圖要注意的問題：(1)不要漏畫力；除重力、電磁力外，物體之間只有通過接觸才有相互機(jī)械作用力。接觸處必有力，力的方向由約束類型而定。(2)不要多畫力；力是物體間的相互機(jī)械作用，對受力體所受的每一個(gè)力，都應(yīng)明確指出它是哪一個(gè)施力體施加的。(3)不要畫錯(cuò)力；反力必須嚴(yán)格按照約束類型來畫；注意作用力與反作用力的對應(yīng)。1-4

物體的受力圖高速鐵路新型