1、第一章建筑力學(xué)基礎(chǔ)，第一章建筑力學(xué)基礎(chǔ)，第一節(jié)靜力學(xué)基本概念，1，力，平衡的基本概念，線段的長(zhǎng)度是力的大??；線段和直線之間的角度表示力的方向，箭頭表示力的方向。線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的應(yīng)用點(diǎn)。2，靜力學(xué)鞏俐，歷史平衡公理作用于同一剛體的兩個(gè)茄子力，剛體平衡的需要和充分的條件是兩個(gè)牙齒力等于大小，方向相反，作用于同一直線。(a) (b)圖1-3歷史平衡鞏俐，在歷史作用下平衡的構(gòu)件或構(gòu)件被稱為歷史構(gòu)件(又稱歷史構(gòu)件)或歷史構(gòu)件。履歷峰，加減平衡力界公理對(duì)作用于剛體的任意力界添加或移除任何平衡力界都不會(huì)改變?cè)缱饔糜趧傮w的效果。力的傳導(dǎo)原理可以移動(dòng)到剛體上的任意點(diǎn)，而不會(huì)改變作用于剛體的力沿作用線

2、對(duì)剛體的影響。=，=，力的平行四邊形定律作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，仍然作用于該點(diǎn)的一個(gè)合力可以合成。合力的大小和方向用原來兩個(gè)力相鄰的平行四邊形對(duì)角向量表示。力的平行四邊形定律力的三角定律，三力平衡交集定理一剛體在不平行于共面的三力作用下平衡時(shí)，牙齒三力的作用力線必須在一點(diǎn)相交。證明：作用和反作用定律兩個(gè)相互作用物體之間的作用力等于反作用力和大小，方向相反，沿同一直線分別作用于兩個(gè)物體。3，約束和約束反作用力，約束阻礙物體運(yùn)動(dòng)的約束，約束總是通過物體之間的直接接觸形成的。約束對(duì)物體有必然作用，這種力稱為約束反作用力或約束力，簡(jiǎn)稱反作用力。約束反作用力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反

3、，其作用點(diǎn)是約束與受約束物體的接觸點(diǎn)。您可以使用牙齒準(zhǔn)則確定約束反作用力的方向和作用點(diǎn)的位置。(a) (b) (c)圖1-11平滑接觸面約束，2。光滑接觸面限制物體之間的光滑接觸，僅限制沿接觸面的共線方向指向物體的運(yùn)動(dòng)。光滑接觸面約束的反作用力通過壓力接觸點(diǎn)沿方向指向接觸面的共線約束的對(duì)象，通常用FN表示，如圖1-11所示。固定鉸鏈支撐，力學(xué)問題研究，首先是物體的受力狀態(tài)，即物體的受力分析，反映物體受力狀態(tài)的圖形稱為作用力力。在力分析中，當(dāng)人為釋放約束(即人為移除約束)時(shí)，必須在接觸點(diǎn)用適當(dāng)?shù)募s束反作用力替換約束。在物體的力分析中，一般來說，解開所研究物體的所有約束，分開畫，稱為離解體。表示所

4、有主動(dòng)力和約束反作用力的圖通過在分離體上表示得到的圖形稱為作用力。第四，正確分析物體的力分析、力、物體，繪制力，是解決力學(xué)問題的關(guān)鍵。較量的繪圖步驟是(1)明確研究對(duì)象，采取脫體。研究對(duì)象(脫體)可能是由單個(gè)物體或多個(gè)物體組成的物體系統(tǒng)，這取決于具體情況。(2)畫出作用于研究對(duì)象的所有主要?jiǎng)恿Α?3)繪制相應(yīng)的約束反作用力。(4)檢查。示例1-1，分析 (1)以AB梁為研究對(duì)象，取消約束，然后繪制局部示意圖。(2)圖片倡議f；(3)繪制約束反作用力，如圖1-18(b)所示。示例1-2簡(jiǎn)支梁AB在集中力的作用下不考慮梁自重，而是繪制梁的作用力，如圖1-18(a)所示。(b)根據(jù)圖1-18、示例1

5、-3、示例1-4圖1-20(a，解釋力，負(fù)載AC、BC均可判斷為歷史桿。請(qǐng)畫出AC、BC桿、pin C。圖1-20(b)、(c)和(d)中所示。，圖1-20，示例1-5梁AD和DG用鉸鏈D連接，固定鉸鏈支撐A，如圖1-21(a)所示繪制梁AD、DG和整個(gè)梁AG的力圖。圖1-21，解釋 (1)以DG為研究對(duì)象繪制離子圖。DG中的作用中力F2，D受圓柱鉸鏈約束，其約束反作用力由力FDx，F(xiàn)Dy表示，指向假設(shè)。g是可移動(dòng)鉸鏈支撐，其約束反作用力FG垂直于支撐面，指向假設(shè)上方，如圖1-21(b)所示。解釋 (2)以AD為研究對(duì)象繪制離子圖。AD中的主動(dòng)力F1、A是固定鉸鏈支撐，約束反作用力可以通過兩個(gè)

6、直角分力FAx、FAy指向假設(shè)。c表示作用力FC垂直于支撐面，指向假設(shè)的上方，D表示圓柱鉸鏈約束，約束反作用力可以表示為兩個(gè)互垂分力，這兩個(gè)分力表示作用于DG梁的作用力與反作用力的關(guān)系。、AD梁的應(yīng)力分析圖如圖1-21(c)所示。分析 (3)以全梁AG為研究對(duì)象，無需繪制圖1-21(d)所示的D的約束反作用力。這是因?yàn)檎w上是內(nèi)力。1重量為FW的小球放在光滑的斜坡上，用繩子拉。如圖(A)所示。畫出牙齒的作用力。物體作用力的例子，分析以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，解小球的約束，畫分離體，小球得到重力(主動(dòng)力)FW，同時(shí)小球得到繩子的約束反力(拉)FTA和邊坡的約束反力(支撐力)FNT，2，以分析梁CD為研究

7、對(duì)象，繪制分離體，如圖B所示。以梁交流為研究對(duì)象，繪制分離體，如圖C所示。繪制分離體，如圖D所示，將整個(gè)梁作為研究對(duì)象。練習(xí)1 P36，1 .軸向上的力投影，X=Fcos Y=Fsin，力與X軸的角度為銳角。投影正數(shù)，負(fù)數(shù)規(guī)定：力起點(diǎn)的投影a到終點(diǎn)投影b的方向與軸的正向匹配時(shí)，牙齒投影值為正值。相反，采用負(fù)值。圖中力f的投影x、y均采用正值。在兩個(gè)茄子特殊情況下：力垂直于軸時(shí)，該軸上力的投影為0。當(dāng)力與坐標(biāo)軸平行時(shí)，作用于該軸上的力的投影絕對(duì)值等于該力的大小。特別是姜潮：力的投影是大小加減，標(biāo)量；力的分力是矢量，有大小，有方向。混淆兩者渡邊杏。在直角坐標(biāo)系中，分力的大小和力在其軸上具有相同的投

8、影絕對(duì)值。如果力f沿x、y軸分解，則力FX和FY可以得分。要注意力的投影和力的分力是兩個(gè)不同的概念；示例1-7已知F1=F2=F3=F4=200N，如圖1-24所示，各力的方向是X和Y軸上各力的投影求解，圖中所示力F與力F的大小和力F的作用線到螺母中心O的垂直距離D有關(guān)，如力矩圖所示，扳手繞螺母中心O旋轉(zhuǎn)的效果。用兩者的乘積可以測(cè)量力F對(duì)扳手的旋轉(zhuǎn)效果。，旋轉(zhuǎn)中心o稱為力矩中心(力矩中心)。從力矩到力作用力線的垂直距離D稱為力臂。(1)力F的大小，力臂的乘積，(2)力F使物體繞o點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的方向。力矩公式：MO(F)=Fd，力矩符號(hào)指定物體繞力矩中心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的力矩為正，反之為負(fù)。單位：是力和長(zhǎng)度

9、單位的乘積。公共(Nm)或(kNm)。力矩在以下兩個(gè)茄子情況下等于0:力等于零。力臂等于0。換句話說，力的作用力線通過力矩。合力定理平面相交力系統(tǒng)的合力對(duì)平面內(nèi)任意點(diǎn)的力矩等于該力系統(tǒng)各分力對(duì)同點(diǎn)力矩的對(duì)數(shù)。、示例1-8，示例1-9，當(dāng)物體實(shí)際相互作用時(shí)，其力在恒定體積和面積上連續(xù)分布，牙齒力也稱為分散度，也稱為分布載荷。在單位長(zhǎng)度上分布的線性荷載大小稱為荷載集度(newtoN/m (n/m)，如果荷載集度為常數(shù)，則稱為均勻分布荷載(連續(xù)荷載)。對(duì)于均布載荷，您可以簡(jiǎn)化計(jì)算。合力的大小Fq=qL，l是分布載荷的長(zhǎng)度，并且被認(rèn)為在載荷長(zhǎng)度的中心點(diǎn)一起工作。Fq=qL，典型圖的中心和面積，問題每隔

10、1m長(zhǎng)擋土墻接收的壓力的合力為F，大小方向?yàn)?60kN。土壓力f求翻墻的力矩。解析土壓力F可以圍繞點(diǎn)A翻轉(zhuǎn)墻，因此得出點(diǎn)A的F的力矩。使用合力定理計(jì)算比較方便。ma(f)=ma(f1)ma(F2)=f1h/3-f2b=160 cos 304.5/3-160 sin 301.5=87 knm，如上例所示力對(duì)、大小相等、相反方向、不共線的兩個(gè)平行力稱為力對(duì)。力對(duì)中兩條力工作線之間的垂直距離D稱為力臂，如符號(hào)(F，F(xiàn))所示。由力對(duì)的兩個(gè)力組成的平面稱為力對(duì)作用面。玩偶不能再簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的形式，所以玩偶和力量都是構(gòu)成力場(chǎng)的兩個(gè)茄子基本元素。用F和D的乘積測(cè)量力對(duì)物體的旋轉(zhuǎn)效果，用適當(dāng)?shù)姆?hào)()表示牙齒積

11、，用m(F，F(xiàn))或M表示。也就是說，力的單位與力矩單位相同。(Nm)或(kNm)。m(F，F(xiàn))=m=Fd，符號(hào)規(guī)定：當(dāng)木偶逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)物體時(shí)，力矩為正。相反是負(fù)的。在平面力系統(tǒng)中，力矩是世代數(shù)量。洋娃娃的基本性質(zhì)，1 .玩偶沒有合力，不能用一種力量代替。力對(duì)只能用力對(duì)來平衡。在任意軸上，力對(duì)的投影值為0。2 .力對(duì)的作用平面內(nèi)所有點(diǎn)力矩等于偶數(shù)力矩，無論力矩位置如何。3 .同一平面上的兩個(gè)洋娃娃是大小一樣的力矩，在同一方向旋轉(zhuǎn)的話，兩個(gè)洋娃娃是相等的?？梢宰C明：力對(duì)的作用效果取決于力的大小和力對(duì)的長(zhǎng)度，與力矩位置無關(guān)。洋娃娃的三個(gè)茄子元素：洋娃娃的大小、洋娃娃的旋轉(zhuǎn)和洋娃娃的作用平面；可以從上述

12、特性中得到兩個(gè)茄子推斷。(1)在保持玩偶的大小和旋轉(zhuǎn)的條件下，玩偶可以在作用面內(nèi)任意移動(dòng)，而不改變力對(duì)物體的旋轉(zhuǎn)效果。(2)在保持力矩的大小和旋轉(zhuǎn)不變的條件下，力中力的大小和力臂的長(zhǎng)度可以任意改變，不改變力對(duì)物體的旋轉(zhuǎn)效果。作用于同一平面內(nèi)的力對(duì)組構(gòu)成了平面力對(duì)系統(tǒng)。力對(duì)物體的作用只有旋轉(zhuǎn)效果，旋轉(zhuǎn)效果是通過玩偶的大小和旋轉(zhuǎn)來測(cè)量的，所以玩偶系統(tǒng)的作用效果也只能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)效果的大小等于各力的旋轉(zhuǎn)效果的總和。(威廉莎士比亞，哈姆雷特，旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn))平面力偶系可以證明，平面力偶系可以合成為合力偶，等于每個(gè)分力偶的對(duì)數(shù)之和。即：M=m1 m2 mn=mi，力的合成，

13、示例1-10，力的平移定理牙齒定理僅適用于剛體。平面一般力系統(tǒng)的平衡方程，平面一般力系統(tǒng)平衡的充分必要條件是平面一般力系統(tǒng)中的每個(gè)力等于兩個(gè)可選直角軸上的投影代數(shù)，每個(gè)力對(duì)任意點(diǎn)的力矩的對(duì)數(shù)總和等于0。X=0 Y=0 mO(F)=0，投影方程可以理解，物體在力的作用下不能在X軸和Y軸方向上運(yùn)動(dòng)。力矩方程可以理解物體在力系統(tǒng)的作用下不能轉(zhuǎn)動(dòng)任何瞬間的心。平衡方程的應(yīng)用，平面一般力系統(tǒng)的平衡方程的應(yīng)用，主要是解決結(jié)構(gòu)的約束反作用力。問題解決步驟如下：1 .確定研究對(duì)象。分析已知量和未知量，選擇研究對(duì)象。2.畫出吃力的力氣。繪制研究對(duì)象接受的所有主動(dòng)力和約束反力，約束反力根據(jù)約束類型繪制。如果約束反

14、作用力的方向未確定，可以假定其首先指向。求解未知量的熱平衡方程。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，不求解聯(lián)立方程，在應(yīng)用投影方程時(shí)，選定的投影軸必須盡可能垂直于多個(gè)未知力。應(yīng)用力矩表達(dá)式時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，必須在各種未知力的交點(diǎn)處選擇力矩。注：3方程只能解釋3個(gè)未知數(shù)，示例1-11，示例1-12圖1-34(a)中所示的鋼筋混凝土剛架的計(jì)算示意圖。左側(cè)為水平推力F=10kN，剛架頂部為均勻載荷，載荷集，解決方案 (1)選擇剛架作為研究對(duì)象，然后繪制分離體。(2)畫浮力。(3)求解熱平衡方程，未知量。獲得：FBx=10kN() FBy=20kN() FA=0kN (4)檢查。牙齒范例確定每個(gè)力的B點(diǎn)力矩的對(duì)數(shù)，以及是否為零。也就是說計(jì)算正確。X=0，Y=0，MA(F)=0，類練習(xí)P37問題6.b類練習(xí)P37問題6.a，6.c，3，平面更換系統(tǒng)，平面力耦合，平面平行力系統(tǒng)求平滑牛AB和BC的拉力。圖1-35，解表示，受力在右側(cè)顯示，平面交換力計(jì)平衡方程，kN，正值表示實(shí)際力的方向與假設(shè)一致，確實(shí)被拉。(威廉莎士比亞，溫斯頓，哈利波特斯，哈利波特斯，哈利波特斯，哈利波特斯，哈利波特斯)，例1-14伸展梁AD，不計(jì)算重量，力的情況如圖所示q=10kN/m，F(xiàn)=20kN，解決方案 (1)選擇拉伸梁AD作為研究對(duì)象，然后繪制脫體。(2)繪制作用力。(3)選取軸。(b)所有