建筑力学01第一章力学基础知识
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建筑力学第一章完整版关于力的概念是人们在生活和生产实践中,通过长期的观察和分析而逐步形成的。
当人们推动小车时,由于手臂肌肉的紧张和收缩而感受到了力的作用。
这种作用不仅存在于人与物体之间,而且广泛地存在于物体与物体之间,例如机车牵引车辆加速前进时或者制动时,机车与车辆之间、车辆与车辆之间都有力的作用。
大量事实说明,力是物体(指广义上的物体,其中包括人)之间的相互机械作用,离开了物体,力就不可能存在。
力虽然看不见,但它的作用效应完全可以直接观察,或用仪器测量出来。
实际上,人们正是从力的作用效应来认识力本身的。
一、力的定义力是两物体之间的相互机械作用,这种作用使物体的机械运动状态发生变化,同时使物体的形状或尺寸发生改变。
前者称为力的运动效应或外效应,后者称为力的变形效应或内效应。
二、力的三要素力对物体作用的效应,决定于力的大小,方向(包括方位和指向)和作用点,这三个因素称为力的三要素。
在这三个要素中,如果改变其中任何一个,也就改变了力对物体的作用效应。
例如沿水平地面推一个木箱(图1-1),当推力F →较小时,木箱不动,当推力F →增大到某一数值时,木箱开始滑动。
如果推力F →的指向改变了,变为拉力,则木箱将沿相反方向滑动。
如果推力F →不作用在A点而移到B点,则木箱的运动趋势就不仅是滑动,而且可能绕C点转动(倾覆)。
所以要确定一个力,必须说明它的大小、方向和作用点,缺一不可。
图1-1 图1-2(1) 力是矢量。
力是一个既有大小又有方向的量,力的合成与分解需要运用矢量的运算法则,因此它是矢量(或称向量)(vector)。
(2) 力的矢量表示。
力矢量可用一具有方向的线段来表示,如图1-2所示。
用线段的长度(按一定的比例尺)表示力的大小,用线段的方位和箭头指向表示力的方向,用线段的起点或终点表示力的作用点。
通过力的作用点沿力的方向的直线称为力的作用线。
本教材中以白体字母上加一箭头,如F →、AB →等来表示矢量,用同文的白体字母(如F,AB)代表该矢量的模(大小)。
第1章建筑力学基础1.1力的性质、力在坐标轴上的投影1.1.1 力的定义力,是人们生产和生活中很熟悉的概念,是力学的基本概念。
人们对于力的认识,最初是与推、拉、举、掷时肌肉的紧张和疲劳的主观感觉相联系的。
后来在长期的生产和生活中,通过反复的观察、实验和分析,逐步认识到,无论在自然界或工程实际中,物体机械运动状态的改变或变形,都是物体间相互机械作用的结果。
例如,机床、汽车等在刹车后,速度很快减小,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,人们通过科学的抽象,得出了力的定义:力是物体间相互的机械作用,这种作用的结果是使物体的机械运动状态发生改变,或使物体变形。
物体间机械作用的形式是多种多样的,大体上可以分为两类:一类是通过物质的一种形式而起作用的,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的,如两物体间的压力、摩擦力等。
这些力的物理本质各不相同。
在力学中,我们不研究力的物理本质,而只研究力对物体的效应。
一个力对物体作用的效应,一般可以分为两个方面:一是使物体的机械运动状态发生改变,二是使物体的形状发生改变,前者叫做力的运动效应或外效应。
后者叫做力的变形效应或内效应。
就力对物体的外效应来说,又可以分为两种情况。
例如,人沿直线轨道推小车使小车产生移动,这是力的移动效应;人作用于绞车手柄上的力使鼓轮转动,这是力的转动效应。
而在一般情况下,一个力对物体作用时,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的力恰好通过球心,只有移动效应;如果此力不通过球心,则不仅有移动效应,还有绕球心的转动效应。
1.1.2 力的三要素实践证明,力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点。
这三者称为力的三要素。
即:1.力的大小力的大小表示物体间机械作用的强弱程度,它可通过力的运动效应或变形效应来度量,在静力学中常用测力器和弹性变形来测量。
为了度量力的大小,必须确定力的单位。
第1章建筑力学基础1.1力的性质、力在坐标轴上的投影1.1.1 力的定义力,是人们生产和生活中很熟悉的概念,是力学的基本概念。
人们对于力的认识,最初是与推、拉、举、掷时肌肉的紧张和疲劳的主观感觉相联系的。
后来在长期的生产和生活中,通过反复的观察、实验和分析,逐步认识到,无论在自然界或工程实际中,物体机械运动状态的改变或变形,都是物体间相互机械作用的结果。
例如,机床、汽车等在刹车后,速度很快减小,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,人们通过科学的抽象,得出了力的定义:力是物体间相互的机械作用,这种作用的结果是使物体的机械运动状态发生改变,或使物体变形。
物体间机械作用的形式是多种多样的,大体上可以分为两类:一类是通过物质的一种形式而起作用的,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的,如两物体间的压力、摩擦力等。
这些力的物理本质各不相同。
在力学中,我们不研究力的物理本质,而只研究力对物体的效应。
一个力对物体作用的效应,一般可以分为两个方面:一是使物体的机械运动状态发生改变,二是使物体的形状发生改变,前者叫做力的运动效应或外效应。
后者叫做力的变形效应或内效应。
就力对物体的外效应来说,又可以分为两种情况。
例如,人沿直线轨道推小车使小车产生移动,这是力的移动效应;人作用于绞车手柄上的力使鼓轮转动,这是力的转动效应。
而在一般情况下,一个力对物体作用时,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的力恰好通过球心,只有移动效应;如果此力不通过球心,则不仅有移动效应,还有绕球心的转动效应。
1.1.2 力的三要素实践证明,力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点。
这三者称为力的三要素。
即:1.力的大小力的大小表示物体间机械作用的强弱程度,它可通过力的运动效应或变形效应来度量,在静力学中常用测力器和弹性变形来测量。
为了度量力的大小,必须确定力的单位。
建筑力学第一章绪论1.工程中习惯把主动作用于建筑物上的外力称为荷载。
例如自重,风压力,水压力,土压力等。
(主要讨论集中荷载、均匀荷载)2.在建筑物中,承受并传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。
3.结构按几何特征分:一,杆件结构.可分为:平面和空间结构。
它的轴线长度远大于横截面的宽度和高度。
二,板壳结构。
(薄壁结构)三,实体结构。
4.建筑力学要进行静力分析即由作用于物体上的已知力求出未知力.5.强度指结构和构件抵抗破坏的能力,刚度指结构和构件抵抗变形的能力。
稳定性指结构和构件保持原有平衡状态的能力。
6.建筑力学的基本任务是研究结构的强度,刚度,稳定性问题。
为此提供相关的计算方法和实验技术。
为构件选择合适的材料,合理的截面形式及尺寸,以及研究结构的组成规律和合理形式。
第二章刚体静力分析基础1.静力学公理.一,二力平衡。
(只适应于刚体,对刚体系统、变形体不适应。
)二,加减平衡力系。
(只适应于刚体,对刚体系统、变形体不适应。
)三,三力平衡汇交.2.平面内力对点之矩.一,合力矩定理3.力偶。
性质:一,力偶对物体不产生移动效应,故力偶没有合力.它既不能与一个力等效或平衡.二,任一力偶可在其作用面内任意移动.4.约束:施加在非自由体上使其位移受到限制的条件.一般所说的支座或支承为约束。
一物体(如一刚性杆)在平面内确定其位置需要两个垂直方向的坐标和杆件的转角。
因此,对应的约束力是相对的.约束类型:1、一个位移的约束及约束力。
a)柔索约束。
b)理想光滑面约束。
C)活动(滚动)铰支座。
D)链杆约束.2、两个位移的约束及约束力。
A)光滑圆柱形铰链约束。
B)固定铰支座约束.3、三个位移的约束及约束力。
A)固定端。
4、一个位移及一个转角的约束及约束力.A)定向支座(将杆件用两根相邻的等长、平行链杆与地面相连接的支座).第五章弹性变形体静力分析基础1.变性固体的基本假设。
连续性假设:固体材料的整个体积内毫无空隙的充满物体。