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建筑力学-第一章静力学的基本概念

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建筑力学试题

建筑力学试题

第一章：静力学基本概念1、只限物体任何方向移动，不限制物体转动的支座称（ ）支座。

A ：固定铰B ：可动铰C ：固定端D ：光滑面【代码】50241017【答案】A2、只限物体垂直于支承面方向的移动，不限制物体其它方向运动的支座称（ ）支座。

A ：固定铰B ：可动铰C ：固定端D ：光滑面【代码】50241027【答案】B3、既限制物体任何方向运动，又限制物体转动的支座称（ ）支座。

A ：固定铰B ：可动铰C ：固定端D ：光滑面【代码】50241037【答案】C4、平衡是指物体相对地球（ ）的状态。

A 、静止B 、匀速运动C 、匀速运动D 、静止或匀速直线运动【代码】50241047【答案】D5、如图所示杆ACB ，其正确的受力图为（ ）。

A 、图AB 、图BC 、图CD 、图D【代码】50241057【答案】A6.加减平衡力系公理适用于( )。

A.刚体B.变形体 A B C D Q R A R B R D （C ） A B C D QA B C D Q R A R B R D （A ） A B C D Q R A R B R D （B ） A B C D Q R AR BR D （D ）C.任意物体D.由刚体和变形体组成的系统【代码】50141067【答案】A7.在下列原理、法则、定理中，只适用于刚体的是( )。

A.二力平衡原理B.力的平行四边形法则C.力的可传性原理D.作用与反作用定理【代码】50141077【答案】C8.柔索对物体的约束反力，作用在连接点，方向沿柔索( )。

A.指向该被约束体，恒为拉力B.背离该被约束体，恒为拉力C.指向该被约束体，恒为压力D.背离该被约束体，恒为压力【代码】50242088【答案】B9.图示中力多边形自行不封闭的是( )。

A.图(a)B.图(b)C.图(b)D.图(d)【代码】50142026【答案】B10.物体在一个力系作用下，此时只能( )不会改变原力系对物体的外效应。

建筑力学—静力学基本概念

建筑力学—静力学基本概念

• 三、合力矩定理与力矩的解析式 • 1、合力矩定理：平面汇交力系的合力对
于平面内任一点之矩等于所有各个分力对 于该点之矩的代数和 。P23
M o (FR ) M o (F1) M 0 (F2 ) ... M 0 (Fn )
• 2、合力矩的解析式
n
M o (FR ) (xFy yFx ) i 1
位移的条件。 4、约束反力： 约束对被约束体的反作用力。 5、主动力： 约束力以外的力。
§1–3 约束和约束反力
常见的几种类型的约束 1、绳索、链条或胶带约束（拉力） 2、理想光滑接触面约束
§1–3 约束和约束反力
常见的几种类型的约束
光滑接触面约束实例
§1–3 约束和约束反力
常见的几种类型的约束 3、光滑圆柱铰链约束
• 2、力系与平衡
• 1）力系
• 平面力系——各力的作用线都在同一平面
内的力系。
否则为空间力系。
• 共点力系——各力均作用于同一点的力系。
• 力 偶——作用线平行、指向相反而大小 相等的两个力。
• 力 偶 系——若干个力偶组成的力系。
2）平衡 力作用下静止或匀速直线运动 3）平衡力系 ：使物体处于平衡状态的力系
• 五、平面力偶系的合成和平衡条件 • 1、平面力偶系的合成
• 在同一个平面内的任意个力偶可以合成一个合力 偶,合力偶矩等于各个力偶矩的代数和.
• 合成方法:改变各个力偶的大小和力偶臂长短,使 它们具有相同的臂长,并将它们在平面内转动,使 力的作用线重合.
平面力偶系合成与平衡条件
或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对 刚体的作用。
§1–2 静力学公理
推论一 (力在刚体上的可传性)
作用于刚体的力，其作用点可以沿作用线 在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚 体的作用

《建筑力学》第一章静力学的基本概念

《建筑力学》第一章静力学的基本概念

第二节 静力学基本公理
重 点
静力学基本公理
难 点
静力学基本公理的应用
公理1
力的平行四边形法则
力的三角形法则
FR F1 F2
作用在物体上同一点的两个力，可以合 成为一个合力。合力的作用点也在该点， 合力的大小和方向，由这两个力为边构 成的平行四边形的对角线确定
公理二 力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡充分和必要的条 件是，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条 直线上 上述的二力平衡条件对于刚体是充分的也是必要的，而 对于变形体只是必要不是充分的。如图所示的绳索的 两端若受到一对大小相等、方向相反的拉力可以平衡， 但若是压力就不能平衡。
推理2 三力平衡汇交定理 作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用 线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力 的作用线通过汇交点。
公理四 作用与反作用定律 作用力与反作用力大小相等，方向相反，沿同一直线且分别 作用在两个相互作用的物体上。 它是受力分析必需遵循的原则 公理5 刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体， 其平衡状态保持不变。
FAy
A FA y A A FA x A A FA x
A FA y
分力 FAx 和 FAy 的指向可任意假定。
5．可动铰支座 在固定铰支座底板与支承面之间安装若干个辊轴，就构成了可 动铰支座，又称辊轴支座，
在桥梁、屋架等结构中常用采用可动铰支座，以保证在温度变化等因 素作用下，结构沿其跨度方向能自由伸缩，不致引起结构的破坏。
公理3 加减平衡力系


内容—在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉一个平衡 力系，本不改变原力系对刚体的作用效果。 推论1—力的可传性原理 作用于刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任意一点，而 不会改变该力对刚体的作用效果。

建筑力学

建筑力学

1.4.2 受 力 分 析
图1-26
1.4.2 受 力 分 析
小结
1．静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学，它主要 是解决力系的简化（或力系的合成）问题和力系平衡的问题。
2．力是物体之间的相互作用，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）和作用点这三要素。
3．直接主动作用于物体上的外力称为荷载，建筑物中支承荷 载、传递荷载而起骨架作用的部分称为结构。结构中的每一 个基本部分称为构件。
图1-6
图1-7
二力杆：
只受两个力作用而处于平衡的物体称为二力体，如图所示。 机械及建筑结构中的二力体常常统称为二力构件，它们的受力 特点是：两个力的方向必在二力的作用点的连线上。
如果二力构件是一根直杆，则称为二力杆，或称为链杆。 应用二力体的概念，可以很方便地判定结构中某些构件的受力 方向（如桁架结构计算中）。
A (b)
mA A XA
YA
(c)
A
现浇混凝土
(a)
(e) (d)
固定端约束既能够限制物体向任何方向的移动，又
能限制物体向任何方向的转动。对应的约反力为平面内的
相互垂直的两个分力和一个约束力偶。
雨蓬梁
7.滑动支座约束
约束特点:支 座处不能转动，也 不能沿垂方向的、 移动。
其约束力是一力偶和一个与支撑面 垂直的力。
F F
活动铰支座
其约束力的作用线必沿支撑面的法线， 且过铰链中心。
A
FA
(b)
(a) A
(c)
d
(a) (b)
简支梁
5.链杆约束
其约束特点:两端分 别以铰链与不同物 体连接且中间不受 力的直杆。

建筑力学 第2版课件第一章 静力学基本知识

建筑力学 第2版课件第一章 静力学基本知识
图 1-2
1- 静力学基本概念
➢ 二力平衡公理 刚体在两个力作用下保持平衡的充要条件是:此二力大小相等,方向相反,且作 用在同一直线上(见图1-3)。
图 1-3
1- 静力学基本概念
只受两个力作用而处于平衡状态的一般物体,称为二力构件。
二力构件所受的这两个力必然等值、反向且这两个力的作用线必然在该二力作用点的连线 上,如图1-4所示。
强调:合力的作用点是两个力的交点。
1- 静力学基本概念
推论:三力平衡汇交定理
一刚体受共面不平行的三个力作用而平衡时,这三个力的作用线必汇交于一点。
图 1-8
1- 静力学基本概念
1-4
约束与约束力
➢ 约束与约束力的概念
在工程实际中,任何构件都由于受到这样那样的限制不能自由运动,这些限制 就称为该构件的约束。
解析:
将杆AB独立出来进行分析,杆AB有重力G,同时杆AB在A、B处受到光滑 接触面约束,其约束力沿着接触面的公法线,所以,B处的约束力FNB作用 于B点,其方向沿着半径BO且为压力,A处的约束力FNA作用于A点,其方 向垂直于杆AB,也是压力(见图1-11b)。
1- 静力学基本概念
➢ 光滑圆柱铰链约束
两个物体间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,沿同 一直线,并分别作用在这两个物体上。
强调:存在两个物体,两个力是分别作用在两个物体上的。
1- 静力学基本概念
【例1-1】 天花板上用绳索吊一小球,小球受重 力G作用(见图1-2a),绳重不计。 试分析各物体间相互的作用力和反作用力。
图 1-2
1- 静力学基本概念
1- 静力学基本概念
➢ 力的平行四边形公理 作用于物体上同一点且不共线的两个力,可以合成为作用于该点的一个合力。 合力的大小和方向,由以这两个力为邻边构成的平行四边形的对角线确定,合 力的作用点为这两个力的交点。如图1-7所示 如图1-7所示。以FR表示合力,以F1和F2分别表示原来的两力(称为分力),则有F R=F1+F2

建筑力学试题

建筑力学试题

第一章：静力学基本概念1、 只限物体任何方向移动，不限制物体转动的支座称（ ）支座。

A ：固定铰 B ：可动铰 C ：固定端 D ：光滑面 【代码】50241017 【答案】A2、只限物体垂直于支承面方向的移动，不限制物体其它方向运动的支座称（ ）支座。

A ：固定铰 B ：可动铰 C ：固定端 D ：光滑面 【代码】50241027【答案】B3、既限制物体任何方向运动，又限制物体转动的支座称（ ）支座。

A ：固定铰B ：可动铰C【代码】50241037【答案】C4、平衡是指物体相对地球（A 、静止【代码】5024【答案】D 5 ）A 、图A B 、图B C、图C D 、图D 【代码】5024【答案】A6.。

A.刚体 B.变形体C.任意物体D.由刚体和变形体组成的系统 【代码】50141067 【答案】A7.在下列原理、法则、定理中，只适用于刚体的是( )。

A.二力平衡原理 B.力的平行四边形法则 C.力的可传性原理 D.作用与反作用定理 【代码】50141077【答案】C8.柔索对物体的约束反力，作用在连接点，方向沿柔索( )。

A.指向该被约束体，恒为拉力 B.背离该被约束体，恒为拉力 C.指向该被约束体，恒为压力 D.背离该被约束体，恒为压力 【代码】50242088【答案】B9.图示中力多边形自行不封闭的是( )。

A.图(a)B.图(b)C.图(b)D.图(d)【代码】50142026【答案】B10.物体在一个力系作用下，此时只能( )不会改变原力系对物体的外效应。

A.加上由二个力组成的力系B.去掉由二个力组成的力系C.加上或去掉由二个力组成的力系D.加上或去掉另一平衡力系【代码】50241107【答案】D11.物体系中的作用力和反作用力应是( )。

A.等值、反向、共线B.等值、反向、共线、同体C.等值、反向、共线、异体D.等值、同向、共线、异体【代码】50142117【答案】C12.由F1、F2、F3、F4构成的力多边形如图所示，其中代表合力的是( )。

建筑力学：静力学的基本概念

37
杆件结构的分类
从结构计算简图划分
梁 拱 梁是一种受弯构件，其轴线通常为直线。 拱的轴线水平支座反力（推力） 桁架 桁架由直杆组成，节点都为铰节点
刚架
组合结构 合结点
刚架由直杆组成，节点为刚节点
垳架和梁或刚架组合在一起形成的结构，含有组
38
分布力分布在结构某一表面通常用荷载集度度量集中力集中作用于结构一点汽车通过轮胎作用在桥面上的力汽车通过轮胎作用在桥面上的力桥面板作用在钢梁的力桥面板作用在钢梁的力二刚体和平衡的概念刚体在力作用下不发生变形的物体
第一章 静力学的基本概念
§1-1
一、力的概念
力和平衡的概念
1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用 使物体的运动状态或形状发生改变。 2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。 3.力的单位： 国际单位制：牛顿(N) 千牛顿(kN)
推论 (力在刚体上的可传性) 作用于刚体上某点的力，可沿其作用线移动 到刚体内任意一点，而不改变该力对刚体的作用 效应。
F A
=
B F A F2
F1
=
A
B
F1
8
三、力的平行四边形法则
作用于物体上同一点的两个力可合成为作用于同 一点的一个合力。合力的大小与方向由原两力为 邻边而作出的平行四边形的对角线来确定。
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
29
组合结点
如果结点上的一些杆件用铰链连接，另一些杆件刚 性连接，这种结点称为组合结点。
Ｅ
Ｅ
30
建筑结构的支座通常分为固定铰支座，活动铰 支座，固定(端)支座和定向支座四类。
①活动铰支座（滚轴支座）
31
②固定铰支座
32
③固定支座

建筑力学基础知识

约束—阻碍物体运动的限制条件，约束总是通过物体间的直 接接触而形成。
约束对物体必然作用一定的力，这种力称为约束反力或约 束力，简称反力。约束反力的方向总是与物体的运动或运动 趋势的方向相反，它的作用点就在约束与被约束物体的接触 点。运用这个准则，可确定约束反力的方向和作用点的位置。
(a) (b) (c)
必将D处的约束反力画上，因为对整体而言它是内力。
物体的受力图举例
【1】重量为FW 的小球放置在光滑的斜面上，并 用绳子拉住，如图（a）所示。画出此球的受 力图。
【解】以小球为研究对象，解除小球的约束，画 出分离体，小球受重力(主动力)FW，并画出， 同时小球受到绳子的约束反力（拉力）FTA和斜 面的约束反力（支持力）FNB（图（b））。
（1）在保持力偶矩的大小和转向不变的条件下，力 偶可在其作用面内任意移动，而不会改变力偶对 物体的转动效应。
m(F、F’) = m = ± Fd
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。
力偶矩的单位与力矩单位相同，也是（N·m）或 （kN·m）。
力偶的基本性质 1. 力偶没有合力，不能用一个力来代替。力偶只 能用力偶来平衡。力偶在任意轴上的投影等于零。
二、静力学公理
• 二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的
必要和充分条件是，这两个力大小相等，方向相 反，作用在同一条直线上。
F1
F2
F2
F1
(a)
(b)
图1-3 二力平衡公理
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。
二力杆
加减平衡力系公理
单位长度上分布的线荷载大小称为荷载集度， 其单位为牛顿/米(N/m)，如果荷载集度为常量， 即称为均匀分布荷载，简称均布荷载。

第一章建筑力学基础知识


第1章
1.1.2
建筑力学基础
力的三要素：
力的大小 、力的方向 、力的作用点 。
1.1.3 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，
如图1.1所示。
第1章
建筑力学基础
力的定义
力是物体间相互间的机械作用。
力的效应
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。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、方向、作用点称为力的三要素。
讨论力的转动效应时， 主要关心力矩的大小与转 动方向，而这些与力的大 小、转动中心（矩心）的 位置、动中心到力作用线 的垂直距离（力臂）有关。
力矩与力偶
力的转动效应——力矩 M 可由下式计算：
M = ± FP ·d
式中：FP 是力的数值大小，d 是 力臂，逆时针转取正号，常用单 位是 KN-m 。力矩用带箭头的弧 线段表示。 集中力引起的力矩直接套用公式进行计算； 对于均布线荷载引起的力矩，先计算其合力， 再套用公式进行计算。
如图1.18(c)所示，可以用FRA和一未知方向角α表示，也可
以用一个水平力FXA和垂直力FYA表示。
第1章
建筑力学基础
2．可动铰支座
图l.20(a)是可动铰支座的示意图。构件与支 座用销钉连接，而支座可沿支承面移动，这种约 束，只能约束构件沿垂直于支承面方向的移动， 而不能阻止构件绕销钉的转动和沿支承面方向的 移动。所以，它的约束反力的作用点就是约束与 被约束物体的接触点、约束反力通过销钉的中心， 垂直于支承面，方向可能指向构件，也可能背离 构件，视主动力情况而定。这种支座的简图如 1.20(b)所示，约束反力如图1.20(c)所示。

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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