【正文】 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 靜力學(xué)：主要研究物體在力系的作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)的平衡條件 第一篇 靜力學(xué) （ Statics） 平衡：物體相對于地面保持靜止或作勻速直 線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài) 平衡條件：是指處于平衡狀態(tài)時(shí)，作用在物體上的力系 應(yīng)滿足的條件 力系：作用在物體上的若干個(gè)力或一群力 靜 力 學(xué) 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 ⑴ 物體的受力分析； ——也是所有力學(xué)的基本問題； ⑵ 力系的等效替換（或簡化） ； ⑶ 建立各種力系的平衡條件及其應(yīng)用； 靜力學(xué)的三個(gè)基本問題： 靜 力 學(xué) 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 靜力學(xué)部分在實(shí)際工程中應(yīng)用很廣泛，是學(xué)習(xí)材料力學(xué)部分和結(jié)構(gòu)力學(xué)的基礎(chǔ) 求解約束反力 平衡方程 受力分析 靜力學(xué)公理 約束 力系的簡化 平衡條件 內(nèi)容結(jié)構(gòu)： 靜 力 學(xué) 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué) 基 礎(chǔ) 知 識 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 167。 2–1 靜力學(xué)的基本公理 是人們在生活和生產(chǎn)實(shí)踐中長期積累的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，又經(jīng)過反復(fù)檢驗(yàn)，被確認(rèn)是符合客觀實(shí)際的最普遍、最一般的規(guī)律。 力學(xué)中的其它各種定理都是以公理（原理）為基礎(chǔ)，經(jīng)過邏輯推導(dǎo)派生出來的。 靜力學(xué)公理以 Newton力學(xué)的基本定律為基礎(chǔ) Sir Issac Newton 公理：（ 原理） 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 公理一 (二力平衡公理 ) 要使剛體在兩個(gè)力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個(gè)力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。 167。 2–1 靜力學(xué)的基本公理 F2 F1 柔性繩 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 性質(zhì)：兩個(gè)力必須是沿作用點(diǎn)的連線 推論一 二力構(gòu)件 忽略重力，只受兩個(gè)力作用而處于平衡的構(gòu)件 C B FC FB A B FB FA 注意重力 167。 2–1 靜力學(xué)公理 ? 公理一 續(xù) 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 推論二 二力桿 則兩端點(diǎn)的 作用力必需大小相等，方向相反，且沿著桿的軸線 167。 2–1 靜力學(xué)公理 ? 公理一 續(xù) 忽略重力，只受兩個(gè)力作用而處于平衡的直桿 A B RA RB A C B 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 A 作用于物體上任一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成為作用于同一點(diǎn) 的一個(gè)力，即合力。 合力的大小由以兩力的為鄰邊而作出的力平行四邊形 的對角線來表示。 F1 F2 F 矢量表達(dá)式： F= F1+F2 公理二 力平行四邊形法則 167。 2–1 靜力學(xué)公理 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 b) 三角形法則 F1 F2 F A F3 a) 平行四邊形法則 ??????????niin FFFFR121A F1 F2 F A F1 F2 F 167。 2–1 靜力學(xué)公理 ? 公理二 續(xù) 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 推論一 (力在剛體上的可傳性 ) 作用于 剛體 上的力，其作用點(diǎn)可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動(dòng)，而不改變它對該剛體的作用 。 = = F1 = － F2 = F F A B F A B F2 F1 F1 A B 三、加減平衡力系原理 ： 作用于剛體的力系中加上或減去一個(gè)平衡力系不改變原力系對剛體的作用 力 的三要素可以敘述為： 大小、方向、作用線 167。 2–1 靜力學(xué)公理 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 推論二 (三力平衡匯交原理 ) 當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下平衡時(shí)，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點(diǎn)，則第三力的作用線必定也通過這個(gè)點(diǎn)。 F1 F F2 A = 證明： F1 F2 F3 A3 A A2 A1 ? 公理三 續(xù) 167。 1–2 靜力學(xué)公理 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 F3 F A = A3 F1 F2 F3 A3 A A2 A1 推論二 (三力平衡匯交原理 ) 當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下平衡時(shí)，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點(diǎn)，則第三力的作用線必定也通過這個(gè)點(diǎn)。 證明： ? 公理二 續(xù) 167。 2–1 靜力學(xué)公理 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 任何兩個(gè)物體間的相互作用的力，總是大小相等，作用線相同，但指向相反，并同時(shí) 分別作用于這兩個(gè)物體上。 區(qū)別二力平衡公理中兩力 作用于同一物體上 公理四 (作用和反作用定律 ) A B N A N’ B 167。 2–1 靜力學(xué)公理 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 167。 2–1 靜力學(xué)公理 公理 5 剛化原理 柔性體（受拉力平衡） 剛化為剛體（仍平衡） 反之不一定成立，因?qū)傮w平衡的充分必要條件，對變形體是必要的但非充分的． 剛體（受壓平衡） 柔性體（受壓不能平衡） 變形體 在某一力系作用下處于平衡，則可將變形體變形后的形態(tài)剛性化，從而仍將其抽象為剛體的 平衡。 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 集中力 分布力 q (kN/m) l 167。 2–2 荷載 約束 結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖 一、荷載及其分類 按作用的范圍分為集中荷載和分布荷載 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學(xué)基本知識 按作用的時(shí)間長短分為恒荷載和活荷載 按作用性質(zhì)分為靜荷載和動(dòng)荷載 靜力荷載 是指荷載的數(shù)量、方向和位置不隨時(shí)間變化或變化極為緩慢，因而不會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的運(yùn)動(dòng)，例如結(jié)構(gòu)的自重和其它恒載； 動(dòng)力荷載 是指隨時(shí)間迅速變化的荷載，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)