【正文】 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 靜力學：主要研究物體在力系的作用下處于平衡狀態(tài)時的平衡條件 第一篇 靜力學 （ Statics） 平衡：物體相對于地面保持靜止或作勻速直 線運動的狀態(tài) 平衡條件：是指處于平衡狀態(tài)時，作用在物體上的力系 應滿足的條件 力系：作用在物體上的若干個力或一群力 靜 力 學 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 ⑴ 物體的受力分析； ——也是所有力學的基本問題； 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用； 靜力學的三個基本問題： 靜 力 學 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 靜力學部分在實際工程中應用很廣泛，是學習材料力學部分和結(jié)構(gòu)力學的基礎(chǔ) 求解約束反力 平衡方程 受力分析 靜力學公理 約束 力系的簡化 平衡條件 內(nèi)容結(jié)構(gòu)： 靜 力 學 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學 基 礎(chǔ) 知 識 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 167。 2–1 靜力學的基本公理 是人們在生活和生產(chǎn)實踐中長期積累的經(jīng)驗總結(jié)，又經(jīng)過反復檢驗，被確認是符合客觀實際的最普遍、最一般的規(guī)律。 力學中的其它各種定理都是以公理（原理）為基礎(chǔ)，經(jīng)過邏輯推導派生出來的。 靜力學公理以 Newton力學的基本定律為基礎(chǔ) Sir Issac Newton 公理：（ 原理） 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 公理一 (二力平衡公理 ) 要使剛體在兩個力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。 167。 2–1 靜力學的基本公理 F2 F1 柔性繩 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 性質(zhì)：兩個力必須是沿作用點的連線 推論一 二力構(gòu)件 忽略重力，只受兩個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 靜力學公理 ? 公理一 續(xù) 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 推論二 二力桿 則兩端點的 作用力必需大小相等，方向相反，且沿著桿的軸線 167。 2–1 靜力學公理 ? 公理一 續(xù) 忽略重力，只受兩個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)分析的靜力學基本知識 A 作用于物體上任一點的兩個力可合成為作用于同一點 的一個力，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 矢量表達式： F= F1+F2 公理二 力平行四邊形法則 167。 2–1 靜力學公理 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 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 靜力學公理 ? 公理二 續(xù) 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 推論一 (力在剛體上的可傳性 ) 作用于 剛體 上的力，其作用點可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動，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 靜力學公理 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 推論二 (三力平衡匯交原理 ) 當剛體在三個力作用下平衡時，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點，則第三力的作用線必定也通過這個點。 F1 F F2 A = 證明： F1 F2 F3 A3 A A2 A1 ? 公理三 續(xù) 167。 1–2 靜力學公理 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 F3 F A = A3 F1 F2 F3 A3 A A2 A1 推論二 (三力平衡匯交原理 ) 當剛體在三個力作用下平衡時，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點，則第三力的作用線必定也通過這個點。 證明： ? 公理二 續(xù) 167。 2–1 靜力學公理 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 任何兩個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 分別作用于這兩個物體上。 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 靜力學公理 第二章 結(jié)構(gòu)分析的靜力學基本知識 167。 2–1 靜力學公理 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)分析的靜力學基本知識 按作用的時間長短分為恒荷載和活荷載 按作用性質(zhì)分為靜荷載和動荷載 靜力荷載 是指荷載的數(shù)量、方向和位置不隨時間變化或變化極為緩慢，因而不會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的運動，例如結(jié)構(gòu)的自重和其它恒載； 動力荷載 是指隨時間迅速變化的荷載，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)