工程建筑力學(xué)基礎(chǔ)知識-資料下載頁
2025-06-24 20:59本頁面
【正文】 —A端支座為固定端支座，使A端既不能移動，也不能轉(zhuǎn)動。(4) (d)——這種支座只允許桿端沿一個方向移動，而沿其他方向不能移動，也不能轉(zhuǎn)動。(5) 另外必須指出，恰當(dāng)?shù)剡x取實際結(jié)構(gòu)的計算簡圖，是結(jié)構(gòu)設(shè)計中十分重要的問題。為此，不僅要掌握上面所述的基本原則，還要有豐富的實踐經(jīng)驗。對于一些新型結(jié)構(gòu)往往還要通過反復(fù)試驗和實踐，才能獲得比較合理的計算簡圖。另外，由于結(jié)構(gòu)的重要性、設(shè)計進行的階段、計算問題的性質(zhì)以及計算工具等因素的不同，即使是同樣一個結(jié)構(gòu)也可以取得不同的計算簡圖。對于重要的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該選取比較精確的計算簡圖；在初步設(shè)計階段可選取比較粗略的計算簡圖，而在技術(shù)設(shè)計階段選取比較精確的計算簡圖；對結(jié)構(gòu)進行靜力計算時，應(yīng)該選取比較復(fù)雜的計算簡圖，而對結(jié)構(gòu)進行動力穩(wěn)定計算時，由于問題比較復(fù)雜，則可以選取比簡單的計算簡圖；當(dāng)計算工具比較先進時，應(yīng)選取比較精確的計算簡圖等等。 桿系結(jié)構(gòu)的分類 平面桿系結(jié)構(gòu)分類平面桿系結(jié)構(gòu)是本書分析的對象，按照它的構(gòu)造和力學(xué)特征，可分為五類：1．梁 以受彎為主的直桿稱為直梁。本書主要討論直梁，較少涉及曲梁，更不考慮曲率對曲桿的影響。梁有靜定梁和超靜定梁兩大類，(a)、(b)所示。2．拱 拱多為曲線外形，它的力學(xué)特征在以后討論拱時再說明。常用的拱有靜定三鉸拱和超靜定的無鉸拱、兩鉸拱三種，(a)、(b)、(c)所示。3．剛架 剛架由梁和柱等桿件構(gòu)成，桿件之間的連接多采用剛結(jié)。有靜定剛架和超靜定剛架兩類，(a)、(b)所示。4．桁架 拓架由端部都是鉸結(jié)的直桿構(gòu)成，理想桁架的荷載必須施加在結(jié)點上，(a)、(b)所示，有靜定桁架和超靜定桁架兩種。5．組合結(jié)構(gòu) 它是桁架式直桿和梁式桿件兩類桿件組合而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。圖中，桿具有多個結(jié)點，屬梁式桿件，桿件，…又為端部都為鉸結(jié)的桁架式直桿，故圖(a)和(b)均為組合結(jié)構(gòu)。組合結(jié)構(gòu)也有靜定和超靜定之分。 桿件的基本變形 桿件變形的基本形式桿件因外力作用而發(fā)生變形。外力的類型(力、力偶)不同，個數(shù)不同，各力的作用點、方位及指向不同，桿件的變形也就不同。(a)、(b)所示的相同桿件，同受三個力，甚至力的作用點也相同，只因力的方向不同，桿的變形形式便不同。工程實際中桿件的變形形式多種多樣，歸納為以下四種基本變形形式之一，或者是幾種基本變形形式的組合。 1軸向拉伸和壓縮 (a)、(b)所示等直桿，在一對作用線與桿軸線重合的外力作用下，桿的主要變形是軸向伸長或縮短。2．剪切 (c)所示等直桿，在一對作用線相距很近、指向相反、大小相等的橫向外力作用下，桿的主要變形是橫截面沿外力作用方向發(fā)生相對錯動。 (d)所示圓截面等直桿，在一對作用面垂直于桿軸線、轉(zhuǎn)向相反、大小相等的外力偶作用下，桿的變形為相鄰的橫截面繞桿的軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。4．彎曲 (e）所示等直桿，在一對作用在縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)、轉(zhuǎn)向相反、大小相等的外力偶作用下，桿變形的特征為所有縱向纖維彎成曲線，相鄰橫截面繞垂直于變形后的桿軸線的軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。本章小結(jié)1．力是物體間的相互機械作用。力對物體作用會產(chǎn)生兩種效應(yīng)：運動效應(yīng)(外效應(yīng))和變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))。力的效應(yīng)取決于力的三要素——大小、方向、作用點。2．已知力，應(yīng)用公式()可得力的投影。3. 應(yīng)用合力投影定理可知合力的投影為： 、 必須指出：(1)力的投影是代數(shù)量，它不同于力矢，兩者性質(zhì)不同，運算法則也不同，因而表示的符號也不同，讀者一定要嚴格地加以區(qū)分。(2)力在相交軸上的投影與力沿相交軸分解的分力是兩個不同的概念，對兩者之間的聯(lián)系和區(qū)別應(yīng)有明確認識。4．靜力學(xué)基本公理。(1)二力平衡公理又稱二力平衡條件，它是剛體平衡最基本的規(guī)律，是推證力系平衡條件的理論依據(jù)。所謂平衡，是指剛體相對于地球處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。使剛體處于平衡狀態(tài)的力系對剛體的效應(yīng)等于零。(2)加減平衡力系公理是力系簡化的重要理論依據(jù)。加減平衡力系公理和力的可傳性原理只適用于剛體。(3)力的平行四邊形法則表明，作用在物體上同一點的兩個力可以用平行四邊形法則合成。反過來，一個力也可以用平行四邊形法則分解為兩個分力。平行四邊形法則是所有用矢量表示的物理量相加的法則。三力平衡匯交定理闡明了物體在三個不平行的力作用下平衡的必要條件。 (4)作用與反作用定律反映了力是物體間相互機械作用的這一最基本的性質(zhì)，說明了力總是成對出現(xiàn)的。5．阻礙物體自由運動的限制物體稱為約束。約束反力就是約束作用于被約束物體上的力。正是這種力阻礙被約束物體沿某些方向的運動。因而約束反力的方向總是與約束所能阻礙的被約束物體的運動或運動趨勢的方向相反。約束反力一定要根據(jù)各類約束的性質(zhì)畫出，有時還要根據(jù)二力平衡條件和作用與反作用定律及三力平衡匯交定理來判定約束反力的方向。約束反力的方向能夠預(yù)先確定的，在受力圖上應(yīng)正確畫出；如果指向不能預(yù)先確定，可以假定，但力的作用線的方位不能畫錯；指向假定是否正確，可以由以后計算所得的結(jié)果來判斷。在一般情況下，圓柱鉸鏈的約束反力的方向不能預(yù)先確定，可用兩個相互垂直的分力表示。畫受力圖時還應(yīng)該注意：(1)只畫研究對象所受的力。不畫研究對象施加給其它物體的力。(2)只畫外力不畫內(nèi)力。(3)畫作用力與反作用力時，二者必須畫成作用線方位相同、指向相反。(4)同一個約束反力同時出現(xiàn)在物體系統(tǒng)的整體受力圖和拆開畫的部分物體受力圖中時，它的指向必須一致。6．作用于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的主動力即為荷載。荷載的種類很多，主要的分類就是分布力和集中力。7. 單個桿件的基本變形形式有：拉伸和壓縮變形、剪切變形、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形。8. 桿系結(jié)構(gòu)的類型有：梁、剛架、桁架、拱和組合結(jié)構(gòu)。思 考 題 試說明力的分力與力的投影的區(qū)別？ 哪幾條靜力學(xué)公理只適應(yīng)于剛體？ 常見約束有哪幾種，約束反力有何特點？ 何謂荷載？怎樣分類？ 桿件有哪幾種基本變形形式？ 桿系結(jié)構(gòu)可分為那幾種類型？ 畫受力圖的步驟及要點？習(xí) 題、的合力。 小球重為，用繩、試用力的平行四邊形法則求出()兩種情況下各繩的拉力。桿的自重不計，接觸面為光滑面。.6某梁截面寬b＝20cm，高h＝45cm，梁的重度 r＝24kN／m3。試計算梁自重的均布線荷載(／m)。 37
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