建筑力学01第一章力学基础知识.pptx

第一章力学基础知识

1.1静力学基本概念物体的静平衡是指物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。静力学研究物体作机械运动的特殊情况——物体处于静止状态时力的平衡规律。包括：受力分析、力系的简化、平衡的条件等等。

刚体(Rigidbody)在任何外力的作用下，大小和形状始终保持不变的物体。添加标题例如:桥梁在车辆、人群等荷载作用下的最大竖直变形一般不超过桥梁跨度的1/700～1/900。物体的微小变形对于研究物体的平衡问题影响很小，因而可以将物体视为不变形的理想物体——刚体添加标题静力学只研究刚体，因此，只讨论物体在力的作用下整体的平衡问题。添加标题

力力(Force)是物体间相互的机械作用力对物体作用效应(Effectofanaction)：一是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。二是使物体的形状发生改变，叫做力的变形效应或内效应。力的定义力的单位，采用国际单位时为：或牛顿（N）

力的三要素：力的大小、力的方向、力的作用点。添加标题01力的图示法：添加标题02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，添加标题03

力系的定义

作用于同一个物体上的一组力。力系(Systemofforces)的分类各力的作用线都在同一平面内的力系称为平面力系；各力的作用线不在同一平面内的力系称为空间力系。

平面力系的分类平面平行力系：各力作用线平行的力系。平面一般力系：各力作用线既不汇交又不平行的平面力系。

等效力系(Equivalentforcesystem)1指两个力(系)对物体的作用效果完全相同。2平衡力系(Equilibriumforcesystem)3力系作用下使物体平衡的力系。4合力与分力5若一个力与一个力系等效。则这个力6称为该力系的合力，而力系中的各个力称7为该合力的一个分力。8

1.2静力学公理公理一二力平衡公理作用于刚体上的两个力，如果大小相等、方向相反、且沿同一作用线，则它们的合力为零，此时，刚体处于静止或作匀速直线运动。二力构件只有两个力作用下处于平衡的物体其大小相等、方向相反、作用于同一直线上。

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。

作用在物体上同一点的两个力，可以合成为仍作用于该点的一个合力，合力的大小和方向由以原来的两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线矢量来表示。公理二力的平行四边形法则(Parallelogramofforces)

刚体受到不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线一定交于同一点且位于同一平面内。推论：三力平衡汇交定理

01公理三作用与反作用定律两个相互作用物体之间的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这两个物体上。公理四加减平衡力系公理在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。推论：力的可传性力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变它对刚体的作用效应0203

1.3力的投影.力沿坐标轴的分解反之，当投影Fx、Fy已知时，则可求出力F的大小和方向：一、力在坐标轴上的投影：结论：力在某轴上的投影，等于力的模乘以力与该轴正向间夹角的余弦。y??b′a′abFOxBFxFy

例1.1试求图1.3中各力在轴上的投影，投影的正负号按规定观察判定。

例1.1题解：PART1

力投影的要点：01添加标题力平移力在坐标轴上投影不变；02添加标题力垂直于某轴，力在该轴上投影为零；03添加标题力平行于某轴，力在该轴上投影的绝对04添加标题值为力的大小。05添加标题合力投影定理：06添加标题平面汇交力系的合力在任一轴上的投影，07添加标题等于各分力在同一轴上投影的代数和。即：08添加标题

1.4力矩力对点之矩（力矩）力矩作用面1.大小：力F与力臂的乘积2.方向：转动方向两个要素：

力矩的表示方法：一种是：在圆弧上标以箭头的方法；另一种：标以两个箭头的符号（双箭头符号）。即：用双箭头表示力矩。

“力”与“力矩”还会产生什么作用？力有以下两个作用：改变物体的运动状态；使物体产生变形。力矩也有两个作用：改变物体的旋转状态；使物体产生扭转或弯曲变形。

F1F2d1.5力偶1、力偶——大小相等的反向平行力。（注意与平衡力的区别）⑴、作用效果：引起物体的转动。⑵、力和力偶是静力学的基本要素。力偶特性二：力偶只能用力偶来代替（即只能和另一力偶等效），因而也只能与力偶平衡。力偶特性一：力偶中的二个力，既不平衡，也不可能合成为一个力。

2、力偶臂——力偶中两个力的作用线之