《结构和构件受力分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结构和构件受力分析（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、结构和构件的受力分析第一节 约束与约束反力自由体：可以在空间作任意运动的物体，如飞机、火箭等； 非自由体：受到其它物体的限制，沿着某些方向不能运动的 物体。如悬挂的重物。约束：阻碍物体运动的限制。约束通常是通过物体间的直接 接触形成的。 约束反力：当物体沿着约束所阻碍的运动方向运动或有运动 趋势时，约束对其必然有力的作用，以限制其运动，这种力 称为约束反力。简称反力。约束反力的方向总是与约束所能 阻碍的物体的运动或运动趋势的方向相反，它的作用点就在 约束与被约束的物体的接触点，大小可以通过计算求得。一、柔性约束柔索的约束反力作用于接触点，方向沿柔索的中心线而背离物体，为拉力。如图所示。 FTA
2、FTBAB AB二、光滑接触面约束 光滑接触面约束反力作用于接触点，沿接触面的公法线且指向物体，为 压力。如图所示。A公法线GFNAAG公切线公切线三、光滑铰链约束 其约束反力作用在垂直于销钉轴线平面内，通过销钉中心 ，方向不定。为计算方便，铰链约束的约束反力常用过铰链中 心两个大小未知的正交分力Fcx，Fcy来表示如图所示。两个 分力的指向可以假设。工程实例简化模型A铰链支座结构简图约束反力四、固定铰支座 将结构物或构件用销钉与地面或机座连接就构成 了固定铰支座。固定铰支座的约束与铰链约束完全 相同。固定铰链约束实际上也是光滑接触面约束 ，只有一个约束反力，但是约束反力的方位不 能确定，所以
3、，就用它的两个分立来表示，一 般把这俩个力画在相互垂直的方向。AAAAAFAyFAxF简化记号和约束反力五、辊轴支座在固定铰支座和支承面间装有辊轴，就构成了 辊轴支座，又称活动铰支座。这种约束只能限制物 体沿支承面法线方向运动，而不能限制物体沿支承 面移动和相对于销钉轴线转动。所以其约束反力垂 直于支承面，过销钉中心指向可假设。如图。结构简图工程实例AAAFA活动铰支座简图和约束反力的表示六、链杆约束 两端以铰链与其它物体连接中间不受力且不计自重的刚 性直杆称链杆，这种约束反力只能限制物体沿链杆轴线方向 运动，因此链杆的约束反力沿着链杆,两端中心连线方向，指 向或为拉力或为压力。如图所示。链杆
4、属于二力杆的一种特 殊情形。结构实例结构简图ADCACDACDF链杆支座七、固定端约束将构件的一端插入一固定物体（如墙）中，就构 成了固定端约束。在连接处具有较大的刚性，被约束的 物体在该处被完全固定，即不允许相对移动也不可转动 。固定端的约束反力，一般用两个正交分力和一个约束 反力偶来代替，如图所示。AAFAxmAFAy第二节 物体的受力分析与受力图 物体受力分析包含两个步骤骤：取分离体，画受力图图 。 1取脱离体：是把所要研究的物体解除约约束，即解除研究 对对象与其它部分的联联系；2画受力图图：用相应应的约约束力代替解除的约约束， 画出其简图简图 受力图图。受力图图是画出分离体上所受的全部
5、力，即主动动力与 约约束力的作用点、作用线线及其作用方向。主动动力是荷载产载产 生的力，实际实际 作用的力；约约束力是解除联联系的作用力。受力分析步骤： 1取研究对象；画脱离体图 2在脱离体上画所有主动力 3在脱离体上解除约束处按约束性质画出全 部约束力，假设一个正方向ABCD ABCFFFBFBFA物体受力分析步骤ABC1取研究对象；画脱离体图F2在脱离体上画所有主动力FAxFAy3在脱离体上解除约束处按约束性质 画出全部约束力，假设一个正方向例1 画出翻斗的受力图。 解1取研究对象；画脱离体图2在脱离体上画所有主动力 3在脱离体上解除约束处按约束性质 画出全部约束力，假设一个正方向例22
6、简支梁两端分别为固定铰支座和可 动铰支座，在C处作用一集中荷载FP（图2 16a），梁重不计，试画梁AB的受力图。 FABCABCD ABCFFFBFBFA解：ABC1取研究对象；画脱离体图F2在脱离体上画所有主动力XAYA3在脱离体上解除约束处按约束性质 画出全部约束力，假设一个正方向例23 三铰拱桥由左右两拱铰接而成，如图217a 所示。设各拱自重不计，在拱AC上作用荷载F。试分 别画出拱AC和CB的受力图。 解FCFBFCFAFCXA例25 作图示系统的受力图。 FAyFAxFTFK画脱离体图注意： （1）脱离体要彻底分离。 （2）约束力、外力一个不能少。 （3）约束力要符合约束力的性质。 （4）未知力先假设方向，计算结果定实际 方向。 （5）分离体内力不能画。 （6）作用力与反作用力方向相反，分别画 在不同的隔离体上。
