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1、建筑力学建筑力学Architectural Mechanic授课教师：钟星鸣开课系部：建筑工程系 1.3荷载n（1）荷载的分类n按作用时间：恒载、活载及偶然荷载n按作用范围：集中荷载、分布荷载n按作用性质：静力荷载、动力荷载n按作用位置：固定荷载、移动荷载（2）载荷的简化和计算 n1、等截面梁自重的计算n在工程结构计算中，通常用梁轴表示一根梁。等截面的自重总是简化为沿梁轴方向的均布线荷载q。n已知：截面尺寸h,b,长度为l;梁单位体积重（m）n求：线荷载q.n解：此梁总重：b.h.l. (KN)n沿梁轴每米长的自重：q= = =b.h. (KN/m)n2 均布面载荷化为均布线载荷 在工程计算中
2、，在板面上受到均布面荷载q(kN/m2) 时，需要将它简化为沿跨度（轴线）方向均匀分布的线荷载来计算。n已知：板均布面荷载：q(kN/m2)；板宽b；板跨度(m)n求：q（k/m）n解：板上受到的全部荷载：q.b.L(kN)n沿板跨度方向均匀分布的线荷载：q= = =b.q(kN) n 例如：图中板自重11k；防水层的均布面荷载为：q=300N/m2;水泥沙浆找平层厚0.02m,=20kN/m3;雪载： q4= 300N/m2.n求：将全部荷载化成沿板长的均布线荷载。n解：q= =1237N/m2；n q2=300N/m2；nq3= =400N/m2n q4=300N/m2nq=q1+q2+q
3、3+q4=1237+300+400+300=2237N/m2n 线载：q= = =3333N/m2。1.4约束与约束反力 n1 基本概念：n自由体： 可以任意运动（获得任意位移）的物体。n非自由体： 不可能产生某方向的位移的物体。n约束： 由周围物体所构成的、限制非自由体位移的条件。n约束反力：约束对被约束体的反作用力。n主动力：约束力以外的力。2常见的几种类型的约束（1）柔性约束 约束反力一定通过接触点，沿着柔体中心线背离物体的方向， 且只能是拉力 典型：绳索（2）理想光滑接触面约束 约束反力是通过接触点 ，沿着接触面的公共法线指向被约束的物体，只能是支持力（3）光滑圆柱铰链约束 约束反力通
4、过接触点 垂直于销钉轴线，通过销钉中心 方向不定(4) 链杆约束 约束反力 沿着链杆的轴线，方向不定 可以压 可以拉 3 支座的简化和支座反力n1、支座：建筑物中支承构件的约束。n2、支座反力：支座对构件的作用力叫支座反力。n3、支座的类型：n（）、固定铰支座：受力特性与圆柱铰链相同,用两个相互垂直的力表示。 （）、可动铰支座：受力特性与链杆约束相同，支座反力通过铰中心，沿着支撑面的法线方向。 n在房屋建筑中，梁通过混凝土垫块支承在砖柱上，不计摩擦时可视为可动铰支座。（）、固定端支座：如房屋的雨篷、挑梁，其一端嵌入墙里，墙对梁的约束既限制它沿任何方向移动，同时又限制它的转动，这种约束称为固定端
5、支座。它除了产生水平和竖直方向的约束反力外，还有一个阻止转动的约束反力偶。1.5物体的受力分析n（1）受力分析n解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况。n作用在物体上的力有： 一类是:主动力,如重力,风力,气体压力等 二类是：被动力，即约束反力。 n二、分离体（或脱离体）：从周围物体中单独分离出来的研究对象。 n三、受力图：表示研究对象（即脱离体）所受全部力的图形。主动力一般是先给定的，约束力则需要根据约束的性质来判断。n例题1、试画出图 (a)所示结构的整体、AB 杆、AC 杆的受力图。B、C 处为光滑面约
6、束，D 处受到柔绳约束。 n解：(1) 以结构整体为研究对象，主动力有荷载 F，注意到 B、C 处为光滑面约束，约束反力为 FB、FC 。其受力图如图 1.31(b)所示。 n(2) 取 AB 杆的分离体，A 处为光滑圆柱铰链约束，D 处受到柔绳约束，其受力图如图 (c)所示。n(3) 取出 AC 杆的分离体，A 处受到 AB 杆的反作用力F Ax、F Ay，E 处为柔绳约束，AC杆受力如图 (d)所示。 n例题2、在图 (a)中，多跨梁 ABC 由 ADB、BC 两个简单的梁组合而成，受集中力F 及均布载荷 q 作用，试画出整体及梁 ADB、BC 段的受力图。 n解：(1) 取整体为研究对象
7、，先画集中力 F 与分布载荷 q，再画约束反力。A 处约束反力分解为二正交分量，D、C 处的约束反力分别与其支承面垂直，B 处约束反力为内力，不能画出，整体的受力图如图 (b)所示。n(2) 取 ADB 段的分离体，先画集中力 F 及梁段上的分布载荷 q ，再画 A、D、B 处的约束反力 FAx、FAy、FD、FBx、FBy，ADB 梁受力如图 (c)所示。n(3) 取 BC 段的分离体，先画梁段上的分布载荷 q，再画出 B、C 处的约束反力，注意B 处的约束反力与 AB 段 B 处的约束反力是作用力与反作用力关系， C 处的约束反力 FC与斜面垂直，BC 梁受力如图 (d)所示。n四、总结：画物体受力图主要步骤为n (1)根据题意选取研究对象，并用尽可能简明的轮廓把它单独画出，即解除约束、取分离体。n (2)在脱离体上画主动力。要画上其所受的全部的主动力，不能漏掉，也不能把不是作用在该分离体上的力画在该分离体上。主动力的作用点（线）和方向不能任意改变。 n (3)在去掉约束的地方 根据约束性质逐一画出作用在脱离体上的约束力
