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1、建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 建筑力學基礎知識建筑力學基礎知識建筑力學基礎知識建筑力學基礎知識1 1 緒論緒論緒論緒論0 0 建筑結(jié)構(gòu)材料建筑結(jié)構(gòu)材料建筑結(jié)構(gòu)材料建筑結(jié)構(gòu)材料2 2 結(jié)構(gòu)設計方法與設計指標結(jié)構(gòu)設計方法與設計指標結(jié)構(gòu)設計方法與設計指標結(jié)構(gòu)設計方法與設計指標3 3 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件4 4 鋼筋混凝土樓（屋）蓋、樓梯鋼筋混凝土樓（屋）蓋、樓梯鋼筋混凝土樓（屋）蓋、樓梯鋼筋混凝土樓（屋）蓋、樓梯5 5 基礎基礎基礎基礎6

2、6 鋼筋混凝土多層與高層結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土多層與高層結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土多層與高層結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土多層與高層結(jié)構(gòu) 7 7 砌體結(jié)構(gòu)基礎知識砌體結(jié)構(gòu)基礎知識砌體結(jié)構(gòu)基礎知識砌體結(jié)構(gòu)基礎知識8 8 鋼結(jié)構(gòu)基礎知識鋼結(jié)構(gòu)基礎知識鋼結(jié)構(gòu)基礎知識鋼結(jié)構(gòu)基礎知識9 9 建筑結(jié)構(gòu)施工圖的識讀建筑結(jié)構(gòu)施工圖的識讀建筑結(jié)構(gòu)施工圖的識讀建筑結(jié)構(gòu)施工圖的識讀 1010目目錄錄建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖第1章 建筑力學基礎知識1-1 靜力學基本概念靜力學基本概念1-2 平面力系平衡條件的應用平面力系平衡條件的應用1-5 單跨靜定梁的內(nèi)力單跨靜定梁的內(nèi)力1-3 內(nèi)力與內(nèi)力圖內(nèi)力與內(nèi)力圖1-4 軸向拉壓桿的內(nèi)力軸向拉壓桿的

3、內(nèi)力第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖一、力與平衡的基本概念一、力與平衡的基本概念1-1 靜力學基本概念靜力學基本概念力力(ForceForce)物體間相互的機械作用；物體間相互的機械作用；力的三要素：力的三要素：大小大小、方向方向、作用點作用點 。力是一個力是一個矢量矢量，用帶箭頭的直線段來表示，如圖，用帶箭頭的直線段來表示，如圖1-11-1所示。所示。力的單位：牛頓力的單位：牛頓(N)(N)或千牛頓（或千牛頓（kNkN）等。）等。圖圖1-1 1-1 力的表示力的表示力系力系作用于同一個物體上的一組力。作用于同一個物體上的一組力。力力系系平面力

4、系平面力系各力的作用線都在同一平面內(nèi)各力的作用線都在同一平面內(nèi)空間力系空間力系各力的作用線不在同一平面內(nèi)各力的作用線不在同一平面內(nèi)第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖平面力系平面力系的分類的分類(圖圖1-2所示所示)平面匯交力系：各力作用線都平面匯交力系：各力作用線都匯交于同一點匯交于同一點的力系的力系平面力偶系：平面力偶系：若干個若干個力偶力偶組成的力系組成的力系平面平行力系：平面平行力系：各力作用線各力作用線平行平行的力系的力系平面一般力系：平面一般力系：各力作用線各力作用線既不匯交又不平行既不匯交又不平行的平面力系的平面力系 平面匯交力系平面

5、匯交力系 平面平面力偶系力偶系 平面平行力系平面平行力系 平面一般力系平面一般力系圖圖1-2 平面力系的分類平面力系的分類第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖等效力系等效力系指兩個力指兩個力(系系)對物體的作用效果完全相同。對物體的作用效果完全相同。平衡力系平衡力系力系作用下使物體平衡的力系。力系作用下使物體平衡的力系。合力與分力合力與分力若一個力與一個力系等效。則該力稱為若一個力與一個力系等效。則該力稱為此力系的合力，而力系中的各個力稱為該合力的一個此力系的合力，而力系中的各個力稱為該合力的一個分力。分力。剛體剛體在力作用下不產(chǎn)生變形或變形可以忽

6、略的物體。在力作用下不產(chǎn)生變形或變形可以忽略的物體。絕對的剛體實際并不存在。絕對的剛體實際并不存在。平衡平衡 一般是指物體相對于地球保持靜止或作勻速直一般是指物體相對于地球保持靜止或作勻速直線運動的狀態(tài)。線運動的狀態(tài)。第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖二、靜力學公理二、靜力學公理二力平衡公理二力平衡公理 作用在同一剛體上的兩個力，使剛體平衡的作用在同一剛體上的兩個力，使剛體平衡的必要和充分條件是，這兩個力大小相等，方向相必要和充分條件是，這兩個力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。反，作用在同一條直線上。(a)(b)圖圖1-3 二力平衡公理二

7、力平衡公理第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 受二力作用而處于平衡的桿件或構(gòu)件稱為受二力作用而處于平衡的桿件或構(gòu)件稱為二力桿件二力桿件（簡（簡稱為稱為二力桿二力桿）或）或二力構(gòu)件二力構(gòu)件。二力桿二力桿第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖加減平衡力系公理加減平衡力系公理 在作用于剛體上的任意力系中，加上或去掉任何平衡力系，在作用于剛體上的任意力系中，加上或去掉任何平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用效果。并不改變原力系對剛體的作用效果。力的可傳性原理力的可傳性原理 作用于剛體上的力可沿其作用線移動到剛體

8、內(nèi)任意一點，作用于剛體上的力可沿其作用線移動到剛體內(nèi)任意一點，而不會改變該力對剛體的作用效應。而不會改變該力對剛體的作用效應。=F FA AF F2 2F F1 1F FA AB BF F1 1A AB B第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖力的平行四邊形法則力的平行四邊形法則 作用在物體上同一點的兩個力，可以合成為仍作用于該點的一個合作用在物體上同一點的兩個力，可以合成為仍作用于該點的一個合力，合力的大小和方向由以原來的兩個力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形力，合力的大小和方向由以原來的兩個力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線矢量來表示。的對角線矢量來表示

9、。力的平行四邊形法則力的平行四邊形法則 力的三角形法則力的三角形法則第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 三力平衡匯交定理三力平衡匯交定理 一剛體受共面不平行的三力作用而平衡時，此三力的作用線必匯交一剛體受共面不平行的三力作用而平衡時，此三力的作用線必匯交于一點。于一點。證明：證明：F F1 1F F3 3F F2 2A A=A A3 3F F1 1F F2 2F F3 3A A3 3A AA A2 2A A1 1作用與反作用定律作用與反作用定律 兩個相互作用物體之間的作用力與反作用力大小相等，方向相反，兩個相互作用物體之間的作用力與反作用力大小相

10、等，方向相反，沿同一直線且分別作用在這兩個物體上。沿同一直線且分別作用在這兩個物體上。第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖三、約束與約束反力三、約束與約束反力 約束約束阻礙物體運動的限制條件，約束總是通過物體間的直阻礙物體運動的限制條件，約束總是通過物體間的直接接觸而形成。接接觸而形成。約束對物體必然作用一定的力，這種力稱為約束對物體必然作用一定的力，這種力稱為約束反力約束反力或或約束約束力力，簡稱，簡稱反力反力。約束反力的方向總是與物體的運動或運動趨。約束反力的方向總是與物體的運動或運動趨勢的方向相反，它的作用點就在約束與被約束物體的接觸點。勢的

11、方向相反，它的作用點就在約束與被約束物體的接觸點。運用這個準則，可確定約束反力的方向和作用點的位置。運用這個準則，可確定約束反力的方向和作用點的位置。第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖1.1.柔體約束柔體約束 由柔軟且不計自重的繩由柔軟且不計自重的繩索、膠帶、鏈條等構(gòu)成的約束索、膠帶、鏈條等構(gòu)成的約束統(tǒng)稱為柔體約束。柔體約束的統(tǒng)稱為柔體約束。柔體約束的約束反力為拉力，沿著柔體的約束反力為拉力，沿著柔體的中心線背離被約束的物體，用中心線背離被約束的物體，用符號符號FT表示，如圖表示，如圖1-10所示所示。圖圖1-10 柔體約束柔體約束(a)(b)(

12、c)第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 (a)(b)(c)(a)(b)(c)圖圖1-11 1-11 光滑接觸面約束光滑接觸面約束2.2.光滑接觸面約束光滑接觸面約束 物體之間光滑接觸，只限制物體沿接觸面的公法線方向并指向物體之間光滑接觸，只限制物體沿接觸面的公法線方向并指向物體的運動。光滑接觸面約束的反力為壓力，通過接觸點，方向沿物體的運動。光滑接觸面約束的反力為壓力，通過接觸點，方向沿著接觸面的公法線指向被約束物體，通常用著接觸面的公法線指向被約束物體，通常用FN表示，如圖表示，如圖1-11所示。所示。第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知

13、識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 兩端各以鉸鏈與其他物兩端各以鉸鏈與其他物體相連接且中間不受力體相連接且中間不受力(包括包括物體本身的自重物體本身的自重)的直桿稱為的直桿稱為鏈桿，如圖鏈桿，如圖1-12 所示。所示。鏈桿鏈桿可以受拉或者是受壓，但不可以受拉或者是受壓，但不能限制物體沿其他方向的運能限制物體沿其他方向的運動和轉(zhuǎn)動，所以，動和轉(zhuǎn)動，所以，鏈桿的約鏈桿的約束反力總是沿著鏈桿的軸線束反力總是沿著鏈桿的軸線方向，指向不定，常用符號方向，指向不定，常用符號F表示。表示。3.3.鏈桿約束鏈桿約束 (c)圖圖1-12 1-12 鏈桿約束鏈桿約束(a)(b)第一章第一章 建筑力學基礎知建

14、筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 光滑圓柱鉸鏈約束的約束性質(zhì)是限制物體平面移動光滑圓柱鉸鏈約束的約束性質(zhì)是限制物體平面移動（不限制轉(zhuǎn)動），其約束反力是互相垂直的兩個力（本質(zhì)（不限制轉(zhuǎn)動），其約束反力是互相垂直的兩個力（本質(zhì)上是一個力），指向任意假設。上是一個力），指向任意假設。4.4.光滑圓柱鉸鏈約束（簡稱鉸約束）光滑圓柱鉸鏈約束（簡稱鉸約束）圖圖1-13 1-13 圓柱鉸鏈約束圓柱鉸鏈約束 FAXFAYFA第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖5.5.固定鉸支座固定鉸支座 將構(gòu)件或結(jié)構(gòu)連接在支將構(gòu)件或結(jié)構(gòu)連接在支承物上的裝置稱為

15、支座。用承物上的裝置稱為支座。用光滑圓柱鉸鏈把構(gòu)件或結(jié)構(gòu)光滑圓柱鉸鏈把構(gòu)件或結(jié)構(gòu)與支承底板相連接，并將支與支承底板相連接，并將支承底板固定在支承物上而構(gòu)承底板固定在支承物上而構(gòu)成的支座，稱為固定鉸支座成的支座，稱為固定鉸支座,如圖如圖1-14所示。固定鉸支座所示。固定鉸支座的約束反力與圓柱鉸鏈相同，的約束反力與圓柱鉸鏈相同，其約束反力也應通過鉸鏈中其約束反力也應通過鉸鏈中心，但方向待定。為方便起心，但方向待定。為方便起見，常用兩個相互垂直的分見，常用兩個相互垂直的分力力FAx,FAy表示表示。圖圖1-14 固定鉸支座固定鉸支座(a)(b)(c)FAXFAyFA第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力

16、學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 6.6.可動鉸支座可動鉸支座 如果在固定鉸支座的底座與固定物體之間安裝若干輥如果在固定鉸支座的底座與固定物體之間安裝若干輥軸，就構(gòu)成可動鉸支座，如圖軸，就構(gòu)成可動鉸支座，如圖1-15所示?？蓜鱼q支座的約所示?？蓜鱼q支座的約束反力垂直于支承面，且通過鉸鏈中心，但指向不定，常束反力垂直于支承面，且通過鉸鏈中心，但指向不定，常用用R(或或F)表示表示。FA(RA)圖圖1-15 可動鉸支座可動鉸支座(a)(b)(d)(c)(e)第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 7.7.固定端支座固定端支座 如果構(gòu)件或結(jié)

17、構(gòu)的一端牢牢地插入到支承物里面，就如果構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的一端牢牢地插入到支承物里面，就形成固定端支座，如圖形成固定端支座，如圖1-16(a)所示。約束的特點是連接處所示。約束的特點是連接處有很大的剛性，不允許被約束物體與約束物體之間發(fā)生任有很大的剛性，不允許被約束物體與約束物體之間發(fā)生任何相對的何相對的移動移動和和轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動，約束反力一般用三個反力分量來表，約束反力一般用三個反力分量來表示，兩個相互垂直的分力示，兩個相互垂直的分力FAx（XA）、）、FAy（YA）和反力偶）和反力偶MA，如圖，如圖1-16(b)所示，力學計算簡圖可用圖所示，力學計算簡圖可用圖1-16(c)表示。表示。(a)(b)(c)

18、圖圖1-16 固定端支座固定端支座FAyFAxMA第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 研究力學問題，首先要了解物體的受力狀態(tài)，即對物體研究力學問題，首先要了解物體的受力狀態(tài)，即對物體進行受力分析，反映物體受力狀態(tài)的圖稱為進行受力分析，反映物體受力狀態(tài)的圖稱為受力圖。受力圖。正確對物體進行受力分析并畫出其受力圖，是求解力學正確對物體進行受力分析并畫出其受力圖，是求解力學問題的關鍵。問題的關鍵。受力圖繪制步驟為：受力圖繪制步驟為：（1）明確研究對象，?。┟鞔_研究對象，取脫離體脫離體。研究對象（脫離體）可。研究對象（脫離體）可 以是單個物體、也可以是由

19、若干個物體組成的物體以是單個物體、也可以是由若干個物體組成的物體 系統(tǒng)，這要根據(jù)具體情況確定。系統(tǒng)，這要根據(jù)具體情況確定。（2）畫出作用在研究對象上的全部）畫出作用在研究對象上的全部主動力主動力。（3）畫出相應的）畫出相應的約束反力約束反力。（4）檢查。）檢查。四、物體的受力分析與受力圖四、物體的受力分析與受力圖第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 【解】(1)(1)取取ABAB梁為研究對象，解除約束，畫脫離體簡圖；梁為研究對象，解除約束，畫脫離體簡圖；(2)(2)畫主動力畫主動力F F；(3)(3)畫約束反力：如圖畫約束反力：如圖1-18(b)1

20、-18(b)所示。所示。同時，如注意到梁只在同時，如注意到梁只在A A、B B、CC三點受到互不平行的三個力作用而三點受到互不平行的三個力作用而處于平衡狀態(tài)，也可根據(jù)處于平衡狀態(tài)，也可根據(jù)三力平衡匯交定理三力平衡匯交定理進行受力分析。如圖進行受力分析。如圖1-18(c)1-18(c)所示。所示?！纠?-21-2】簡支梁簡支梁ABAB，跨中受到集中力的作用不計梁自重，如圖，跨中受到集中力的作用不計梁自重，如圖1-1-18(a)18(a)所示，試畫出梁的受力圖。所示，試畫出梁的受力圖。(a)(a)(b)(b)圖圖1-18 (c)(c)第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識

21、圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖【例例1-41-4】如圖如圖1-201-20（a a）所示，某支架由桿）所示，某支架由桿ACAC、BCBC通過銷通過銷CC連連 結(jié)在一起，設桿、銷的自重不計，試分別畫出結(jié)在一起，設桿、銷的自重不計，試分別畫出ACAC、BCBC桿、桿、銷銷C C 受力圖。受力圖?！窘饨狻扛鶕?jù)受力情況可以判斷桿根據(jù)受力情況可以判斷桿ACAC、BCBC均為二力桿。畫出均為二力桿。畫出ACAC、BCBC桿、銷桿、銷CC受力圖。如圖受力圖。如圖1-20(b)1-20(b)、(c)(c)、(d)(d)所示。所示。圖1-20第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識

22、圖【例例1-51-5】梁梁ADAD和和DGDG用鉸鏈用鉸鏈D D連接，用固定鉸支座連接，用固定鉸支座A A，可動，可動鉸支座鉸支座CC、GG與大地相連，如圖與大地相連，如圖1-21(a)1-21(a)所示，試畫出梁所示，試畫出梁ADAD、DGDG及整梁及整梁AGAG的受力圖。的受力圖。圖圖1-211-21第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖 【解解】(1)(1)取取DGDG為研究對象，畫出脫離體圖。為研究對象，畫出脫離體圖。DGDG上受主動力上受主動力F F2 2，D D處為處為圓柱鉸鏈約束，其約束反力可用分力圓柱鉸鏈約束，其約束反力可用分力F F

23、DxDx、F FDyDy表示，指向假設；表示，指向假設；GG處為可動鉸支座，其約束反力處為可動鉸支座，其約束反力FGFG垂直于支承面，指向假設向上，垂直于支承面，指向假設向上，如圖如圖1-21(b)1-21(b)所示。所示。(2)(2)取取ADAD為研究對象，畫出脫離體圖。為研究對象，畫出脫離體圖。ADAD上受主動力上受主動力F F1 1，A A處為固處為固定鉸支座，其約束反力可用兩個正交的分力定鉸支座，其約束反力可用兩個正交的分力F FAxAx、F FAyAy表示，指向表示，指向假設；假設；CC處為可動鉸支座，其約束反力處為可動鉸支座，其約束反力F FCC垂直于支承面，指向假垂直于支承面，指

24、向假設向上，設向上，D D處為圓柱鉸鏈約束，其約束反力可用兩個正交的分力，處為圓柱鉸鏈約束，其約束反力可用兩個正交的分力，表示，與作用在表示，與作用在DGDG梁上的、分別是作用力與反作用力的關系，梁上的、分別是作用力與反作用力的關系，指向與、相反；指向與、相反；ADAD梁的受力分析圖如圖梁的受力分析圖如圖1-21(c)1-21(c)所示。所示。(3)(3)取整梁取整梁AGAG為研究對象，受力圖如圖為研究對象，受力圖如圖1-21(d)1-21(d)所示，此時不必將所示，此時不必將D D處的約束反力畫上，因為對整體而言它是內(nèi)力。處的約束反力畫上，因為對整體而言它是內(nèi)力。第一章第一章 建筑力學基礎知

25、建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖一、一、力的投影、力矩及力偶力的投影、力矩及力偶力的投影力的投影1.力在坐標軸上的投影力在坐標軸上的投影1-21-2 平面力系平衡條件的應用平面力系平衡條件的應用 FxyOABbbaaFyFxFX=FcosFY=Fsin 投影正、負號的規(guī)定投影正、負號的規(guī)定:當從力的當從力的始端的投影始端的投影a到到終端的投影終端的投影b的方向與坐標軸的正向的方向與坐標軸的正向一一致致時，該投影取正值；反之取負值。時，該投影取正值；反之取負值。圖中力圖中力F的投影的投影FX、FY均取正值。均取正值。第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎

26、與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖兩種特殊情形：兩種特殊情形：當力與坐標軸當力與坐標軸垂直垂直時，力在該軸上的投影為零。時，力在該軸上的投影為零。當力與坐標軸當力與坐標軸平行平行時，力在該軸上的投影的絕對值等于時，力在該軸上的投影的絕對值等于該力的大小。該力的大小。特別強調(diào)：特別強調(diào)：力沿直角坐標軸方向的分力與該力的投影不同：力沿直角坐標軸方向的分力與該力的投影不同：力的投影只有大小和正負，是標量；而力的分力為矢量，力的投影只有大小和正負，是標量；而力的分力為矢量，有大小、方向，其作用效果與作用點或作用線有關。有大小、方向，其作用效果與作用點或作用線有關。兩者兩者 不可混淆。不可混淆。第一章第一章 建筑

27、力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖【例例1-71-7】如圖如圖1-241-24所示，已知所示，已知F F1 1=F=F2 2=F=F3 3=F=F4 4=200N=200N，各力的方向如圖，各力的方向如圖，試分別求各力在試分別求各力在x x軸和軸和y y軸上的投影。軸上的投影。【解解】力力在x軸上的投影力在y軸上的投影圖 1-24F1F2F3F460O30O第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖力矩的概念力矩的概念 一個力作用在具有固定的物體上，若力的作用線不通過一個力作用在具有固定的物體上，若力的作用線不通過固定軸時，

28、物體就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效果。固定軸時，物體就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效果。如圖所示，力如圖所示，力F使扳手使扳手繞螺母中心繞螺母中心O轉(zhuǎn)動的效應，轉(zhuǎn)動的效應，不僅與不僅與力力F的大小的大小有關；而有關；而且還與該力且還與該力F的作用線到螺的作用線到螺母中心母中心O的的垂直距離垂直距離d有關。有關。可用兩者的乘積來量度力可用兩者的乘積來量度力F對扳手的轉(zhuǎn)動效應。轉(zhuǎn)動中對扳手的轉(zhuǎn)動效應。轉(zhuǎn)動中心心O稱為力矩中心，簡稱稱為力矩中心，簡稱矩矩心心。矩心到力作用線的垂直。矩心到力作用線的垂直距離距離d，稱為，稱為力臂力臂。F.MdO第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖顯然，力顯

29、然，力F對物體繞對物體繞O點轉(zhuǎn)動的效應，由下列因素決定：點轉(zhuǎn)動的效應，由下列因素決定：(1)力力F的大小與力臂的乘積。的大小與力臂的乘積。(2)力力F使物體繞使物體繞O點的轉(zhuǎn)動方向。點的轉(zhuǎn)動方向。力矩公式：力矩公式：MO(F)=Fd力矩符號規(guī)定：力矩符號規(guī)定：使物體繞矩心產(chǎn)生逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩使物體繞矩心產(chǎn)生逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩 為正，反之為負。為正，反之為負。單位單位:是力與長度的單位的乘積。是力與長度的單位的乘積。常用常用(Nm)或或(kNm)。第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖合力矩定理合力矩定理 平面平面匯匯交力系的合力交力系的合力對對

30、平面內(nèi)任一點之矩等于平面內(nèi)任一點之矩等于該該力系中的力系中的各分力各分力對對同一點之矩的代數(shù)和。同一點之矩的代數(shù)和。力偶力偶 由兩個大小相等、方向相反、不共由兩個大小相等、方向相反、不共線線的平行力的平行力組組成的力成的力系，稱系，稱為為力偶。力偶。用符號用符號用符號用符號（F F、F F）表示，如圖所示表示，如圖所示表示，如圖所示表示，如圖所示 FFdFdF第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖力偶的兩個力之間的距離力偶的兩個力之間的距離d稱為稱為力偶臂力偶臂 力偶所在的平面稱為力偶所在的平面稱為力偶的作用面力偶的作用面,力偶不能再簡化成更簡單力偶

31、不能再簡化成更簡單的形式，所以的形式，所以力偶力偶與與力力都是組成力系的兩個基本元素。都是組成力系的兩個基本元素。力偶三要素：即力偶三要素：即力偶矩的大小力偶矩的大小、力偶的力偶的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向和和力偶作用平面；力偶作用平面；力與力偶臂的乘積稱為力與力偶臂的乘積稱為力偶矩力偶矩，用符號，用符號M(F、F)來表示，可來表示，可簡記為簡記為M；力偶在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)向不同，作用效應也不相同力偶在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)向不同，作用效應也不相同。符號規(guī)定：力偶使物體作符號規(guī)定：力偶使物體作逆逆時針轉(zhuǎn)動時，力偶矩為時針轉(zhuǎn)動時，力偶矩為正正號；反號；反之為負。在平面力系中，力偶矩為代數(shù)量。表達式為：之為負。在平面力系中，力偶矩為

32、代數(shù)量。表達式為：力偶矩的單位與力矩單位相同，也是力偶矩的單位與力矩單位相同，也是（Nm）或或（kNm）。）。M =Fd 第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖力偶的基本性力偶的基本性質(zhì)質(zhì)可以證明：力偶的作用效應決定于力的大小和力偶臂的長可以證明：力偶的作用效應決定于力的大小和力偶臂的長短，與矩心位置無關。短，與矩心位置無關。1.力偶不能合成為一個合力，所以不能用一個力來代替。力偶不能合成為一個合力，所以不能用一個力來代替。2.力偶對其作用平面內(nèi)任一點矩恒等于力偶矩，而與矩心力偶對其作用平面內(nèi)任一點矩恒等于力偶矩，而與矩心位置無關。位置無關。3.在同

33、一平面內(nèi)的兩個力偶，如果它們的力偶矩大小相等，在同一平面內(nèi)的兩個力偶，如果它們的力偶矩大小相等，轉(zhuǎn)向相同，則這兩個力偶是等效的。轉(zhuǎn)向相同，則這兩個力偶是等效的。第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖力的平移定理力的平移定理 AOAOdFFM=Fd FFFOA 由圖可見：作用于物體上某點的力可以平移到此物由圖可見：作用于物體上某點的力可以平移到此物體上的任一點，但必須附加一個力偶，其力偶矩等于原體上的任一點，但必須附加一個力偶，其力偶矩等于原力對新作用點的矩，這就是力對新作用點的矩，這就是力的平移定理力的平移定理。此定理只適。此定理只適用于剛體。用于剛體。第一章第一章 建筑力學基礎知建筑力學基礎知識識建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖二、平面一般力系的平衡方程二、平面一般力系的平衡方程 平面一般力系平衡的必要與充分條件是平面一般力系平衡的必要與充