于英建筑力學(xué)09-約束與約束反力下

建筑力學(xué)第一章第三節(jié)約束與約束反力（下）合肥鐵路工程學(xué)校機(jī)電教研室10/30/20231約束與約束反力（下）溫故知新學(xué)習(xí)探究知識(shí)強(qiáng)化課堂延伸提綱挈領(lǐng)一、固定鉸支座二、可動(dòng)鉸支座三、固定端支座10/30/20232本節(jié)課需要解決的問(wèn)題:1、固定鉸支座的約束力2、可動(dòng)鉸支座的約束力3、固定端支座的約束力學(xué)習(xí)探究10/30/20233第一章靜力學(xué)的基本概念第三節(jié)約束與約束反力（下）10/30/20234一、知識(shí)回顧1、柔體約束及其反力特點(diǎn)通過(guò)接觸點(diǎn)，沿柔索而背離物體。2、光滑接觸面約束及其反力特點(diǎn)沿公法線方向指向被約束的物體10/30/20235一、知識(shí)回顧3、圓柱鉸鏈約束及其反力特點(diǎn)約束反力用兩個(gè)互相垂直的分力表示4、鏈桿約束及其反力特點(diǎn)沿鏈桿軸線，兩個(gè)力，方向相反10/30/20236

任何建筑結(jié)構(gòu)（構(gòu)件），都必須安置在一定的支承物（基礎(chǔ)）上，才能承受荷載的作用，達(dá)到穩(wěn)固使用的目的。

在工程上常常通過(guò)支座將構(gòu)件支承在基礎(chǔ)或另一靜止的構(gòu)件上，我們將構(gòu)件與基礎(chǔ)連接的裝置稱(chēng)為支座。支座及支座反力

10/30/20237支座對(duì)構(gòu)件構(gòu)成了約束，支座對(duì)構(gòu)件的約束反力叫做支座約束反力。對(duì)實(shí)際支座進(jìn)行簡(jiǎn)化后，得到三種理想支座：固定鉸支座、可動(dòng)鉸支座和固定端支座。支座及支座反力

10/30/20238鉸鏈支座約束采用鉸鏈連接的支座就是鉸鏈支座。鉸鏈支座包括固定鉸支座和可動(dòng)鉸支座兩種。固定鉸支座和光滑圓柱鉸鏈?zhǔn)欠浅Ｏ嗨频摹?0/30/20239圓柱鉸鏈的約束反力方向一般畫(huà)法F力學(xué)簡(jiǎn)圖BABFxFy圓柱鉸鏈的約束反力一般用其兩個(gè)分力表示。10/30/202310第五種約束：固定鉸支座10/30/202311固定鉸支座約束

圓柱鉸鏈所連接的兩個(gè)構(gòu)件中，如果有一個(gè)被固定在基礎(chǔ)上，便構(gòu)成了固定鉸支座。

固定鉸支座(物A固定)A10/30/202312將結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件用銷(xiāo)釘與地面或機(jī)座連接就構(gòu)成了固定鉸支座.這種支座限制構(gòu)件沿任何方向移動(dòng)，但不限制其繞銷(xiāo)釘?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)。10/30/202313首都機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓頂棚拱架支座10/30/202314小區(qū)公園的兒童游樂(lè)設(shè)施10/30/20231510/30/202316大小作用點(diǎn)未知不確定垂直與銷(xiāo)釘軸線的平面內(nèi)銷(xiāo)釘與物體的接觸點(diǎn)固定鉸支座約束反力的特點(diǎn)10/30/202317固定鉸鏈支座若圓柱銷(xiāo)連接的兩構(gòu)件中有一個(gè)是固定構(gòu)件，則稱(chēng)其為固定鉸鏈支座和圓柱鉸鏈的約束反力畫(huà)法一樣，固定鉸支座也用其兩個(gè)分力表示。10/30/202318約束力過(guò)銷(xiāo)中心，方向不好確定通常用正交的兩個(gè)分力表示。FRFAxFAyA10/30/202319固定鉸鏈支座：約束反力用其兩個(gè)分力表示。FAyFAxA10/30/202320

固定鉸支座與圓柱鉸鏈的區(qū)別：固定鉸支座的約束性能與圓柱鉸鏈相同。區(qū)別只是其中一個(gè)物體是否固定。固定鉸支座圓柱鉸鏈10/30/202321

固定鉸支座反力的方向、作用點(diǎn)：固定鉸支座的支座反力在垂直于銷(xiāo)釘軸線的平面內(nèi)，通過(guò)鉸心，且方向未定。FAyFAxFA計(jì)算簡(jiǎn)圖?íìAAAAA受力圖（支座反力）?íìAFNA10/30/202322AAAA固定鉸的表達(dá)方式10/30/202323固定鉸支座反力的畫(huà)法10/30/202324第六種約束：可動(dòng)鉸支座10/30/202325

在固定鉸支座下面加幾個(gè)滾軸支承于平面上，但支座的連接使它不能離開(kāi)支承面，就構(gòu)成了可動(dòng)鉸支座。這種支座只能限制構(gòu)件在垂直于支承面方向上的移動(dòng)，而不能限制構(gòu)件繞銷(xiāo)釘軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)和沿支承面方向上的移動(dòng)可動(dòng)鉸支座約束(又叫滾軸支座約束)可動(dòng)鉸支座10/30/202326這種約束只能限制物體沿支承面法線方向運(yùn)動(dòng)，而不能限制物體沿支承面移動(dòng)和相對(duì)于銷(xiāo)釘軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。所以其約束反力垂直于支承面，方向未定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖工程實(shí)例1）可動(dòng)鉸支座10/30/202327

方向、作用點(diǎn)：可動(dòng)鉸支座的支座反力通過(guò)銷(xiāo)釘中心，并垂直于支承面，方向可能指向構(gòu)件，也可能背離構(gòu)件，視主動(dòng)力情況而定?？蓜?dòng)鉸支座約束可動(dòng)鉸支座10/30/202328可動(dòng)鉸支座約束10/30/202329FA計(jì)算簡(jiǎn)圖?íìAA受力圖AA可動(dòng)鉸支座的簡(jiǎn)圖和受力圖10/30/202330大小作用點(diǎn)未知不確定垂直于支撐面銷(xiāo)釘與物體的接觸點(diǎn)可動(dòng)鉸支座約束反力的特點(diǎn)10/30/202331表達(dá)方式及受力10/30/202332FA表達(dá)方式及受力10/30/20233310/30/20233410/30/20233510/30/202336工程應(yīng)用——門(mén)窗過(guò)梁10/30/202337

大型屋架、橋梁等結(jié)構(gòu)在荷載、溫度等影響下發(fā)生變形時(shí)，將繞其端部略有轉(zhuǎn)動(dòng)，且兩端之間的距離也將略有改變，故通常均一端采用固定鉸支,另一端采用可動(dòng)鉸支來(lái)支承。這種支承方式稱(chēng)為簡(jiǎn)支。簡(jiǎn)支梁橋10/30/202338第七種約束：固定端支座10/30/202339補(bǔ)充知識(shí)：力偶（課本36頁(yè)）由兩個(gè)等值、反向、不共線的（平行）力組成的力系稱(chēng)為力偶，記作力偶系只能使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)而不能使物體產(chǎn)生移動(dòng)。10/30/202340補(bǔ)充知識(shí)：力偶（課本36頁(yè)）力偶臂（d）——力偶中兩力作用線之間的垂直距離。力偶臂（d）力偶矩（M）——力偶中力和力偶臂的乘積。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，力偶矩取正值。10/30/202341固定端支座約束

如果物體與支座固定在一起，使物體既不能沿任何方向移動(dòng)，也不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這類(lèi)約束稱(chēng)為固定端支座或固定支座。10/30/202342固定端支座約束約束力：限制物體移動(dòng)的約束力FAX、FAy，

限制轉(zhuǎn)動(dòng)的約束力偶

mA。方向未定。限制物體在任何方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)ABFAyFAxmAAB計(jì)算簡(jiǎn)圖受力圖MFAYFAX10/30/202343AFAxFAyMA[1]既能阻止桿端的任何移動(dòng)，也能阻止桿端轉(zhuǎn)動(dòng)，其約束力必為一個(gè)方向未定的力和一個(gè)力偶。[2]

固定支座的約束力表示，其中力的指向及力偶的轉(zhuǎn)向都是假設(shè)的.10/30/202344AFAXFAY

MAA固定端支座約束：約束反力用兩個(gè)相互垂直的分力FAX、FAY和力矩為MＡ的力偶表示。10/30/202345FAXFAY

MA固定端支座約束：約束反力用兩個(gè)相互垂直的分力FAX、FAY和力矩為MＡ的力偶表示。10/30/202346A固定端支座表達(dá)方式FxFyAMAMFAYFAXA10/30/202347

總結(jié)提高篇10/30/202348123457固定鉸支座圓柱鉸鏈6固定端支座可動(dòng)鉸支座固定鉸支座固定鉸支座可動(dòng)鉸支座10/30/202349111098固定鉸支座鏈桿約束可動(dòng)鉸支座可動(dòng)鉸支座10/30/202350練習(xí)10/30/202351AACDBAB（1）（2）（3）10/30/202352AFxFy（1）固定端支座約束：約束反力用兩個(gè)相互垂直的分力FAX、FAY和力矩為MＡ的力偶表示。AMAFxFyAMA10/30/202353AB（2）A:固定鉸支座約束：約束反力用兩個(gè)相互垂直的分力FAX、FAY表示。AB:可動(dòng)鉸支座約束：約束反力為垂直支撐面的力FBFAxFAyFBB10/30/202354ACDB（3）A:固定絞支座約束B(niǎo):可動(dòng)絞支座約束CD:鏈桿約束約束反力沿著鏈桿的軸線。AFAxFAyFBBCFC10/30/202355（3）AFAFBBCFCOA:固定絞支座約束反力是可以運(yùn)用三力平衡匯交定理確定具體方向。10/30/202356ABH繩ABDR10/30/202357ABH繩繩ABRDD10/30/2023581.畫(huà)出下列桿件受到的支座反力ABABCBAF(1)(3)(2)課外作業(yè)10/30/202359課本22頁(yè)1-1的；（e）ABCD鋼架；

（選作）課本22頁(yè)（d）AB桿；1-1的（g）ACDB桿課外作業(yè)10/30/202360

能力升華篇10/30/2023614、支座的簡(jiǎn)化（1）固定鉸支座

允許繞固定鉸鉸心的微小轉(zhuǎn)動(dòng)。過(guò)鉸心產(chǎn)生任意方向的約束力（分解成水平和豎直方向的兩個(gè)力）。兩個(gè)支反力分量可以用兩個(gè)鏈桿表示10/30/202362（2）可動(dòng)鉸支座（鏈桿支座）：一個(gè)支反力，支反力沿鏈桿軸線，或指向物體（壓力）或背離物體（拉力）10/30/202363（3）固定支座三個(gè)支座反力分量，可以用三個(gè)鏈桿表示。

10/30/202364典型的（平面）支座及支反力10/30/202365（4）定向支座（滑動(dòng)支座，雙鏈桿支座）

兩個(gè)支座反力分量可以用兩個(gè)平行鏈桿表示。

10/30/202366(七)定向支座約束

定向支座是將構(gòu)件用兩根相鄰的等長(zhǎng)、平行鏈桿與地面相連接，如圖1-15