工程力学计算简图

第四章 荷载效应

构件或结构上的作用使构件或结构产生的内力（如轴力、剪力、扭矩、弯矩等）、变形、裂缝等统称作用效应或荷载效应。荷载与荷载效应之间通常按某种关系相联系。本章重点学习构件和结构在荷载作用下产生的各种内力和变形，进行单种材料杆件的承载能力分析。

第一节 构件内力分析

一、概述

1.1变形固体及其基本假设 1.1.1变形固体

工程中构件和零件都是由固体材料制成，如铸铁、钢、木材、混凝土等。这些固体材料在外力作用下都会或多或少的产生变形，我们将这些固体材料称为变形固体。

变形固体在外力作用上会产生两种不同性质的变形：一种是当外力消除时，变形也随着消失，这种变形称为弹性变形；另一种是外力消除后，变形不能全部消失而留有残余，这种不能消失的残余变形称为塑性变形。一般情况下，物体受力后，既有弹性变形，又有塑性变形。但工程中常用的材料，在所受外力不超过一定范围时，塑性变形很小，可忽略不计，认为材料只产生弹性变形而不产生塑性变形。这种只有弹性变形的物体称为理想弹性体。只产生弹性变形的外力范围称为弹性范围。本书将只限于给出材料在弹性范围内的变形、内力及应力等计算方法和计算公式。

工程中大多数构件在外力作用下产生变形后，其几何尺寸的改变量与构件原始

泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学 第五章

习题

5-1 一重G=980N的物体放在倾角的α=30°斜面上如图示。已知接触面间的静摩擦因数fs=0.2。现用FQ=588N的力沿斜面推物体，问物体在斜面上处于静止还是滑动？此时摩擦力为多大？ 5-1 参考答案：

解：研究物体，假设其静止向上滑动趋势，受力分析 列平衡方程

?F?F解得：

xy?FQ?Gsin??FS?0?FN?Gcos??0?G?FS?FN

FN?848.7N,FS?98N FSmax?fs?FN?169.74N?FS? 98 所以物体静止 F S N

5-2 图示为一简易升降装置，混凝土和吊桶共重25KN，吊桶与滑道间的摩擦因数为0.3。试分别求出吊桶匀速上升和下降时的拉力。 5-2 参考答案：

解：研究混凝土和吊桶整体 （1）吊桶匀速上升时，受力分析

列平衡方程

?FT?G?FS?F?F?FNxy?FT?Gsin70??FS?0?FN?Gcos7

泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学 第五章

习题

5-1 一重G=980N的物体放在倾角的α=30°斜面上如图示。已知接触面间的静摩擦因数fs=0.2。现用FQ=588N的力沿斜面推物体，问物体在斜面上处于静止还是滑动？此时摩擦力为多大？ 5-1 参考答案：

解：研究物体，假设其静止向上滑动趋势，受力分析 列平衡方程

?F?F解得：

xy?FQ?Gsin??FS?0?FN?Gcos??0?G?FS?FN

FN?848.7N,FS?98N FSmax?fs?FN?169.74N?FS? 98 所以物体静止 F S N

5-2 图示为一简易升降装置，混凝土和吊桶共重25KN，吊桶与滑道间的摩擦因数为0.3。试分别求出吊桶匀速上升和下降时的拉力。 5-2 参考答案：

解：研究混凝土和吊桶整体 （1）吊桶匀速上升时，受力分析

列平衡方程

?FT?G?FS?F?F?FNxy?FT?Gsin70??FS?0?FN?Gcos7

武汉理工大学毕业设计

毕业设计任务书

学生姓名 李翔 专业班级 工程力学0602 指导教师 陈景涛 工作单位 工程结构与力学系 设计题目: 水域天际二期11号楼建筑结构设计

设计主要内容：

本工程为水域天际二期11号楼结构设计，总建筑面积为8976平方米，总建筑高度为20.0米，建筑层数为5层，标准层层高为3.5米，抗震烈度为7度。基本风压0.50kN/mm2，地面粗糙度B类，基础场地类别为Ⅱ类，建筑重要性类别丙类，使用年限为50年。结构采用整体现浇钢筋混凝土框架结构，基础为柱下独立基础。

要求完成的主要任务：

1. 翻译外文文献（要求5000字符）；

2. 收集有关设计资料、设计条件，做好设计准备工作； 3. 熟悉设计要求、设计内容以及设计工作程序。 4. 完成建筑施工图设计，主要绘制以下图纸：

主要建筑平面图（1：100比例）；主要建筑立面图（1：100）；主要剖面图（要求剖切楼梯部位）（1：50）；主要建筑构造大样图。

建筑设计部分至少要求完成3张图纸，其中要求铅笔图一张。 5. 完成主体结构计算，主要计算工作如下：

确定结构形式及主要构件的截面尺

《工程力学及机械设计基础》

计算题练习

第四章：1.解析法求平面汇交力系的合力（大小）2.单个物体的平衡问题

1.试计算题1图所示悬臂梁支座A处的约束力。 题1图

2.题2图所示系统受力F作用，斜面的倾角θ=30°，试判断A处约束力的方向，并计算A、B处约束力的大小。 题2图

3.外伸梁AC如题7图所示，试求支座A、B处的约束力。 题3图

4.外伸梁如题3图所示，试求支座A和B的约束力。

题4图

5.平面刚架ABC如题8 图所示，若不计刚架自重，试求支座A处的约束力。 题5图

6.悬臂梁AB如题10图所示，试求支座A处的约束力。

7.外伸梁如题13图所示，试计算A、B支座处的约束力。

题6图

题7图

第五章：物体系统的平衡问题（共2各图形）

8.试求题16图所示多跨静定梁A、C支座处的约束力。

盐城技师学院教案首页

授课日期 班级 课题：模块一 任务1 分析球体的受力情况 画受力图 教学目的、要求：

1.明确力、刚体、平衡和约束的概念。 2.掌握三力平衡汇交定理。

3.熟悉柔性约束、光滑面约束的性质及相应约束反力的特征。 4.掌握物体受力分析方法，准确绘制受力图。

教学重点、难点： 画受力图 授课方法：讲授法和任务驱动法

教学参考及教具（含电教设备）：《工程力学》（第五版） 授课执行情况及分析： 板书设计或授课提纲： 复习提问：

讲授新课：1.任务描述，任务分析

2.知识链接 1）力及力的三要素2）力的图示和受力图 3）刚体 平衡 约束和反约束等的概念 4）任务的实施 课堂小结：画受力图的基本步骤（四点） 布置作业：课后思考与练习 习题册相对应的习题

导入新课

如图1—1—1所示，一匀质球重G，用绳系

住，并靠在光滑的斜面上，试分析球的受力情况， 并画出受力图。

根据任务描述，我们首先确定所要研究的对象是匀质球。从图 图1—1

盐城技师学院教案首页

授课日期 班级 课题：模块一 任务1 分析球体的受力情况 画受力图 教学目的、要求：

1.明确力、刚体、平衡和约束的概念。 2.掌握三力平衡汇交定理。

3.熟悉柔性约束、光滑面约束的性质及相应约束反力的特征。 4.掌握物体受力分析方法，准确绘制受力图。

教学重点、难点： 画受力图 授课方法：讲授法和任务驱动法

教学参考及教具（含电教设备）：《工程力学》（第五版） 授课执行情况及分析： 板书设计或授课提纲： 复习提问：

讲授新课：1.任务描述，任务分析

2.知识链接 1）力及力的三要素2）力的图示和受力图 3）刚体 平衡 约束和反约束等的概念 4）任务的实施 课堂小结：画受力图的基本步骤（四点） 布置作业：课后思考与练习 习题册相对应的习题

导入新课

如图1—1—1所示，一匀质球重G，用绳系

住，并靠在光滑的斜面上，试分析球的受力情况， 并画出受力图。

根据任务描述，我们首先确定所要研究的对象是匀质球。从图 图1—1

盐城技师学院教案首页

授课日期 班级 课题：模块一 任务1 分析球体的受力情况 画受力图 教学目的、要求：

1.明确力、刚体、平衡和约束的概念。 2.掌握三力平衡汇交定理。

3.熟悉柔性约束、光滑面约束的性质及相应约束反力的特征。 4.掌握物体受力分析方法，准确绘制受力图。

教学重点、难点： 画受力图 授课方法：讲授法和任务驱动法

教学参考及教具（含电教设备）：《工程力学》（第五版） 授课执行情况及分析： 板书设计或授课提纲： 复习提问：

讲授新课：1.任务描述，任务分析

2.知识链接 1）力及力的三要素2）力的图示和受力图 3）刚体 平衡 约束和反约束等的概念 4）任务的实施 课堂小结：画受力图的基本步骤（四点） 布置作业：课后思考与练习 习题册相对应的习题

导入新课

如图1—1—1所示，一匀质球重G，用绳系

住，并靠在光滑的斜面上，试分析球的受力情况， 并画出受力图。

根据任务描述，我们首先确定所要研究的对象是匀质球。从图 图1—1

《工程力学》试题

第一章 静力学基本概念

1. 试写出图中四力的矢量表达式。已知：F1=1000N，F2=1500N，F3=3000N，F4=2000N。

解:

F=Fx+Fy=Fxi+Fyj

F1=1000N=-1000Cos30oi-1000Sin30oj F2=1500N=1500Cos90oi- 1500Sin90oj F3=3000N=3000 Cos45oi+3000Sin45oj F4=2000N=2000 Cos60oi-2000Sin60oj

2. A，B两人拉一压路碾子，如图所示，FA=400N，为使碾子沿图中所示的方向前进，B应施加多大的力（FB=？）。

解：因为前进方向与力FA，FB之间均为45o夹角，要保证二力的合力为前进方向，则必须FA=FB。所以：FB=FA=400N。

3. 试计算图中力F对于O点之矩。

解：MO(F)=Fl

4. 试计算图中力F对于O点之矩。

解：MO(F)=0

5. 试计算图中力F对于O点之矩。

解： MO(F)= Flsinβ

6. 试计算图中力F对于O点之矩。

解： MO(F)= Flsinθ

7. 试计算图中力F对于O点之矩。

授课班级：10道桥1班、10道桥2班、10道桥3班、10道桥4班

教学课题： 绪论

第一节 工程力学的研究对象

第二节 工程力学的研究内容和任务 第三节 刚体、变形体及其基本假定 第四节 荷载的分类与组合 第五节 结构计算简图

教学目的及要求：

1、了解工程力学的研究对象、内容和任务，荷载的分类与组合，结构计算简图的概念和确定计算简图的原则

2、初步掌握强度、刚度和稳定性的概念

3、掌握刚体、变形固体的概念及变形固体的基本假设4、掌握杆件的几何特征、刚结点和铰结点的特征

教学重点： 1、刚体、变形固体的概念及变形固体的基本假设

1、结构简化的几个方面2、平面杆件结构的分类

教学难点：支座的简化及其受力情况分析

教学方法：理论讲授，图示法，

教 具：计算机多媒体

作业：1、四种类型的支座（可动铰支座、固定铰支座、固定端支座、定向支座）

简化及其受力情况分析图

2、五类平面杆件结构（梁、拱、桁架、刚架、组合结构）的简化图

教学过程及内容：

绪论

第一节 工程力学的研究对象一、工程力学的研究对象

结构——建筑物中承受荷载