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北海建筑支座和支座反力

建筑力學(xué)主要是研究結(jié)構(gòu)在平衡狀態(tài)時(shí)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題，解決這些問(wèn)題時(shí)，首先要弄清楚作用在結(jié)構(gòu)上有哪些力。為此，需要把結(jié)構(gòu)或一部分構(gòu)件從周圍的物體中分離出來(lái)，并把周圍環(huán)境對(duì)它的作用以相應(yīng)的力來(lái)代替。這種被分離出來(lái)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件稱為隔離體，所作的聞稱為受力圖。

1 約束與支座

有些物體，例如，在空中飛行的飛機(jī)、炮彈等，它們?cè)诳臻g的位移不受任何限制。這種位移不受限制的物體稱為自由體。相反，位移受到限制的物體稱為非自由體。例如，機(jī)車、吊車鋼索上懸掛的構(gòu)件等，它們?cè)诳臻g的位移都受到了一定的限制。如鐵軌限制機(jī)車必須沿軟道行駛;鋼索限制構(gòu)件不能下落等。這種限制非自由體某些位移的周圍物體稱為約束。例如，鐵軌對(duì)于機(jī)車，鋼索對(duì)于構(gòu)件等，都是約束。

約柬是物體之間的相互限制，或者可以理解為一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的支持作用。既然約束限制了物體的位移或者說(shuō)阻礙了物體的運(yùn)動(dòng)，也就是約束能夠改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此，約束對(duì)物體的作用實(shí)際上就是力，這種力被稱為約束反力，簡(jiǎn)稱反力。從約束對(duì)物體的作用可以看出，約束反力的方向必與該約束所能阻礙的運(yùn)動(dòng)方向相反。應(yīng)用這個(gè)準(zhǔn)則，可以確定約束反力的方向和作用線的位置，但反力的大小卻是未知的。在靜力學(xué)問(wèn)題中，需要綜合分析物體所受的約束反力和其他主動(dòng)力(能主動(dòng)引起物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變或使物體有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變趨勢(shì)的力，例如重力、風(fēng)力、推力、拉力等)，利用平衡條件確定約束反力的大小。

建筑工程中，約束總是通過(guò)支座來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此我們所說(shuō)的約束，一般可理解為支座，而約束反力即指支座反力。在取結(jié)構(gòu)的隔離體時(shí).經(jīng)常需要把支座去掉，而用力宋代替。支座對(duì)結(jié)構(gòu)的支承作用力統(tǒng)稱為支座反力。為了敘述問(wèn)題的方便，本節(jié)下面的敘述將只使用支座和支座反力這兩個(gè)名詞。