首页 理论教育建筑力学第3版:平衡力系

建筑力学第3版:平衡力系

【摘要】:空间平行力系的平衡方程有三个独立的平衡方程,可解三个未知量。

在空间力系作用下,要使物体保持平衡状态,必须使物体在三个坐标轴方向既不能移动,也不能转动。因此,空间一般力系平衡的充分必要条件是,力系所有力在三个坐标轴每一坐标轴的投影代数和等于零,力系中各力对三个坐标轴之矩的代数和等于零,即

式(5-9)称为空间一般力系的平衡方程,有六个独立的平衡方程,可求解六个未知量。

作用线相互平行的空间力系称为空间平行力系。其是空间一般力系的特例。图5-12所示的空间平行力系F1,F2,…,Fn各力作用线与z轴平行,根据空间一般力系的平衡方程[式(5-9)],由于各力平行于z轴,各力在x轴和y轴的投影为零,式(5-9)的前两式自动满足,又因为各力与z轴平行,各力对z轴之矩为零,因此,式(5-9)的最后一式也自动满足。空间平行力系的平衡方程为

图5-12

空间平行力系平衡的充分必要条件是:力系中各力在与力系平行的坐标轴上投影的代数和等于零,各力对另外两坐标轴之矩的代数和为零。空间平行力系的平衡方程有三个独立的平衡方程,可解三个未知量。

【例5-5】 图5-13所示的三轮车,自重G=2kN,作用在D点。求三轮车各轮所受的力。

图5-13

【解】 三轮车的自重G,三个车轮所受的力FA、FB、FC构成一个空间平行力系,根据空间平行力系的平衡方程式(5-10),可列出三个平衡方程:

解得

【例5-6】 正方形匀质板自重G,受到6根杆的支撑,在A点处作用水平力F=2G,如图5-14(a)所示。求6根支撑杆所受的力。

【解】 6根支撑杆都是二力杆,设各杆受到拉力。以正方形板为研究对象,它所受的力构成一个空间一般力系[图5-14(b)]。

图5-14

根据空间一般力系的平衡条件,有: