约束反力与主动力的区别

1.约束的概念

我们通常把在日常生活和工程中遇到的物体分为自由体和非自由体两大类,所谓自由体指的是在空间运动不受限制的物体,例如在空中飞行的火箭、飞机等;所谓非自由体指的是在空间某些方向的运动受到其他物体阻碍或阻止的物体,例如绳索悬挂的灯、支撑在墙上的阳台或屋架等。建筑物中的各个构件都不能自由运动,都属于非自由体,本书只研究非自由体。

在工程结构中,每一个构件都根据其工作要求的需要,以一定的方式和其他构件相连,受到其他构件的限制而不能自由运动,这样才能承受一定荷载的作用。例如:梁受到墙或柱子的限制才不至于掉落,门由于受到合页的限制只能绕固定的轴线转动等等。

限制一个物体运动的其他物体, 就称为该物体的约束。 例如,柱子就是梁的约束,基础就是柱子的约束,合页是门或窗的约束。

2.约束反力与主动力

由于约束限制了被约束物体的运动,因此,约束必然对被约束物体有力的作用,这种限制物体运动或运动趋势的力称为 约束力 ,通常称为 约束反力 ,简称 反力 。约束反力的方向总是与被约束物体的运动或运动趋势方向相反。

使物体产生运动或运动趋势的力称为主动力,如物体的重力、风压力、土压力等。主动力在工程上称为 荷载 。一般情况下,物体总是同时受到主动力和约束反力的作用,主动力通常是已知的,而约束反力总是未知的,因此正确地分析约束反力是对物体进行受力分析的关键。

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