分布力

分布力與集中力相對應，分布力是指：如果作用在構件上的外力作用面面積相對較大的力。

基本介紹

• 中文名：分布力
• 外文名：distributed load
• 含義：作用在構件上的外力是作用面
• 學科：力學

簡介

在實際生活中，大多數的力都是分布在一個面積上，而不是作用在一點的。當力的作用面積比物體尺寸小得多時，點荷載的假定通常是可行的。否則，就必須考慮力的分布情況。在實踐中，產生分布力或分布荷載的情況有：結構上的風壓，潛體的靜水（流體）壓力，建築物上的積雪，或分布在物體或結構構件中的質量。

作用在構件上的外力如果作用面面積相對較大而不能簡化為集中力時，應簡化為分布力。

橋面板作用在鋼樑的力

集中力與分布力

構件所承受的重量或力稱為荷載。作用在構件上的荷載，有些足物體與構件或者構件與構件直接接觸產生的。例如風壓，雪壓，人和物體重量的壓力，輪壓，水對蓄水池壁的壓力等，它們作用在構件上的位置實際上都不是一點而是構件的某一部分面積。但若力的作用面積不大（與整個構件的尺寸相比較），便可以認為它集中地作用在構件的一點而稱為集中力，如上述的輪壓（車輪對橋樑的壓力，廠房吊車車輪對吊車梁的壓力）。反之，風壓、雪壓，以及水對蓄水池壁的壓力等作用在構件一部分或全部面積上，這樣的力稱為分布力。一堆磚平鋪在木板上，磚對木板的壓力是分布力；而豎壘在木板上的磚對木板的壓力便可以看作是集中力。

還有一些力，不是接觸作用產生的。例如構件所承受的重力（構件的自重），是地球對它的吸引力。它的各部分都要受到重力的作用，所以重力是分布在物體——構件整個體積內的分布力。這個分布力的大小就是構件材料的容重（單位體積的重量），例如混凝土的容重為2200—2400kg/m³，普通機制磚的容重為1900kg/m³。在靜力學中研究力的作用效果時，常用一個作用在構件或物體重心的集中力來代替分布的重力。這個集中力的大小就是整個構件或物體的重量。

分布力簡化

在許多工程問題里，物體所受的力，往往是分布作用於物體體積內（如重力）或物體表面上（如水壓力）的，前者稱為體力，後者稱為面力。體力和面力都是分布力。如分布力的作用線彼此平行，則稱為平行分布力。現在有求平行分布力的合力的問題。

對於平行分布的體力，求其合力的大小及作用線位置的方法，與求物體的重量及重心的方法相同。面力是分布在一定面積上的，在許多工程問題里，力可能沿著狹長面積分布（如樑上的力），這種力可簡化成為沿著一條線分布的力，稱為線分布力或線分布荷載。

表示力的分布情況的圖形稱為荷載圖。某一單位長度或單位面積上所受的力，稱為分布力在該處的集度。如果分布力的集度處處相同，則稱為均布力或均布荷載；否則，就稱為非均布力或非均布荷載。線分布力集度的單位是N/m、kN/m等，面力集度的單位是N/m²、kN/m²等。

沿平面曲線分布的平行分布力的合力的大小等於荷載圖的面積，合力通過荷載圖面積的形心。如力沿直線分布，結論也一樣。

平行分布的面力的合力的大小等於荷載圖的體積，合力通過荷載圖體積的形心。

綜上所述，無論線分布力或面力，如果荷載圖的圖形雖較為複雜，但可分成幾個簡單的圖形，則可分別求每一簡單圖形所代表的分布力的合力，然後再按幾個集中力進行計算。除了須要求總的合力的外，一般不須合成為一個力。如果荷載圖不能分作簡單圖形，但分布力的集度是連續變化的，則可用積分法求合力。