静力学部分习题课
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【1】 梁AB 一端为固定端支座,另一端无约束,这样的梁称为悬臂梁。
它承受均布荷载q 和一集中力P 的作用,如图4-9(a )所示。
已知P =10kN , q =2kN/m ,l =4m ,︒=45α,梁的自重不计,求支座A 的反力。
【解】:取梁AB 为研究对象,其受力图如图4-9(b )所示。
支座反力的指向是假定的,梁上所受的荷载和支座反力组成平面一般力系。
在计算中可将线荷载q 用作用其中心的集中力2qlQ =来代替。
选取坐标系,列平衡方程。
)(kN 07.7707.010cos 0cos - 0A A →=⨯====∑ααP X P X X)(kN 07.11707.010242sin 2 0sin 2 0A A ↑=⨯+⨯=+==--=∑ααP ql Y P qlY Y )( m kN 28.404707.0108423sin 83 0sin 422ql 022A A ⋅=⨯⨯+⨯⨯=⋅+==⋅-⎪⎭⎫⎝⎛+-=∑l P ql m l P l l m M A αα力系既然平衡,则力系中各力在任一轴上的投影代数和必然等于零,力系中各力对任一点之矩的代数和也必然为零。
因此,我们可以列出其它的平衡方程,用来校核计算有无错误。
校核028.40407.114424242A A B =+⨯-⨯⨯=+⋅-⨯=∑m l Y l ql M 可见,Y A 和m A 计算无误。
【2】 钢筋混凝土刚架,所受荷载及支承情况如图4-12(a )所示。
已知kN 20 m,kN 2 kN,10 kN/m,4=⋅===Q m P q ,试求支座处的反力。
【解】:取刚架为研究对象,画其受力图如图4-12(b )所示,图中各支座反力指向都是假设的。
本题有一个力偶荷载,由于力偶在任一轴上投影为零,故写投影方程时不必考虑力偶,由于力偶对平面内任一点的矩都等于力偶矩,故写力矩方程时,可直接将力偶矩m 列入。
设坐标系如图4-12(b )所示,列三个平衡方程)(kN 3446106 06 0A A ←-=⨯--=--==++=∑q P X q P X X)(kN 296418220310461834 036346 0B B A ↑=⨯++⨯+⨯=+++==⨯--⨯-⨯-⨯=∑q m Q P Y q m Q P Y M)(kN 92920 00B A B A ↓-=-=-==-+=∑Y Q Y Q Y Y Y校核3462203102)9(6)34(6363266 C=⨯⨯+-⨯+⨯+-⨯--⨯=⨯+-++-=∑qmQPYXMAA说明计算无误。
第二章 习题参考答案2-1解:由解析法,23cos 80RX F X P P N θ==+=∑故: 161.2R F N ==2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有故: 3R F KN ==方向沿OB 。
2-3解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。
(a ) 由平衡方程有:联立上二式,解得:0.577AB F W =(拉力)1.155AC F W =(压力)(b ) 由平衡方程有:联立上二式,解得:1.064AB F W =(拉力)0.364AC F W =(压力)(c ) 由平衡方程有:联立上二式,解得:0.5AB F W =(拉力)0.866AC F W =(压力)(d ) 由平衡方程有:联立上二式,解得:0.577AB F W =(拉力)0.577AC F W =(拉力)2-4解:(a )受力分析如图所示:由0x =∑ cos 450RA F P =由0Y =∑ sin 450RA RB F F P +-=(b)解:受力分析如图所示:由联立上二式,得:2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D ,其封闭的力三角形如图示所以: 5RA F KN =(压力)5RB F KN =(与X 轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,1R F G = ,2AC F G =由0x =∑ cos 0AC r F F α-=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由0x =∑ cos45cos450RA CB P F F --=联立后,解得: 0.707RA F P =由二力平衡定理 0.707RB CB CB F F F P '===2-8解:杆AB ,AC 均为二力杆,取A 点平衡由0x =∑ cos60cos300AC AB F F W ⋅--=联立上二式,解得: 7.32AB F KN =-(受压)27.3AC F KN =(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D ,B 点分别列平衡方程(1)取D 点,列平衡方程由0x =∑ sin cos 0DB T W αα-=(2)取B 点列平衡方程由0Y =∑ sin cos 0BD T T αα'-=2-10解:取B 为研究对象:由0Y =∑ sin 0BC F P α-=取C 为研究对象:由0x =∑ cos sin sin 0BC DC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式,且有BC BC F F '= 解得:取E 为研究对象:由0Y =∑ cos 0NH CE F F α'-=CE CE F F '=故有:2-11解:取A 点平衡:联立后可得: 2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡,取如图坐标系:由对称性及 AD AD F F '=2-12解:整体受力交于O 点,列O 点平衡由 0x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=联立上二式得: 2.92RA F KN =1.33DC F KN =(压力)列C 点平衡联立上二式得: 1.67AC F KN =(拉力)1.0BC F KN =-(压力)2-13解:(1)取DEH 部分,对H 点列平衡联立方程后解得: RD F(2)取ABCE 部分,对C 点列平衡且 RE RE F F '=联立上面各式得: RA F =(3)取BCE 部分。