《理论力学》第三章 力系的平衡习题解

2018-11-02 16:14

?M

A(Fi)?0

?RB?2?2.5?2.5?12?0.2?2.5?(212?0.3?2)?(13?2)?0

?2RB?6.25?0.625?0.2?0 RB?7.075/2?3.5375(kN)

?Fix?0

12?0.3?2)?0

RAx?(RAx?0.3(kN)

?Fiy?0

RAy?RB?2.5?0.2?2.5?0

RAy??RB?3??3.5375?3??0.5375(kN)

[习题3-46] 组合结构如图所示,已知q=2kN/m,求AC、CD、BD三杆的内力。

解:以整个组合结构为研究对象,其受力图如图所示。

因为CD平衡,所以

q?2kN/m?MA(Fi)?0

A1m1mC2mRB?4?2?6?2?0 RB?6(kN)

RA2mRBB1m?Fiy?0

RB?RA?2?6?0

RB??RA?12??6?12?6(kN)

46

过C铰和AD杆,把结构截断,取左半部分为研究对象,其受力图如图所示。 因为左半部分平衡,所以

?MC(Fi)?0

q?2kN/mNCDsin??2?6?2?2?3?1.5?0

CA?RCxNNADsin??6?4.5?0 (压力)

RA1m2mADRCy1mDN1AD?1.5?0

5NAD?1.55?3.354(kN)

根据结构的对称性可知,

NBD?NAD?3.354(kN)

NADNCD??NBD以结点D为研究对象,其受力图如图所示。

?Fiy?0

sin??0

15DNCD?2NADNCD??2NADsin???2?1.55???3(kN)

[习题3-47] 在图示结构计算简图中,已知q=15kN/m,求A、B、C处的约束力。 解:以整体为研究对象,其受力图如图所示。 因为整体平衡,所以

?MA(Fi)?0

8RBy?4RBx?15?8?4?0

RBx2RBy?RBx?120…………(1)

?MB(Fi)?0

RAxRByRAy?8RAy?4RAx?15?8?4?0 2RAy?RAx?120?0…………(2)

?

Fiy?0

47

RAy?RBy?120?0 RAy?RBy?120…………(3)

?Fix?0

RAx?RBx?0…………(4)

以BC为研究对象,其受力图如图所示。 因为BC平衡,所以

?MC(Fi)?0

4R?4R1Bx?2?15?42By?0

RBy?RBx?30…………(5),前面已得到(1) 2RBy?RBx?120…………(1)

(1)+(5)得:

3RBy?150 RBy?50(kN)

RBx?30?RBy?30?50??20(kN),前面已得到(4)RAx?RBx?0……………(4)

RAx??RBx?20(KN), 前面已得到(2)

2RAy?RAx?120?0…………(2)

2RAy?20?120?0 RAy?70(kN)

还是因为BC平衡,所以

?Fix?0

RCx?RBx?0 RCx??RBx?20(kN)

48

q?15kN/mCRCxRCy4mBRBx4mRByq?15kN/mCRCxRCy4mBRBx4mRBy

?Fiy?0

RCy?RBy?15?4?0

RCy??RBy?60??50?60?10(kN)

[习题3-48] 静定刚架如图所示。匀布荷载q1?1kN/m ,q2?4kN/m,求A、B、E三支座处的约束力。图中长度单位为m。

解:以DE为研究对象,其受力图如图所示。

因为DE平衡,所以

RDx?MD(Fi)?0

D?RE?4?q1?4?5?0 ?RE?1?5?0 RE?5(kN)

RDy3mq14mE4m?Fix?0

RERDx?1?4?0 RDx??4(kN)

?Fiy?0

RDy?RE?0

RDy??RE??5(kN)

49

以刚架ABC为研究对象,其受力图如图所示。 因为刚架ABC平衡,所以

q2?4kN/m?MA(Fi)?0

1m'RBy?6?RDx?5?12?4?62?0

RDx'RDyD'C6RBy?(?4)?5?72?0 RBy?92/6?15.33(kN)

A6mRAxBRBxRBy6m?Fiy?0

'RAyRAy?RBy?RDy?4?6?0

RAy??RBy?RDy?24??15.33?5?24?3.67(kN)

'?Fix?0

RAx?RBx?RDx?0

RAx?RBx?4?0……..(1)

以BC为研究对象,其受力图如图所示. 因为BC平衡,所以

Cq2?4kN/mRCx12?4?32?MC(Fi)?0

?0

3mRCyRBx?6?RBy?3?6m2RBx?RBy?6?0

BRBxRBy2RBx?15.33?6?0

RBx??4.67(kN) 前面已得(1)式

RAx?RBx?4?0……..(1) RAx?4.67?4?0 RAx?0.67(kN)

[习题3-49] 一组合结构、尺寸及荷载如图所示,求杆1、2、3所受的力。图中长度单位为m。

50


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