5-5(5-18) 试按迭加原理求图示梁中间铰C处的挠度
,并描出梁挠曲线的大致形状。已知EI为常量。
解:(a)由图5-18a-1
(b)由图5-18b-1
=
5-7(5-25) 松木桁条的横截面为圆形,跨长为4m,两端可视为简支,全跨上作用有集度为 的均布荷载。已知松
木的许用应力 ,弹性模量 计算,直径以跨中为准。)
。桁条的许可相对挠度为 。试求桁条横截面所需的直径。(桁条可视为等直圆木梁
解:均布荷载简支梁,其危险截面位于跨中点,最大弯矩为 ,根据强度条件有
从满足强度条件,得梁的直径为
对圆木直径的均布荷载,简支梁的最大挠度
为
而相对挠度为
由梁的刚度条件有
为满足梁的刚度条件,梁的直径有
。
由上可见,为保证满足梁的强度条件和刚度条件,圆木直径需大于
5-24 图示木梁的右端由钢拉杆支承。已知梁的横截面为边长等于0.20 m的正方形,
。试求拉杆的伸长
及梁中点沿铅垂方向的位移 。
, ;钢拉杆的横截面面积
解:从木梁的静力平衡,易知钢拉杆受轴向拉力
40
于是拉杆的伸长
为
=
木梁由于均布荷载产生的跨中挠度 为
梁中点的铅垂位移 等于因拉杆伸长引起梁中点的刚性位移 与中点挠度 的和,即
第六章 简单超静定问题
6-1 试作图示等直杆的轴力图。
解:取消A端的多余约束,以 代之,则 (伸长),在外力作用下杆产生缩短变形。
因为固定端不能移动,故变形协调条件为:
故
故
6-2 图示支架承受荷载 轴力。
各杆由同一材料制成,其横截面面积分别为 , 和 。试求各杆的
解:设想在荷载F作用下由于各杆的变形,节点A移至 求内力的补充方程。
。此时各杆的变形 及 如图所示。现求它们之间的几何关系表达式以便建立
即:
亦即:
将 , , 代入,得:
即:
亦即:
(1)
此即补充方程。与上述变形对应的内力 如图所示。根据节点A的平衡条件有:
;
亦即:
(2)
;
亦即:
,
(3)
联解(1)、(2)、(3)三式得:
(拉)
(拉)
(压)
6-3 一刚性板由四根支柱支撑,四根支柱的长度和截面都相同,如图所示。如果荷载F作用在A点,试求这四根支柱各受力多少。 解:因为2,4两根支柱对称,所以
,在F力作用下:
变形协调条件:
补充方程:
求解上述三个方程得:
6-4 刚性杆AB的左端铰支,两根长度相等、横截面面积相同的钢杆CD和EF使该刚性杆处于水平位置,如图所示。如已知 杆的横截面面积 解:
又由变形几何关系得知:
,
,试求两杆的轴力和应力。
(1)
,两根钢
, (2)
联解式(1),(2),得 故
,
,
6-7 横截面为250mm×250mm的短木柱,用四根40mm×40mm×5mm的等边角钢加固,并承受压力F,如图所示。已知角钢的许用应力 弹性模量
;木材的许用应力
,弹性模量
。试求短木柱的许可荷载
。
,
解:(1)木柱与角钢的轴力由盖板的静力平衡条件:
(1)
由木柱与角钢间的变形相容条件, 有
(2)