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用位移法计算图示刚架

综合练习2
2. 绘制图示结构的弯矩图。

3a a
答:
3a a
3. 绘制图示结构的弯矩图。

q
答:
A
4. 绘制图示结构的弯矩图。

答:
l
P
5.
绘制图示结构的弯矩图。

答:
6. 绘制图示结构的弯矩图。

l
l
答:
2
2ql
四、计算题
1.用力法计算图示结构,作弯矩图。

EI =常数。

l
l /2l /2
解:(1) 选取基本体系
(2) 列力法方程
011111=∆+=∆P X δ
(3) 作1M 图、P M 图
1M 图 P M 图
(4) 求系数和自由项 由图乘法计算δ11、∆1P
∑⎰=
=s 2111d EI M δEI
l 343

==∆∑⎰S P P
d EI M M 11EI
Pl 48293
-
解方程可得
=1X 64
29P
(5) 由叠加原理作M 图
(2) 列力法方程
011111=∆+=∆P X δ
(3) 作1M 图、P M 图
A B C
4
A
B
C
40
1M 图(单位:m ) P M 图 (单位:m kN ⋅) (4) 求系数和自由项
由图乘法计算δ11、∆1P
∑⎰==s 2111d EI M δEI 3128 ;=
=∆∑⎰S P P d EI M M 11EI
3480
解方程可得=1
X kN 75.3-
(5) 由叠加原理作M 图
A B
C
32.5
15
M 图(单位:m kN ⋅)
3. 利用对称性计算图示结构,作弯矩图。

EI =常数。

2m
4m
2m
解:
(1) 将荷载分成对称荷载和反对称荷载。

(2) 简化后可取半边结构如所示。

50kN
(3)作出一半刚架弯矩图如图所示。

50kN
kN⋅)
(单位:m
(4)作整个刚架弯矩图如图所示。


kN⋅)
(单位:m
4. 用力法计算图示结构,作弯矩图。

EI=常数。

解:(1) 选取基本体系
(2) 列力法方程
011111=∆+=∆P X δ
(3) 作1M 图 、P M 图
2
B
C
A
8080
1M 图(单位:m ) P M 图(单位:m kN ⋅) (4) 求系数和自由项 由图乘法计算δ11、∆1P
∑⎰=
=s 2111d EI M δEI 332
==∆∑⎰
S P P d EI M M 11EI
31360
- 解方程可得=1
X kN 5.42
(5) 由叠加原理作M 图
M 图 (单位:m kN ⋅)
5.用位移法计算图示刚架,列出位移法方程,求出系数项及自由项。

EI =常数。

解:
(1)基本未知量
这个刚架基本未知量只有一个结点B 的角位移1∆。

(2)基本体系
在B 点施加附加刚臂,约束B 点的转动,得到基本体系。

Δ1
(3)位移法方程 011
11=+∆P F k
(4)计算系数和自由项
令6
EI i =
,作1M 图如图所示。

2
1M 图
取结点B 为研究对象,由0=∑B M ,得=11k 11i
作P M 图如下图所示。

30
P M 图

0=∑B M ,得=P F
1m kN ⋅-
6
⑸解方程组,求出=
∆1
i
116
6.用位移法计算图示刚架,列出位移法方程,求出系数项和自由项。

解:
(1)基本未知量
这个刚架基本未知量只有一个结点B 的角位移1∆。

(2)基本体系
在B 点施加附加刚臂,约束B 点的转动,得到基本体系。

(3)位移法方程 01111=+∆P F k
(4)计算系数和自由项 令l
EI i
=
,作1M 图如下图所示。

=1
1M 图
取结点B 为研究对象,由0=∑B M ,得=11k 12i
作P M 图如下图所示。

P
P M 图
由0=∑B M ,得=
P F 18
Pl
7.用位移法计算图示刚架,列出位移法方程,求出系数。

各杆EI =常数。

4m
15k N /m
4m
4m
A
B C
解:
(1)基本未知量
这个刚架基本未知量为B 、C 两个刚结点的角位移。

(2)基本结构
在刚结点B 、C 施加附加刚臂,约束节点的转动,得到基本结构。

Δ (3)位移法方程 ⎭⎬⎫
=+∆+∆=+∆+∆00P
2222121P 1212111F k k F k k
(4)计算系数
令4EI
i =,作1M 图如下图所示。

Δ=1
4
1M 图
取结点B 为研究对象,得=11k 8i ,=21k 2i
作2M 图如下图所示。

i
2M 图
取结点C 为研究对象,得=22k 12i ,=12k 2i
8.用位移法计算图示刚架。

各杆EI =常数。

l
解:(1)基本未知量
结构只有一个结点线位移
(2)基本体系
施加水平链杆限制水平线位移,得到基本体系如图所示。

Δ
(3)位移法方程 01111=+∆P F k
(4)计算系数和自由项
令l EI
i =,作1M 图如下图示。

1M
=1
取刚架的上部横梁部分为隔离体,建立水平投影方程,可求出11k
2
119l i
k =2
l 2l 23l i
作P M 图如下图所示。

P M
0P F -=P 1
⑸解方程,求1∆
i Pl 92
1=∆
⑹作弯矩图
由叠加原理 P 11M M M +∆=可求出各杆端弯矩,画出M 图如下图所示。

M。

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