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信阳师院结构力学静定梁和静定刚架习题

静定梁和静定刚架习题[习题1]解:①取整体为研究对象,∑M B=0,V A L+M=0,得:V A= -M/L∑Y=0,V A+V B=0,得:V B= M/L取左半为研究对象,∑M C=0,V A L/2=H A L,得:H A= -M/2L(向左)∑X=0,H A-H B=0,得:H B= H A= -M/2L(向右)②取AD为研究对象,∑M D=0,得:M DA=H A L= -M/2 (右侧受拉)同理:M EB= H B L= -M/2 (左侧受拉)N DA M CEM DAV DAH A H BV A V BBEC为研究对象,∑M C=0,M CE+H B L-V B L/2=0,得:M CE=M(下侧受拉)③M DC与M EC可由结点D和E的平衡条件得到。

[习题2] 作弯矩图20 kN/m4m解:①几何构造分析。

ABCDF是附属部分,BE是基本部分②先计算附属部分,是简支刚架。

取整体为研究对象,∑M B=0,V F×6+20×3×1.5-20×6×3=0得:V F = 45 kN∑Y=0,得:V B=135 kN∑X=0,得:H B=0*M CF=V F×3=135 kNm ,下侧受拉*CD、AB是悬臂杆,直接写出弯矩F M BA=90 kNm,M CD=90 kNm,上侧受拉。

*由结点C的平衡,M CB=-45 kNm,下侧受拉。

③基本部分的计算,为悬臂杆。

V B =135 kNM E=135×3=405 kNm左侧受拉E④作出弯矩图。

[习题3] 作弯矩图,剪力图,轴力图。

4 kN4m解:①取整体为研究对象,∑M A=0 ,V C×9-4×5-2×5×2.5=0 ,解得:V C= 5 kN ,8 kN∑Y=0,V A=5 kN6kN 2×5=10 kN②取BC为研究对象,V BC4kNCB M BCV C∑M B=0 ,得:M BC=22 kNm (下侧受拉)∑Y=0,得:V BC= -1 kN③取AB为研究对象,∑Y=0,N BA=0.8 kN X ∑X=0,V BA= -0.6 kN④取结点A为研究对象,YV AB=9.4 kN N ABN AB= 0.8 kN V ABN ABV A⑤作M、V、N图X[4m4m 2m 2m 4m解:①几何构造分析,DEFG是附属部分,ABCD是基本部分②先计算附属部分∑Y=0 ,V F =20+10×4=60 kN MFG是悬臂部分M FG =80 kNm (上侧受拉)∑M D=0 ,M DE= - 40 kNm(上侧受拉)取DE为研究对象,可得:M ED= 80 kNmV F③计算基本部分∑Y=0,V B=40kNDE取整体,∑M A=0M AB+10×4×2-V B×4-M DE = 0得:M AB= 40 kNm (下侧受拉)BCD可视为悬臂。

④作弯矩图M图,单位:kNm[习题5]F2mBB解:①几何构造分析中间工字型刚片与左右分别以三铰连接,最后与地基连接。

几何不变,无多余约束。

②由对称性,V A=V B=6 kN③计算DEBH部分(它为中间工字型刚片的附属部分)这是三铰刚架。

同理,GAEC部分的弯矩图与DEH④计算中间工字型6kN 6 kN 63kN 3kN3kN 3kN3kN 3kN3kN 3kN 6⑤弯矩图6[习题6] 作弯矩图qa2a6×a解:①几何构造分析ADEF刚片与BFGH刚片和地基刚片由不在同一直线的三铰构成几何不变,无多余约束的体系。

CHIJ是附属部分。

②附属部分CHIJ的计算取整体,∑M H=0,R C a+qa2+qa×a/2=02得:R= -3qa/2 (向右)C所以,M IC=R C a= -3qa2/2(左侧受拉)IJ是悬臂部分,M IJ=qa2(上侧受拉)R C由结点I的平衡,M IH=qa2/2(下侧受拉)R H=qaqa2③基本部分的计算取整体,∑Y=0,得:V B=3qa取BFGH为研究对象,=0,M B+V B a=qa×2a+qa×3a/2∑M得:M B=qa2/2(左侧受拉)易得:M GB= qa2/2(左侧受拉)GH是悬臂部分,M GH=3qa2/2(上侧受拉)由结点G的平衡,M GF= qa2(上侧受拉)取考虑整体,∑M D=0,qa×2a+H A×a=qa2/2得:H A= -3qa/2 (向左)3qa/2 M EA=3qa2/2(右侧受拉)M EF= qa2(下侧受拉)M ED= qa2/2(上侧受拉)qa2[习题7] 作弯矩图3m2m4m2m 2m 2m 4m解:①几何构造分析,ACDE是附属部分,BEFGH是基本部分。

②先计算附属部分取整体为研究对象,∑M E=0,R A×4+4=3×4得:R A=2 kN ∑Y=0,V E=3 kNM DC=6kNm(上侧受拉)M DA= R A×4= 8 kNm(右侧受拉)M DE= 3×2=6 kNm(下侧受拉)[习题8] 作弯矩图2mE2m2m 2m 2m 2m解:①几何构造分析。

GFD是基本部分,ABCDE是附属部分。

②先计算附属部分,与地基构成三铰刚架。

由BCDE部分,∑Y=0得:V D=2 kN由AB部分,∑Y=0得:V A=2 kNE 取整体,∑M A=0,得:H D=3 kNM DE取CDE为研究对象,M CD= 4 kNm(左侧受拉)取BCD为研究对象,M B= 4 kNm(下侧受拉)取AH为研究对象,M H= 4 kNm(下侧受拉)③计算基本部分F D 3 kN M ED=2×4=8 kNm(上侧受拉)2 kN M GF= 2×4-3×2=2 kNm(左侧受拉)G④弯矩图。

[习题9] 作弯矩图aa a 2a 2a 2a解:①几何构造分析,BFG、DHG分别看作链杆,ABC、CDE及地基看作三刚片。

由三刚片法则,构成几何不变,无多余约束的体系。

②取ABC为研究对象,∑M B=0,XXE AV A×2a - P×a + Y C×2a=0 -----------(1)取CDE为研究对象,∑M D=0,V E×2a - Y C×2a=0 ------------(2)取整体为研究对象,∑M G=0,V A×4a - P×3a - V E×4a=0 -----------(3)Y B解得:V A=5P/8 ,V E= -P/8 ,Y C= -P/8 X B从而,M BC= Pa/4(下侧受拉)M DC= Pa/4(上侧受拉)取ABC为研究对象,∑Y=0,得:Y B= P/4 F G取CDE为研究对象,∑Y=0,得:Y D= P/4取BFG为研究对象,∑M G=0,Y B×2a + X B×a = 0 ,得:X B= -P/2从而,M FB=Pa/2(左侧受拉)同理,得M HD= Pa/2(右侧受拉)③弯矩图[习题10] 作弯矩图2.5m2.5m4m 2m 2m 4m解:①几何构造分析,ADE、BHG看作链杆,CEFG、地基看作刚片由两刚片法则得,构成几何不变,无多余约束的体系。

②求支反力支座A的约束力的作用线为AE,如图,取整体为研究对象,∑M O=0X BBY B×10 = X B×2.5+120 ---------(1)取BHG为研究对象,∑M G=0Y B×4 = X B×5 ----------(2)解得:Y B=15 kN ,X B= 12 kN 从而,M HB=60 kNm(右侧受拉)取ECFGHB为研究对象,120kNm弯矩图EM FE= 30 kNm(上侧受拉)[习题11]aaaa a a a解:ABCG是附属部分M AB=qa2(上侧受拉),取AB为研究对象,∑M A=0,得:V BA=qa /2V AB= qa /2V ABN AB N BAM AB V BA取结点B为研究对象,∑Y=0,得:V BC= -3qa/2 BA V BC取BCG为研究对象,∑Y=0,得:V G=2qaV BC∑M G=0,得:N BC= -qaN BC M CB=3qa2/2(上侧受拉)M CJ= qa2/2(上侧受拉)X G G M CG= qa2(右侧受拉)V G V G取FGH为研究对象,N FG V FG X G V HN FG=X G= -N BC= qa∑M F=0,得:V H= qa ,M GH=qa2(下侧受拉)∑Y=0,得:V FG=qa取ADEI为研究对象,M DA=qa2(右侧受拉),M EF=qa2(上侧受拉),M ED=3qa2/2(上侧受拉),V=qa/2 M E I = qa2A N ABED N FG qaV FGI。

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