624435-2e 解:先后取4、5、3、6、2结点为研究对象,受力如图所示。
4结点:⎩⎨⎧=-=→⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯--=+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯--→⎩⎨⎧=⨯--=⨯--→⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑kN kN 316.30232202323210cos 0sin 10045432243452243434543N N N N N N N N X Y αα 5结点:⎩⎨⎧-===→⎩⎨⎧=--=-→⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑kN kN130100455456535654NN N N N N Y X3结点:3432353432363432363635343236320cos cos cos 0sin sin sin 00222 1.580 4.74X N N N N N N Y N N N N N N N N N αααααα⎧=--=⎧⎪→→⎨⎨+-+==⎩⎪⎩--=⎧⎪⎪=⎧⎪→⎨⎨+-+==-⎩⎪⎪⎪⎩∑∑kN kN 6结点:656367676263620cos 0 4.501sin 0 1.500X N N N N N N N Y αα⎧=+-==⎧⎧⎪→→⎨⎨⎨---==-=⎩⎩⎪⎩∑∑kN kN2结点:23212723212726232127232127260cos cos cos 0sin sin sin 0002240X N N N N N N N Y N N N N N N N ααβααβ⎧=--=⎧⎪→→⎨⎨-++==⎩⎪⎩⎧-=⎪⎪⎪⎪⎨⎪++=⎪⎪⎪⎩∑∑2127 6.321.803N N =-⎧→⎨=⎩kN kN(a)方法二:内力分量法,先后研究4、5、3、6、2结点(1)4结点:43434345434543450101 3.1603Y Y Y NN X N X NX⎧=--==-=-⎧⎧⎧⎪→→→⎨⎨⎨⎨--==-==⎩⎩⎩⎪⎩∑∑kNkN由比例:434322/3X Y==,知:434545453.1633N X N X=-=-=-=,。
kN kN kN(2)5结点:⎩⎨⎧-===→⎩⎨⎧=--=-→⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑kNkN131455456535654NNNNNNYX(3)3结点:343236323635343236323600300110X X X X X XN Y Y Y Y YY⎧=--=---=⎧⎧⎪→→⎨⎨⎨+-+=---+==⎩⎩⎪⎩∑∑由比例:3636323222/322/3X Y X Y====;,知:363632321133Y X Y X==,,故:3636361.50.5 1.58X Y N===,,kN kN kN;3232324.5 1.5 4.74X Y N=-=-=-,,kN kN kN(4)6结点:656367676762636262003 1.50 4.51010.50 1.5X N X N N NN Y N NY⎧=+-=+-==⎧⎧⎧⎪→→→⎨⎨⎨⎨---=---==-=⎩⎩⎩⎪⎩∑∑kNkN(5)2结点:232127212723212726212700 4.500 1.5 1.50X X X X X XY Y Y N Y YY⎧=--=---=⎧⎧⎪→→⎨⎨⎨-++=--+-==⎩⎩⎪⎩∑∑由比例:2727212122/3222/3X YX Y====⨯;212132321233Y X Y X==,,故:21212127272762 6.32 1.51 1.803X Y N X Y N=-=-=-===,,;,,kN kN kN kN kN kN各杆轴力如图所示。
(a)(b)5-3b:解:(1)由于结构对称,荷载正对称。
故,关于对称轴对称的杆内力应该大小相等,符号相同。
1NNc=且,kN3==BAYY(2)取I-I截面右边部分为研究对象,受力如图(b)所示。
1111123330()0 4.52()0112031 1.5811011302aC aB b bch h h h N hM F NM F h h N h NN N Y N⎧⎪-⨯-⨯-⨯+⨯-⨯=⎧==⎧⎪⎪⎪⎪⎪=→⨯+⨯+⨯=→=-⎨⎨⎨⎪⎪⎪===⎩⎪⎪⎩---+=⎪⎩∑∑∑kNkNkNc(a)(b)(c)5-4a解:(1)取I-I截面上边部分为研究对象,受力如图(b)所示。
其中CB杆为零杆。
⎩⎨⎧=-=→⎩⎨⎧=⨯-⨯=⨯-⨯-→⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑kNkN575.363108310)()(acacOBNNNNFMFM(2)取II-II截面上边部分为研究对象,受力如图(c)所示。
可将N b的作用点平移到A点,并沿AB、垂直于AB分解。
其中垂直于AB分量对C点有矩。
kN5.128654310)(=→=⨯-⨯⨯-⨯→=∑bcbCNNNFM(d )(b )N FBEAI IN FBEA或5-5d 解:(1)取I -I 截面上边部分为研究对象,受力如图(b )所示。
⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=-==→⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=⨯-⨯-=⨯+⨯=→⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑∑P N P N N a N a P a N a P N F M F M X FB EA CD FB EACD O O 41430022022300)(0)(021 故,CD 、DA 、DB 、AB 为零杆。
(2)将链杆AE 、EC 、FC 、FB 拆除,并此四杆对EF 的作用力加在EF 杆上。
受力如图(c )所示。
在求力矩时可将N EC 、 N FB 沿EF 、垂直于EF 分解。
⎩⎨⎧==→⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+⨯=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-⨯-→⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑P N P N a a a a N a N a a a a N a N F M F M EC FC ECEAFC FB F E 839.045.00222022320)(0)(2222(3)取F 结点为研究对象,受力如图(d )所示。
P N a a aN NX FE FC FE374.002323022-=→=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯--→=∑5-6(a) 解:(1)研究整个桁架,由于结构对称,荷载正对称,反力和内力均应对称。
即,40kN A C Y Y ==。
同时,关于对称轴对称的杆内力应该大小相等,符号相同。
DA DC N N =(c )(b )(e )题5-6aN (kN)V (kN)M (kN ·m)82ql N q =10k N/m(2)用假想的截面切开AD 杆,并把不带销钉的A B 杆拆下,BC 、BD 杆仍用销连接着,设A B 杆上销钉空受到销钉B 施与的力方向未知,用一对正交分力表示。
取截面的为右边部分为研究对象,受力如图(b )所示。
列方程求的轴力N AB 。
4()041042040kN 2B CDA DA M F Y X X =→⨯-⨯⨯-⨯=→=∑ 由比例,20kN , 4044.72kN 42DA DA DA DA X Y Y N ==→===。
故,20kN,4044.72kN 2DA DC DC Y Y N ==== (3)研究节点D ,用内力分量法列方程求的轴力N DB 、N DC 。
20kN0040kN DA DC DADC DB DB Y Y Y YY N N ===→++=−−−−−→=-∑ (4)内力图如 (c)、(d)、(e) 图所示。
5-6(b)解:(1)由于结构对称,荷载正对称。
故,关于对称轴对称的杆内力应该大小相等,符号相同。
1N N c = 且,kN 50==E A Y YN FGq =10k N/mq =10k N/m(a ) (b ) (c )q =10kN/mq =10k N/m(d ) (e )+2.5-17.517.537.5++--1020202.510V 图(k N)(f ) (g )1.25551.25552020M (kN ·m)20(h )(2)将组合结构的销钉C 拆除,并切断FG 链杆。
取截面右部为研究对象,受力如图(b )所示。
kN 5.3704505.251020)(=→=⨯-⨯⨯+⨯→=∑FG FG CN N F M(3)取F 结点为研究对象,受力如图(c )所示。
⎩⎨⎧-==→⎪⎩⎪⎨⎧=+=+-→⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑kN kN 5.3703.53045sin 045cos 00FB FA FA FB FG FAN N N N N N Y X(4)各链某杆的轴力如图(d )所示。
梁式杆的受力如图(e )所示,受压的链杆轴力实际上是指向结点,至于斜杆F A 、GE 施加在梁式杆的力可沿梁式杆、垂直于梁式杆,以便求解梁式杆的内力值。
组合结构的内力图如图(f )、(g )、(h )所示。
8题5-6c5-6(c) 解:(1)ACE 、BDF 两刚片通过两链杆联系,再分别通过两铰与大地联系。
形成无穷远虚铰的链杆与另外两铰连线不平行,该体系为静定的组合结构。
(2)用假想的截面切断EF 、CD 链杆。
分别取截面的左、右部为研究对象, ACE 、BDF 梁式杆,受力如图(b )所示。
:()0423204 1.5202:()0816EF FECD DCA EF CD CD EFFE DC DC FE B EF N N N N DC ACE M F qa a N a N a N qa N N a N a N N BDF M F N qa N qa⎧=-⋅-⨯-⨯==--⎧⎧⎪→→⎨⎨⎨-⨯-⨯==-=⎩⎩⎪⎩=⎧−−−−→⎨=-⎩∑∑==梁梁(2)各构件的轴力、梁式杆的剪力图和弯矩如图(e )所示。
(f )、(g )、(h )所示。
6-22 图示刚架支座A 发生水平位移1∆、竖向位移2∆及顺时针向转角φ,求由此引起的刚结点K 的水平位移。
解:①实位移状态如图6-22(a )所示。
②沿水平方向虚设单位力1=i P ,虚力状态如图6-22(b )所示。
1()01A A A X Y M l l =←==⨯=(↺)③由刚体的可能功方程,有:110H k A A X M ϕ⋅∆-⋅∆-⋅=1HC l ϕ∆=∆+→()。