结构力学第三章习题及答案
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静定结构计算习题
3—1 试做图示静定梁的M 、F Q 图。
解:首先分析几何组成:AB 为基本部分,EC 为附属部分。 画出层叠图,如图(b )所示。
按先属附后基本的原则计算各支反力(c)图。 之後,逐段作出梁的弯矩图和剪力图。
3—3 试做图示静定刚架的内力(M
、F Q 、F N )图,并校核所得结果。
36.67KN
15KN •m 20KN
M 图(单位:KN/m )
13.3
23.3
13.33
F Q 图(单位:KN )
解:(1)计算支反力
F AX =48kN (→) M A =60 KN •m (右侧受拉) (2)逐杆绘M 图 (3)绘F Q 图 (4)绘N 图
(5)校核: 内力图作出后应进行校核。(略)
3—7 试做图示静定刚架的内力(M 、F Q 、F N )图,并校核所得结果。
解:(1)计算支反力
F AX =20kN (←) F AY =38kN(↑) F BY =62kN(↑) (2)逐杆绘M 图 (3)绘F Q 图
B
C
M 图(单位:KN/m ) F Q 图(单位:KN )
30
30
F AX F N
图(单位:
60
)
20
)
(4)绘N 图
(5)校核: 内力图作出后应进行校核。(略)
3—9 试做图示静定刚架的内力(M 、F Q 、F N )图,并校核所得结果。
解:(1)计算支反力
F AX =0.75qL (←) F AY =-0.25qL( ) F BY =0.25qL(↑) (2)逐杆绘M 图 (3)绘F Q 图 (4)绘N 图
(5)校核: 内力图作出后应进行校核。(略)
3—11试做图示静定刚架的内力(M 、F Q 、F N )图,并校核所得结果。 解:(1)计算支反力
F BX =40KN (←) F AY =30KN (↑) F BY =50kN(↑) (2)逐杆绘M 图 (3)绘F Q 图 (4)绘N 图
(5)校核: 内力图作出后应进行校核。(略)
C
(a )
q
BY 2
3—17 试求图示抛物线三铰拱的支座反力,并求截面D 和E 的内力。
解:1、由已知设抛物线方程为y=ax 2
+bx+c
坐标系如图(a )所示,有图可以看出, x=0 y=0;x=10 y=4;x=20 y=0 可以求得
B
C
D
E
100K
5m
5m
5m
5m
20KN/m
4m
Y
X
(a)
40KN
m
y y m x x y x x y D D D 34.0'554252'542512===+
-=+-=20KN/m
A B
C
D
E
F
4m
2m
2m
2m 80
80
120
120
80
M 图(单位:KN/m )
30
50
40
40
F Q 图(单位:KN )
40
50
F N 图(单位:KN )
2、计算支反力
首先,考虑三铰拱的整体平衡。
由 ∑MB=0 及∑MA=0 得F AY =F BY =100KN 由 ∑X=0 可得 H AX =H BX =F H
取左半拱为隔离体,由∑MC=0 H AX =H BX =F H =125KN 3、
4、求D 、E 点的内力
3—18 试用节点法计算图示桁架中各杆的内力。 解:(1)首先由桁架的整体平衡条件求出支反力。 (2)截取各结点解算杆件内力。
m
y y m
x E E E 34.0'15=-==928
.0cos 371.0sin ==D D ϕϕ928
.0cos 371.0sin =-=E E ϕϕKN 1000=左QD F KN 00=右QD F KN
500E -=Q F KN
5005100M 0D =⨯=KN
3755.25101010015100M 0
E
=⨯⨯-⨯-⨯=KN y F M D H D 1253125-500*M 0D =⨯=-=KN F F F D H D QD QD 4.46sin cos 0=-=ϕϕ左左KN y F M E H E 03125-375*M 0
E =⨯=-=KN
F F F D H D QD QD
4.46sin cos 0-=-=ϕϕ右右KN F F F D H D QD D 1.153cos sin 0N =+=ϕϕ左左116cos sin 0N =+=D H D QD D F F F ϕϕ右右KN F F F E H Q Q 0sin cos E 0E E =-=ϕϕKN
F F F H E Q 6.134cos sin E 0E NE =+=ϕϕ
F N78=
F N81=-5
F N12N81
F X17
分析桁架的几何组成:此桁架为简单桁架,由基本三角形345按二元体规则依次装入新结点构成。由最后装入的结点8开始计算。(或由8结点开始)
然后依次取结点7、2、6、3计算。到结点5时,只有一个未知力F N54,最后到结点4时,轴力均已求出,故以此二结点的平衡条件进行校核。
3—19 试用截面法求3—18中杆23、62、67的内力。
解:支反力已求出。作截面Ⅰ-Ⅰ,取左部分为隔离体。由06=∑M 得
031545.22432=⨯+⨯-⨯-N F 得 F N32=-11.25KN
同理由02=∑M 得 得 F N67=3.75KN
把F N62 沿力的作用线平移到2点,并分解为水平力F X62和竖向力F Y62 由0=∑X F 0=∑Y F 得F X62=7.5KN F Y62=10KN
F 4X F 5X 5kN 5kN 5kN
F 4X F 5X
Y62