建筑力学作业4

1、江苏开放大学形成性考核作业学 号 20姓名唐宇希课程代码 110011课程名称建筑力学评阅教师第4次任务共4次任务形成性考核大作业（请在下面作答）：一：简答题：（40分）1、力偶能否与一个力平衡？ （5分）力偶的定义：一对大小相等，方向相反，平行但不共线的力组成一个力偶。如图中F1和F2是一组力偶，F3和F4为一组力偶。我们根据力偶的定义结合力的可平移性，将其中一个力平移到与另一个力共线， 那么最终的结果就是力效果被抵消掉了， 只剩下一个附加的力矩，其大小为平移 力的大小X平移的距离。那么显然，在力偶的作用下，物体时不能发生平动的，它对物体的实际作用效果 就相当于一个力矩，但是却不能只用一个力

2、的力矩去平衡力偶， 因为力偶整体来 看是没有力的效果的，如果只用一个力去平衡，这个系统是肯定在某个方向上不 能平衡，要发生平动，而非纯转动，因此要平衡力偶必须由力偶来平衡Fl2、提高梁强度的措施？ （15分）1、降低梁的最大弯矩。（1）合理布置梁的支座。（2）合理布置梁的载荷。2、选择合理的截面形状，提高抗弯截面系数。（1）用最小的截面面积得到大的抗弯截面模量。（2）截面形状应与材料特性相适应，使截面形状符合经济的原则。3、采用等强度梁。3、画受力图时应注意哪几个问题？ （20）一、正确理解约束的概念、约束的性质以及约束反力的画法以及内在的联系 力是物体间的相互机械作用，凡是限制某物体运动的其

3、他物体，都成为该物体的 约束，约束对物体的作用实质上就是力的作用，约束在物体上的力称为约束反力,简称反力。教师在讲解这些概念的时候应该着重讲解约束反力的产生，反复强调约束与被约束物体之间是相互作用的关系， 彼此之间力的关系是相互的。约束与 物体的关系是对等的。强调施力物体与受力物体是相对受力分析而言的，只有在 对物体进行受力分析的时候才会具有确切的施力物体和受力物体。在约束类型 中，能否正确的判断出约束的类型是画出受力图的关键，柔性约束的约束反力是沿着绳索的方向背离受力物体，光滑接触面约束的约束反力是沿着接触点的法线 方向指向物体，活动铰链的约束反力是沿着支撑面的法线方向指向受力物体。光滑圆柱

4、铰链约束的约束反力的画法需要和“二力构件”“三里平衡汇交”结合起来讲解。二、明确“二力构件”和固定铰链约束的特殊关系。在画受力图时，如果一个机构里面存在“二力构件”，并且能够正确的判断出来， 是我们后续画好其他构件受力图的突破口。 但是“二力构件”两端的约束都是光 滑圆柱铰链约束，在讲解光滑圆柱铰链约束反力画法的时候学生学到的是用通过 铰链中心两个互相垂直的分力来表示的， 但是这个时候“二力构件”的光滑圆柱 铰链的约束反力却是用一个力来表示的， 在这个时候学生就会感到迷茫，不能很 好的掌握，时常画错，所以老师在讲解“二力构件”受力的时候，应该把光滑圆柱铰链约束从广义上去讲解：固定铰链只能限制物

5、体间的相对径向移动，不能限制物体绕圆柱销轴线的转动和平行于圆柱销轴线的移动。由于圆柱销与圆柱孔是光滑接触面接触， 这个光滑的回转面就是它的约束面， 则约束反力应是沿 接触线上的一点到圆柱销中心的连线上，垂直于轴线。但是由于物体在回转过程中，与固定铰链约束接触面的位置是在变化，不固定的， 所以这个光滑面约束反力的方向是不能预先确定的，只能用两个方向待定的垂直分力来代替 我们强调这个时候的受力是分力，力的方向不能预先确定是固定铰链约束反力画 为两个互相垂直的分力的原因， 这一点要向学生反复强调。当力的方向能确定 时，就可以只画一个力， 这时要引入“二力构件”和固定铰链约束的特殊关系。“二力构件”是

6、指只受两个力的作用而平衡的构件。那么一对平衡力具有大小相 等，方向相反，作用线互相平行且作用在一个物体上的特点。当“二力构件”和光滑圆柱铰链约束连接时， 光滑圆柱铰链约束反力的作用线是能确定的，它必然通过“二力构件”上二力作用点的连线，两点确定一条直线。给学生讲清楚这 个特殊关系， 在受力分析时， 首先认清并找到“二力构件”，在其与光滑圆柱铰链联接处只需要画出一个约束反力，然后再进行下一步的受力分析。这样就很好地解决了困惑学生的问题。三、明确“三力平衡汇交”和固定铰链约束的关系。除了“二力构件”的受力学生容易出错之外，对于三力平衡汇交原理的应用也 经常会出现迷茫的情况，往往不知道如何处理，是画

7、两个分力呢？还是画一个合 力？很多同学不能很好的判断出什么时候可以用三力平衡汇交原理，什么画通过铰链中心互相垂直的两个分力，有时候一个构件受到三个已知作用力， 学生也会 用一个合力来固定铰链约束的反力， 这个时候就会出现错误，我们就要向学生明 确，只有在杆件受到两个已知力，只存在一个固定铰链约束的反力还没有画出的 时候才可以运用三力平衡汇交原理。如果不能明确的时候就需要用通过铰链中心 互相垂直的分力来表示。这样就不会容易出现错误。学生分析起来也比较自信容 易把握。四、区分“二力平衡”和“作用力与反作用力”的区别“二力平衡”和“作用力与反作用力”正确运用是能否正确画出受力图的关键。 很多同学知道

8、“力的作用是相互的”但真正运用到实际题目当中的时候还会经常 出现错误，因为学生有时候不能很好的分清楚哪两个力是一对平衡力，哪两个力是一对作用力与反作用力。有时候还会把一对作用力与反作用力画在一个构件上 面，解决这一问题，就需要让学生真正的理解“二力平衡”和“作用力与反作用 力”的区别，也需要让学生明确的知道施力物体和受力物体，强调受力分析是分 析物体受到的力。要向学生强调作用力与反作用力是作用在两个物体上面的，而平衡力是作用在一个物体上面的，作用力与反作用力是两个物体之间相互的作用 力，是同时出现同时消失的一对等值、反相、共线的力，也可以拿人站在地面上 为例，让学生分析人的受力和地面的受力，

9、让同学们判断哪些力是平衡力，哪些 力是作用力与反作用力，反复的练习可以让学生更好的掌握“二力平衡”和“作 用力与反作用力”的应用。在进行受力分析的过程中会经常的遇到 “作用力与反 作用力”的应用。所以对此进行强调讲解。可以有效的减少学生在进行受力分析 过程中的错误，也有利于画完受力图后的检查过程。、计算题（每小题30分，共60 分）1.画出图所示外伸梁的内力图。（30分）12kN6kN/m2m3m3m2试用截面法求图所示桁架中25、34、35三杆的轴力。（30 分）图2SOkn求出支座反力后,作I丿截血研究英左半部（1）V,d - 0,+*:“与八0KW（拉力）（2）将轴力M弗移至结点S处沿輕y方向分解后：V-01unf/x4 + 2Dx? = 0 止川“ =-22一殆KN（乐乃IJHl 将轴力、抽移至结点4处沿心y方向分解后：VjW, =fl N涉os（於：2 + （対0）灯-20观7 二肌 二-2