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：简做题：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的力矩去平衡

2、力偶, 由于力偶整体来 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、提升梁强度的举措？ 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,提升抗弯截面系数.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那么.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,但凡限制某物体运动的其他物体,都成为该物体的 约束,约束

3、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.光滑圆柱铰链约束的约束反力的画法需要和“二

4、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 铰链中央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体间的相对径向移动,不能限制物体绕圆柱销轴线的转

5、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, 那么约束反力应是沿 接触线上的一点到圆柱销中央的连线上,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.“二力构件是指只受两个力的作用而平衡的构件.那么一对平衡力具有

6、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

7、候可以用三力平衡汇交原理,什么画通过铰链中央互相垂直的两个分力,有时候一个构件受到三个作用力, 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央 互相垂直的分力来表示.这样就不会容易出现错误.学生分析起来也比拟自信容 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“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,由于学生

8、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, 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

9、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1V,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 二-22