题目
3-4 求下列各梁和刚架的支座约束力,长度单位为m。-|||-2kN 2kN 1kN/m-|||-1.5kN·m-|||-B 45°-|||-A-|||-A 8 B-|||-2 2 2 1 2 1-|||-(a) (b)-|||-4kN/m 5kN 2.5kN·m 4-|||-5kN-|||-B C 3-|||-3-|||-6/4-|||-2-|||-A. B-|||-A-|||-(c) (d)

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定结构类型和约束类型
(a) 为简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
(b) 为简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
(c) 为简支梁,A端为固定支座,B端为铰支座。
(d) 为简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
步骤 2:列出平衡方程
对于简支梁,需要满足以下平衡方程:
- 水平方向的力平衡:$\sum F_x = 0$
- 竖直方向的力平衡:$\sum F_y = 0$
- 对于固定支座,还需要满足力矩平衡:$\sum M = 0$
步骤 3:计算支座约束力
(a) 对于简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
- 水平方向的力平衡:$F_{Ax} = 0$
- 竖直方向的力平衡:$F_{Ay} + F_B = 2kN + 2kN + 1kN/m \times 2m = 6kN$
- 力矩平衡:$F_{Ay} \times 2m + 1.5kN\cdot m = 2kN \times 1m + 2kN \times 2m + 1kN/m \times 2m \times 1m$
- 解得:$F_{Ay} = -1.09kN$,$F_B = 2.50kN$
(b) 对于简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
- 水平方向的力平衡:$F_{Ax} = 0$
- 竖直方向的力平衡:$F_{Ay} + F_B = 4kN/m \times 2m = 8kN$
- 力矩平衡:$F_{Ay} \times 2m = 4kN/m \times 2m \times 1m$
- 解得:$F_{Ay} = 3.75kN$,$F_B = -0.25kN$
(c) 对于简支梁,A端为固定支座,B端为铰支座。
- 水平方向的力平衡:$F_{Ax} = 0$
- 竖直方向的力平衡:$F_{Ay} + F_B = 5kN + 4kN/m \times 3m = 17kN$
- 力矩平衡:$F_{Ay} \times 3m + M_A = 5kN \times 3m + 4kN/m \times 3m \times 1.5m$
- 解得:$F_{Ay} = 17kN$,$M_A = 33kN\cdot m$
(d) 对于简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
- 水平方向的力平衡:$F_{Ax} = 0$
- 竖直方向的力平衡:$F_{Ay} + F_B = 5kN + 4kN = 9kN$
- 力矩平衡:$F_{Ay} \times 2m + 2.5kN\cdot m = 5kN \times 1m + 4kN \times 2m$
- 解得:$F_{Ay} = 5kN$,$F_B = -1kN$
(a) 为简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
(b) 为简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
(c) 为简支梁,A端为固定支座,B端为铰支座。
(d) 为简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
步骤 2:列出平衡方程
对于简支梁,需要满足以下平衡方程:
- 水平方向的力平衡:$\sum F_x = 0$
- 竖直方向的力平衡:$\sum F_y = 0$
- 对于固定支座,还需要满足力矩平衡:$\sum M = 0$
步骤 3:计算支座约束力
(a) 对于简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
- 水平方向的力平衡:$F_{Ax} = 0$
- 竖直方向的力平衡:$F_{Ay} + F_B = 2kN + 2kN + 1kN/m \times 2m = 6kN$
- 力矩平衡:$F_{Ay} \times 2m + 1.5kN\cdot m = 2kN \times 1m + 2kN \times 2m + 1kN/m \times 2m \times 1m$
- 解得:$F_{Ay} = -1.09kN$,$F_B = 2.50kN$
(b) 对于简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
- 水平方向的力平衡:$F_{Ax} = 0$
- 竖直方向的力平衡:$F_{Ay} + F_B = 4kN/m \times 2m = 8kN$
- 力矩平衡:$F_{Ay} \times 2m = 4kN/m \times 2m \times 1m$
- 解得:$F_{Ay} = 3.75kN$,$F_B = -0.25kN$
(c) 对于简支梁,A端为固定支座,B端为铰支座。
- 水平方向的力平衡:$F_{Ax} = 0$
- 竖直方向的力平衡:$F_{Ay} + F_B = 5kN + 4kN/m \times 3m = 17kN$
- 力矩平衡:$F_{Ay} \times 3m + M_A = 5kN \times 3m + 4kN/m \times 3m \times 1.5m$
- 解得:$F_{Ay} = 17kN$,$M_A = 33kN\cdot m$
(d) 对于简支梁,A端为铰支座,B端为滚动支座。
- 水平方向的力平衡:$F_{Ax} = 0$
- 竖直方向的力平衡:$F_{Ay} + F_B = 5kN + 4kN = 9kN$
- 力矩平衡:$F_{Ay} \times 2m + 2.5kN\cdot m = 5kN \times 1m + 4kN \times 2m$
- 解得:$F_{Ay} = 5kN$,$F_B = -1kN$