图示组合梁受力如图,A处约束力大小__KN,方向___ (向上 向下) ,A处约束力偶的大小____KNm,转向____ (顺时针 逆时针) ,C处约束力大小___KN,方向_ (向上 向下)。q=1KN/m F=3KN-|||-NA B-|||-2m 1m 1m
图示组合梁受力如图,A处约束力大小__KN,方向___ (向上 向下) ,A处约束力偶的大小____KNm,转向____ (顺时针 逆时针) ,C处约束力大小___KN,方向_ (向上 向下)。

题目解答
答案
1. 求A处约束力:
首先以整体为研究对象进行受力分析。
整体受到向下的均布载荷q,其大小为(均布载荷的合力等于其集度乘以作用长度);集中力F = 3kN向下;A处的约束力设为
方向暂设向上;A处的约束力偶设为
。
根据平衡方程,即
。
代入数值可得,解得
,方向向上。
2. 求A处约束力偶:
取整体为研究对象,根据平衡方程。
以A点为矩心,均布载荷对A点的力矩为(均布载荷的力矩等于其合力乘以力臂,合力为
,力臂为作用长度的一半即
);集中力F对A点的力矩为
,均为逆时针转向;设A处约束力偶
为逆时针转向。
则,解得
,即A处约束力偶大小为
,转向为顺时针。
3. 求C处约束力:
先以BC段为研究对象进行受力分析。
B处受到向上的力大小等于均布载荷的合力2kN(因为整体平衡AB段在B处对BC段的作用力等于均布载荷的合力);C处的约束力设为R_C方向暂设向上。
根据平衡方程。
解得,方向向上。
综上所述,A处约束力大小为5kN,方向向上;A处约束力偶大小为8kN\cdot m,转向为顺时针;C处约束力大小为2kN,方向向上。
解析
考查要点:本题主要考查静力学中组合梁的约束力与约束力偶的计算,涉及整体法和局部法的应用,以及力矩平衡的分析。
解题核心思路:
- 整体法:将组合梁视为整体,利用平衡方程求解A处的竖向约束力和约束力偶。
- 局部法:选取BC段为研究对象,利用平衡方程求解C处的约束力。
破题关键点:
- 均布载荷的合力计算:均布载荷的合力等于载荷集度乘以作用长度,作用线位于作用段的中点。
- 力矩平衡方程:正确计算各外力对A点的力矩,注意方向(顺/逆时针)。
- 内力传递:AB段对BC段的内力等于均布载荷的合力,用于局部法求解C处约束力。
1. 求A处约束力
步骤1:确定整体受力
组合梁整体受向下均布载荷$q=1\text{ kN/m}$(作用于AB段,长度$2\text{ m}$),集中力$F=3\text{ kN}$(作用于B点),A处约束力$R_A$(方向暂设向上)和约束力偶$M_A$。
步骤2:列竖向平衡方程
$\sum F_y = 0 \implies R_A - q \cdot 2\text{ m} - F = 0$
代入$q=1\text{ kN/m}$,$F=3\text{ kN}$,得:
$R_A = 1 \cdot 2 + 3 = 5\text{ kN} \quad (\text{方向向上})$
2. 求A处约束力偶
步骤1:列力矩平衡方程
以A点为矩心,均布载荷对A点的力矩为:
$q \cdot 2\text{ m} \cdot 1\text{ m} = 1 \cdot 2 \cdot 1 = 2\text{ kN·m} \quad (\text{逆时针})$
集中力$F$对A点的力矩为:
$F \cdot 2\text{ m} = 3 \cdot 2 = 6\text{ kN·m} \quad (\text{逆时针})$
根据平衡方程:
$\sum M_A = 0 \implies M_A + 2 + 6 = 0 \implies M_A = -8\text{ kN·m}$
方向:负号表示实际方向为顺时针,大小为$8\text{ kN·m}$。
3. 求C处约束力
步骤1:取BC段为研究对象
BC段受B点的内力(等于AB段均布载荷的合力$2\text{ kN}$,方向向上)和C处约束力$R_C$(方向暂设向上)。
步骤2:列竖向平衡方程
$\sum F_y = 0 \implies R_C - 2 = 0 \implies R_C = 2\text{ kN} \quad (\text{方向向上})$