题目
如图模3-2所示结构,由丁字梁与直梁铰接而成,自重不计。已知:P1=2kN,q=0.5kN/m,M=5kN·m,l=2m。试求支座C及固定端A的反力。L L L-|||-A-|||-ā M-|||-L-|||-C xí B-|||-30° L-|||-30°-|||-D
如图模3-2所示结构,由丁字梁与直梁铰接而成,自重不计。已知:P1=2kN,q=0.5kN/m,M=5kN·m,l=2m。试求支座C及固定端A的反力。
题目解答
答案
解析
步骤 1:计算支座C的反力
首先,我们研究杆BC,作受力图,列平衡方程。由于杆BC在B点铰接,因此在B点的力矩平衡方程为:
$\sum {M}_{B}(F)=0$
${F}_{c}\cos {30}^{\circ }\cdot L-qL\cdot \dfrac {L}{2}=0$
解得:${F}_{c}=\dfrac {\sqrt {3}}{3}qL=\dfrac {\sqrt {3}}{3}kN$
步骤 2:计算固定端A的水平反力
研究整体,作受力图,列平衡方程。在x方向的力平衡方程为:
$\sum {F}_{x}=0$
$-{F}_{C}\sin {30}^{\circ }-{P}_{1}\cos {30}^{\circ }+{F}_{Ax}=0$
解得:${F}_{Ax}={F}_{c}\sin {30}^{\circ }+{P}_{1}\cos {30}^{\circ }=\dfrac {7}{6}\sqrt {3}kN$
步骤 3:计算固定端A的竖直反力
在y方向的力平衡方程为:
$\sum {F}_{y}=0$
${F}_{c}\cos {30}^{\circ }-q\cdot 2L-{P}_{1}\sin {30}^{\circ }+{F}_{Ay}=0$
解得:${F}_{Ay}=-{F}_{c}\cos {30}^{\circ }+q\cdot 2L+{P}_{1}\sin {30}^{\circ }=2.5kN$
步骤 4:计算固定端A的力矩
在A点的力矩平衡方程为:
$\sum {M}_{A}(\overline {F})=0$
${M}_{A}-M-{P}_{1}\cos {30}^{\circ }\cdot 2L+2aL\cdot L-{F}_{1}\cos {30}^{\circ }\cdot 2L-{F}_{1}\sin {30}^{\circ }\cdot L$ =0
解得:${M}_{A}=M+{P}_{1}\cos {30}^{\circ }\cdot 2L-2a{t}^{2}-F\cdot \cos {30}^{\circ }\cdot 2L+F\cdot \sin {30}^{\circ }\cdot L$
$=(3+\dfrac {13}{3}\sqrt {3})kN\cdot m$
首先,我们研究杆BC,作受力图,列平衡方程。由于杆BC在B点铰接,因此在B点的力矩平衡方程为:
$\sum {M}_{B}(F)=0$
${F}_{c}\cos {30}^{\circ }\cdot L-qL\cdot \dfrac {L}{2}=0$
解得:${F}_{c}=\dfrac {\sqrt {3}}{3}qL=\dfrac {\sqrt {3}}{3}kN$
步骤 2:计算固定端A的水平反力
研究整体,作受力图,列平衡方程。在x方向的力平衡方程为:
$\sum {F}_{x}=0$
$-{F}_{C}\sin {30}^{\circ }-{P}_{1}\cos {30}^{\circ }+{F}_{Ax}=0$
解得:${F}_{Ax}={F}_{c}\sin {30}^{\circ }+{P}_{1}\cos {30}^{\circ }=\dfrac {7}{6}\sqrt {3}kN$
步骤 3:计算固定端A的竖直反力
在y方向的力平衡方程为:
$\sum {F}_{y}=0$
${F}_{c}\cos {30}^{\circ }-q\cdot 2L-{P}_{1}\sin {30}^{\circ }+{F}_{Ay}=0$
解得:${F}_{Ay}=-{F}_{c}\cos {30}^{\circ }+q\cdot 2L+{P}_{1}\sin {30}^{\circ }=2.5kN$
步骤 4:计算固定端A的力矩
在A点的力矩平衡方程为:
$\sum {M}_{A}(\overline {F})=0$
${M}_{A}-M-{P}_{1}\cos {30}^{\circ }\cdot 2L+2aL\cdot L-{F}_{1}\cos {30}^{\circ }\cdot 2L-{F}_{1}\sin {30}^{\circ }\cdot L$ =0
解得:${M}_{A}=M+{P}_{1}\cos {30}^{\circ }\cdot 2L-2a{t}^{2}-F\cdot \cos {30}^{\circ }\cdot 2L+F\cdot \sin {30}^{\circ }\cdot L$
$=(3+\dfrac {13}{3}\sqrt {3})kN\cdot m$