题目
2-18 梁的支承及载荷分别如图所示,梁的自重不计。试以载荷M,F,q表示支承处的-|||-约束力。-|||-q-|||-q-|||-→(F)-|||-M ________ M M-|||-A. B A. B-|||-A C B-|||-a a a a a 2a a 2a a-|||-(a) (b) (c)-|||-题 2-18 图

题目解答
答案

解析
本题考查静定梁的约束力计算,需运用静力学平衡方程。解题核心在于:
- 确定支座类型,明确未知约束力;
- 建立坐标系,合理选择矩心简化计算;
- 正确处理载荷:集中力、分布载荷(转化为集中力)和力偶的力矩计算;
- 联立平衡方程:$\sum F_x=0$,$\sum F_y=0$,$\sum M=0$。
(a) 图(a)
支座与载荷分析
- A为固定支座(约束力$F_{Ax}, F_{Ay}$,力偶$M_A$),B为可动支座(约束力$F_{By}$)。
- 载荷:集中力$F$,分布载荷$q$(总力$q \cdot a$,作用点$a/2$),力偶$M$。
平衡方程
- $\sum F_x=0$:$F_{Ax}=0$。
- $\sum F_y=0$:$F_{Ay} + F_{By} = F + q \cdot a$。
- $\sum M_A=0$:$F \cdot a + q \cdot a \cdot \frac{a}{2} - M \cdot 1 - F_{By} \cdot a = 0$。
解方程
联立得:
- $F_{Ay} = \frac{F}{2} + \frac{5}{4}qa - \frac{M}{2a}$,
- $F_{By} = \frac{F}{2} - \frac{1}{4}qa + \frac{M}{2a}$。
(b) 图(b)
支座与载荷分析
- A为固定支座($F_{Ax}, F_{Ay}$),B为可动支座($F_{By}$)。
- 载荷:分布载荷$q$(总力$q \cdot a$,作用点$a/2$),集中力$F$(作用于$2a$处),力偶$M$。
平衡方程
- $\sum F_x=0$:$F_{Ax}=0$。
- $\sum F_y=0$:$F_{Ay} + F_{By} = q \cdot a + F$。
- $\sum M_A=0$:$q \cdot a \cdot \frac{a}{2} + F \cdot 2a - M \cdot 1 - F_{By} \cdot a = 0$。
解方程
联立得:
- $F_{Ay} = \frac{3}{4}qa + \frac{3F}{2} - \frac{M}{2a}$,
- $F_{By} = \frac{3}{4}qa - \frac{F}{2} + \frac{M}{2a}$。
(c) 图(c)
支座与载荷分析
- A为固定支座($F_{Ax}, F_{Ay}$,力偶$M_A$),B为可动支座($F_{By}$)。
- 载荷:集中力$F$(作用于$a$处),力偶$M$。
平衡方程
- $\sum F_x=0$:$F_{Ax}=0$。
- $\sum F_y=0$:$F_{Ay} + F_{By} = F$。
- $\sum M_A=0$:$F \cdot a - M \cdot 1 - M_A \cdot 1 = 0$。
解方程
联立得:
- $F_{Ay}=F$,
- $M_A = -M + 2Fa$。