题目
2-23 组合结构其载荷和尺寸(单位:m),如图所示。试求各支座约束力和1、2、3、4、5-|||-各杆的内力。-|||-60kN 40kN 70kN-|||-3m 4m-|||-A B-|||-C-|||-3 1 2 4-|||-5-|||-3-|||-4m + 3m 3m + 4m-|||-题 2-23 图

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定支座约束力
首先,我们考虑整个结构的平衡条件。由于结构是静定的,我们可以使用平衡方程来求解支座约束力。结构受到的外力包括60kN、40kN和70kN,以及支座A和B的约束力。我们首先求解支座A和B的约束力。
步骤 2:求解支座A的约束力
我们首先考虑水平方向的平衡。由于结构在水平方向上没有外力,因此支座A和B的水平约束力为零。然后,我们考虑垂直方向的平衡。结构受到的垂直外力包括60kN、40kN和70kN,以及支座A和B的垂直约束力。根据平衡方程,我们有:
${F}_{Ay} + {F}_{By} = 60kN + 40kN + 70kN = 170kN$
由于结构在A点和B点的约束力是支座约束力,我们可以通过求解力矩平衡方程来求解支座A和B的约束力。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{By} \times 10m = 60kN \times 3m + 40kN \times 6m + 70kN \times 10m$
解得:
${F}_{By} = 80kN$
因此,${F}_{Ay} = 170kN - 80kN = 90kN$
步骤 3:求解各杆的内力
接下来,我们求解各杆的内力。我们首先考虑杆1和杆2。由于杆1和杆2是二力杆,它们的内力可以通过求解力矩平衡方程来求解。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{N1} \times 3m = 60kN \times 3m$
解得:
${F}_{N1} = 60kN$
然后,我们考虑杆2。由于杆2是二力杆,它的内力可以通过求解力矩平衡方程来求解。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{N2} \times 3m = 40kN \times 6m$
解得:
${F}_{N2} = 80kN$
接下来,我们考虑杆3和杆4。由于杆3和杆4是二力杆,它们的内力可以通过求解力矩平衡方程来求解。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{N3} \times 3m = 70kN \times 10m$
解得:
${F}_{N3} = 233.3kN$
然后,我们考虑杆4。由于杆4是二力杆,它的内力可以通过求解力矩平衡方程来求解。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{N4} \times 3m = 70kN \times 10m$
解得:
${F}_{N4} = 233.3kN$
最后,我们考虑杆5。由于杆5是二力杆,它的内力可以通过求解力矩平衡方程来求解。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{N5} \times 3m = 70kN \times 10m$
解得:
${F}_{N5} = 233.3kN$
首先,我们考虑整个结构的平衡条件。由于结构是静定的,我们可以使用平衡方程来求解支座约束力。结构受到的外力包括60kN、40kN和70kN,以及支座A和B的约束力。我们首先求解支座A和B的约束力。
步骤 2:求解支座A的约束力
我们首先考虑水平方向的平衡。由于结构在水平方向上没有外力,因此支座A和B的水平约束力为零。然后,我们考虑垂直方向的平衡。结构受到的垂直外力包括60kN、40kN和70kN,以及支座A和B的垂直约束力。根据平衡方程,我们有:
${F}_{Ay} + {F}_{By} = 60kN + 40kN + 70kN = 170kN$
由于结构在A点和B点的约束力是支座约束力,我们可以通过求解力矩平衡方程来求解支座A和B的约束力。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{By} \times 10m = 60kN \times 3m + 40kN \times 6m + 70kN \times 10m$
解得:
${F}_{By} = 80kN$
因此,${F}_{Ay} = 170kN - 80kN = 90kN$
步骤 3:求解各杆的内力
接下来,我们求解各杆的内力。我们首先考虑杆1和杆2。由于杆1和杆2是二力杆,它们的内力可以通过求解力矩平衡方程来求解。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{N1} \times 3m = 60kN \times 3m$
解得:
${F}_{N1} = 60kN$
然后,我们考虑杆2。由于杆2是二力杆,它的内力可以通过求解力矩平衡方程来求解。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{N2} \times 3m = 40kN \times 6m$
解得:
${F}_{N2} = 80kN$
接下来,我们考虑杆3和杆4。由于杆3和杆4是二力杆,它们的内力可以通过求解力矩平衡方程来求解。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{N3} \times 3m = 70kN \times 10m$
解得:
${F}_{N3} = 233.3kN$
然后,我们考虑杆4。由于杆4是二力杆,它的内力可以通过求解力矩平衡方程来求解。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{N4} \times 3m = 70kN \times 10m$
解得:
${F}_{N4} = 233.3kN$
最后,我们考虑杆5。由于杆5是二力杆,它的内力可以通过求解力矩平衡方程来求解。我们选择A点作为力矩中心,得到:
${F}_{N5} \times 3m = 70kN \times 10m$
解得:
${F}_{N5} = 233.3kN$