题目
图示结构,杆重不计。已知=10kWcdot m,=10kWcdot m。求=10kWcdot m、=10kWcdot m、=10kWcdot m处的约束力。=10kWcdot m
图示结构,杆重不计。已知
,
。求
、
、
处的约束力。

题目解答
答案
先对
杆受力分析:




∵
解得
,
再对整体受力分析:




∵
解得:
,
,
故
处的约束力为
,
,
处的约束力为
,
处的约束力为
解析
考查要点:本题主要考查静定结构的约束力计算,涉及多杆件组合结构的受力分析,需灵活运用平衡方程和力矩平衡条件。
解题核心思路:
- 局部分析优先:先对局部杆件(如BC、D杆)进行受力分析,利用平衡方程求解部分未知力。
- 整体分析补充:再对整体结构应用平衡方程,结合局部结果求解剩余未知力。
- 力偶处理:注意力偶对平衡方程的影响,特别是对力矩平衡方程的贡献。
破题关键点:
- 选择合适的研究对象:局部杆件可简化计算。
- 正确建立平衡方程:区分不同方向的平衡条件,注意力臂长度的计算。
步骤1:分析BC和D杆
水平方向平衡
$\sum F_x = 0 \implies F_{Bx} - P = 0 \implies F_{Bx} = P = 10 \, \text{kN}$
垂直方向平衡
$\sum F_y = 0 \implies F_{By} + F_D = 0$
力矩平衡(以B为矩心)
$\sum M_B = 0 \implies 2F_D = 0 \implies F_D = 0$
代入垂直方向平衡方程得:
$F_{By} = -F_D = 0$
步骤2:分析整体结构
水平方向平衡
$\sum F_x = 0 \implies F_{Ax} - P = 0 \implies F_{Ax} = 10 \, \text{kN}$
垂直方向平衡
$\sum F_y = 0 \implies F_{Ay} + F_D = 0 \implies F_{Ay} = 0$
力矩平衡(以A为矩心)
$\sum M_A = 0 \implies M_A - M - 2P - 4F_D = 0$
代入已知条件 $M = 10 \, \text{kN} \cdot \text{m}$ 和 $F_D = 0$:
$M_A = M + 2P = 10 + 2 \times 10 = 30 \, \text{kN} \cdot \text{m}$