试求图示两外伸梁的约束力FRA、FRB。(a)中M=60kN·m,FP=20kN;(b)中Fp=10kN,Fp1=20kN,q=20kN/m,d=0.8m。FP Fp1-|||-q-|||-M FP-|||-A. B-|||-c-|||-加-|||-3.5m 0.5m-|||-c A d B D-|||-F-|||-d d d d-|||-(b)

题目解答
答案


解析
考查要点:本题主要考查外伸梁在不同载荷作用下的静力平衡计算,需运用静力学平衡方程(ΣF_x=0,ΣF_y=0,ΣM=0)求解支座反力。
解题核心思路:
- 确定支座类型:外伸梁通常一端为固定支座(提供F_Ax、F_Ay),另一端为滚动支座(提供F_RB)。
- 建立受力图:标出所有外力和支座反力。
- 选择矩心简化计算:优先选取支座点作为矩心,消去另一支座反力,建立力矩平衡方程。
- 联立方程求解:结合力平衡方程,分步求解各支座反力。
破题关键点:
- 正确计算力矩:注意各载荷对矩心的力臂长度。
- 符号处理:明确各力矩方向(顺/逆时针)对结果符号的影响。
图(a)分析
步骤1:确定支座反力
- 固定支座A有水平反力$F_{Ax}$和垂直反力$F_{Ay}$,滚动支座B有垂直反力$F_{RB}$。
步骤2:应用平衡方程
-
水平方向平衡:
$\sum F_x = 0 \implies F_{Ax} = 0$ -
力矩平衡(以A为矩心):
$\sum M_A = 0 \implies -M - F_P \cdot 4 + F_{RB} \cdot 3.5 = 0$
代入$M=60\,\text{kN·m}$,$F_P=20\,\text{kN}$:
$-60 - 20 \cdot 4 + F_{RB} \cdot 3.5 = 0 \implies F_{RB} = 40\,\text{kN}$ -
垂直方向平衡:
$\sum F_y = 0 \implies F_{Ay} + F_{RB} - F_P = 0$
代入$F_{RB}=40\,\text{kN}$,$F_P=20\,\text{kN}$:
$F_{Ay} = -20\,\text{kN}$
图(b)分析
步骤1:确定支座反力
- 固定支座A有垂直反力$F_{RA}$,滚动支座B有垂直反力$F_{RB}$。
步骤2:应用平衡方程
-
力矩平衡(以A为矩心):
$\sum M_A = 0 \implies \frac{1}{2} q d \cdot d + F_P \cdot d + F_{RB} \cdot 2d - F_{P1} \cdot 3d = 0$
化简得:
$\frac{1}{2} q d + F_P + 2F_{RB} - 3F_{P1} = 0$
代入$q=20\,\text{kN/m}$,$d=0.8\,\text{m}$,$F_P=10\,\text{kN}$,$F_{P1}=20\,\text{kN}$:
$\frac{1}{2} \cdot 20 \cdot 0.8 + 10 + 2F_{RB} - 3 \cdot 20 = 0 \implies F_{RB} = 21\,\text{kN}$ -
垂直方向平衡:
$\sum F_y = 0 \implies F_{RA} + F_{RB} - F_P - q \cdot d - F_{P1} = 0$
代入$F_{RB}=21\,\text{kN}$,$q \cdot d = 20 \cdot 0.8 = 16\,\text{kN}$:
$F_{RA} = 15\,\text{kN}$