题目
不计三铰拱桥的自重与摩擦,画出左、右拱AC、CB的受力图与系统整体受力图。
不计三铰拱桥的自重与摩擦,画出左、右拱AC、CB的受力图与系统整体受力图。
题目解答
答案
解:右拱CB为二力构件,其受力图如图(b)所示 取左拱AC,其受力图如图(c)所示: 系统受力如图(d)所示: 考虑到左拱AC三个力作用下平衡,也可按三力平衡汇交定理画出左拱AC的受力图,如图(e)所示 此时整体受力图如图(f)所示
解析
考查要点:本题主要考查静力学中受力分析的能力,特别是对三力平衡汇交定理和二力构件的理解与应用。
解题核心思路:
- 识别二力构件:右拱CB两端通过铰链连接,若不承受其他外力,则为二力构件,受力方向沿铰链中心连线。
- 三力平衡汇交定理:左拱AC受三个力作用时,三个力必须共面且汇交于一点。
- 系统整体受力:需包含所有外部约束反力,内力(如两拱间的作用力)需成对出现。
破题关键点:
- 二力构件的判断:右拱CB仅受两端铰链力,方向沿中心连线。
- 左拱AC的受力分析:需考虑两端铰链力和支座反力的平衡关系。
右拱CB的受力分析
右拱CB为二力构件,两端通过铰链与系统连接,且不承受其他外力。根据二力平衡原理:
- 受力方向:两力大小相等、方向相反,作用线沿两铰链中心连线(如图b)。
左拱AC的受力分析
左拱AC受三个力作用:
- A端支座反力:包含水平和竖直分量。
- C端铰链力:与右拱CB的作用力反作用力。
- B端支座反力:需与A端支座反力共同平衡系统。
根据三力平衡汇交定理,三个力的作用线必交于一点(如图e)。
系统整体受力分析
整体受力需包含:
- A、B端支座反力。
- 两拱间的相互作用力(内力,需成对出现)。