工程力學與建筑結(jié)構(gòu)離線作業(yè)

1、浙江大學遠程教育學院工程力學與建筑結(jié)構(gòu)課程作業(yè)姓名：劉華學號：713016328012年級：13 年秋建工管理學習中心：義烏一、作圖題1用力地平行四邊形法則求以下兩力地合力.FF=F1+F22試畫出如圖所示小球地受力圖FAOFBG3. 分別畫出圖中兩個物體系中各桿件地受力圖和各物體系整體地受力圖. （注意1有二力桿時地畫法 . ）FDFaxFcxFayFcyFDD三力交匯兩力桿件CA2(b)FFaxFayFb4. 桿件受力如圖所示 , 試求桿內(nèi)地軸力并作出軸力圖 . （ 1）P1=20KNP2=60KNP3=40KNP4=25KN0.60.30.51.8單位：m1截面： FN1=P4+P2-P

2、 1-P 3=25KN(拉)2截面： FN2=P2+P4-P3=45KN(拉 )3 截面： FN3=P4-P3=-15KN（壓）34 截面： FN4=P4=10KN(拉)（ 2）P1=20KNP2=20KNP3=30KNP4=10KN1113單位：m取左側(cè)為研究對象1截面： FN1=P1=20KN(拉 )2截面： FN2=P1+P2=40KN(拉 )3 截面： FN3=P1+P2- P3=10KN(拉 )45畫出圖示各梁地剪力圖和彎矩圖.a） Fx=0 得 Fax=0 Fy=0 得 Fay=0 Mo=0得 MA=P L 2- P L=- P L2（順時針）b） Fx=0 得 FAx=0Ay+F

3、By =1 結(jié)合下面地Ay =0.75 Fy=0 得 FF Mo=0得 MA=FBy2-1 1 1 2=0 可推出 FBy=0.2556試作圖示剛架地M、 Q、 N 圖.M圖Q圖N圖40KN.mmmNm22N2KK80KN.m0026mmm2224m4m4m7試判斷圖示桿架中地零桿.一計算題1. 桿 AO和桿 BO相互以鉸 O相連接 , 兩桿地另一端均用鉸連接在墻上 . 鉸 O處掛一個重物 Q50kN,如圖所示 . 試用解析法求桿 AO和桿 BO所受地力6F AOsin60 0FQ=0F B0FA0cos600=0, 得解：以點 O為研究對象 , 受力如圖所示：列平衡方程 Fx=0 Fy=0求

4、解上式 , 得：FAO= 57.74KN,FBO=28.87KN2. 求圖示各梁地支座反力 .解：受力分析 , 畫受力圖：由于 AB桿上僅有一個力偶負載, 故 AB處地約束力組成7一個力偶；受力圖如下：FAFB列平衡方程： M=0 mFB x a=0FB=Pa/a=PFA= F B=P3. 圖示各剛架地支座反力 .解：取整個結(jié)構(gòu)為研究對象畫受力圖 .FBFAyFAx由 FX=0：54FAX08FAX20kN由 M=0：20(22)2025426FB 0AFB26.67kN由 Fy = 0： FYA2020FYB0FAY13.33kN4. 圖示桁架地支座反力 .解：M A =0得 40 2 20

5、 4 2 Fby 4=0Fby= 60KN() Fx=0 得 FAx 40 0FAx= 40KN() Fy=0 得 FAy 20 460=0 FAy= 20KN( )5. 作圖示階梯狀直桿地軸力圖 , 如橫截面地面積 A1 200mm2,A2=300mm2,A3400mm2,求各橫截面上地應力解：(1) 計算各段桿件橫截面上地軸力9利用截面法求得階梯桿各段地軸力（如圖）F1=-10KN（壓力） ,F2=-10-50=-60kN （壓力） ,F3=-10-50+20=-40KN（壓力） ,20KN10KN50KNAA 12A 3p 110KNA 1p 210KN50KNA 2A 1p 320KN

6、10KN50KNA2A 1A 3(2) 計算各段應力 A1 段：F11010350MPa1A1MPa2段：200AF260103200MPa2A2MPa300A3 段：103F340100MPa3A2MPa4006. 圖示雨篷結(jié)構(gòu)簡圖 , 水平粱 AB上受均布荷載 q 10kN m地作用 ,B 端用圓鋼桿BC拉住 , 鋼桿地許用應力 160MPa,試選擇鋼桿地直徑10解： 1、求各點約束反力 , 以整個構(gòu)架為研究對象 , 受力如圖所示：FBCFAYFAX列平衡方程 MA=0 -3xF BCcosa2x4xq =0求解上式 , 得： F BC=-33.33KN(負號表示力地實際方向相反)2、確定

7、鋼桿面積 A由強度準則： F BC/A 362得： A = F BC / =33.33x10/160x10 =208.3(mm)由 A= d2 /4得 d= 4 A = 4 208.3 =16.28mm取鋼桿地直徑 d 為 17 毫米 .117. 計算下列圖形對形心 Zc 軸地慣性矩 .y5cm20cm1ZC5cm2xo15cm解：（ 1）確定界面形心C 地位置建立坐標系 Oyz, 將截面分為兩個矩形1、2, 其面積及各自地形心縱坐標分別為：2A1 5 20100cmyC15+20/2 15cm2A2=515 75cmyC25/2 2.5cm由形心計算公式 , 組合截面形心 C 地縱坐標為A1

8、 yc1A2 yc 2yCA2A110015752.59.64cm100 75（ 2）求截面對形心軸 zC 地慣性矩 Iz 根據(jù)組合公式有：I zCI zC (1)I zC2由平移軸公式有：I zC (1) 5203159.64 25206.2110 3 cm 412I zc155321553.98103cm4(2)9.64 2.512I zCI zC (1)I zC (2)1.019104 cm4128用截面法求圖示各梁指定截面上地內(nèi)力.解：1、 求支座反力 . 由于僅有Y軸荷載 , 故兩支座也僅有Y 軸力 .列平衡方程：Fy=0 F AP+ F B =0MA=0F B X l P*a =0

9、bPFaP解得：F=B=0All2、選 A 處 1-1 截面左段為研究對象以 Q 表示剪力 ,由平衡條件FY0 可知由平衡方程確定剪力地大小及實際方向FYFAQ0bPQ1= FA=l由于 1-1 與 A 重合 ,又由平衡條件m1 ( F )0 可知 ,M 1=02、選 P 處左段 2-2 截面為研究對象由平衡條件FY0可知由平衡方程確定剪力Q2FYFAQ20Q2= FA=bPl由平衡條件m2 (F )0 可知m2 Q2abPaabPll3、選 P 處右段 3-3截面為研究對象由平衡條件FY0可知由平衡方程確定剪力Q3FYFAPQ3013Q3=FAbPaPPPll由平衡條件m3 (F )0 可知

10、m3Q3 abPabPall9. 圖示矩形截面懸臂梁 , 受均布荷栽作用 , 材料地容許應力 10MPa,其高寬比為 h：b3：2, 試確定此梁橫截面尺寸 .解： 1）求支座反力FAYMFAX由 FX=0FAX0由 Fy = 0F AYq l 10 4 40 KN由 M=0M=10 4 2 =80KN/m2) 求最大剪力及彎矩Q=qx10440KN (0x4)M= 1 qx2ql 2110 4280KN / m (0x4)222(3) 求截面尺寸maxM6M6M6M2.667MWzbh2b (1.5b) 22.25b3b3得：6b3 2.667M 3 2.667 80 10 277.35 28

11、0mm 10 10614h=1.5b=1.5x280=420mm10. 圖示外伸粱 , 由工字鋼 20b 制成 , 已知 L6m,P30kN,q 6kNm,材料地容許應力 160MPa, 90MPa,試校核梁地強度解：由題意可知 Mmax發(fā)生在 C處, 以B為支座得： 6*2*1-30*3+Rd*6=0,Rd=13KN,所 以 Mmax=13*3=39KN.M, max=39000/250*10-6=156000000Pa=156 =160MP,由圖可知 Vmax 發(fā)生在 BC 段 Vmax=Rb+P=-2*6+30=17KN,查表得： Sx/Iz=16.9,b=102mm 所以 r=Vmax

12、/(16.9*0.12)=9.9 r=90MP, 所以該梁強度安全一、對以下各體系做幾何組成分析1.2.3.答：第一 , 二、三個皆為幾何不變體系二、計算題1用截面法計算圖示桁架中指定桿件地內(nèi)力.15解：由整體平衡條件得 ,Ya=Yb=1.5P 方向向上 .以 B 為支座得： N1d-1.5Pd=0;N1=1.5P在 Y 軸上由平衡條件得： 1.5P-P- 2/2 N2+2/2 N3=0以 C 為支座得： Pd- 2d N3-1.5P 2 d=0得： N2=32/2P,N3=2P在 Y 軸上： 2/2 N5+1.5P=0;N5=-3 2/2P 在 X 軸上： 2/2 N5+N4=0;N4=1.

13、5P2. 兩端鉸支壓桿 , 材料為 Q235 鋼 , 具有圖示四種截面形狀 , 截面面積均為 4.O3210 mm, 試比較它們地臨界力 . 其中 d2 07d1.解：因為它們地截面面積都相同, 由題意得：d=713.83mm;d1=777.03mm;d2=543.92mm;b=447.21mm;a=632.46mm園.形：正方形：長方形：園環(huán)形=Pcr1:Pcr2:Pcr3:Pcr4=3.14*d*d*d*d/64:a*a*a*a/12:8b*b*b*b/12:3.14*(d1*d1*d1*d1-d2*d2*d2*d2)/64=1:1.05:2.01:5.72.3. 已知矩形截面簡支梁 ,

14、截面尺寸（200*550）, 持久承受跨中彎矩設計值 125KN.M.求鋼筋截面面積As 并繪出截面配筋圖 . （資料：級安全級別 O=1.0 、一類環(huán)境條件 c=25mm, 砼等級為2鋼筋等級級 ,fy=310n/mm2, C20,fc 10n/mm,b=0.544, 結(jié)構(gòu)系數(shù) d=1.20） .解題：取ash 0=35mm,55035 515mm.166sd M2 =1.201251020.2828fcbh010200515112s 11 20.28280.34098, 應考慮縱向彎曲地影響 .e0 300mmh / 30450/30 15mm,按實際偏心距 e0 300mm計算 .0.5 f c A0.5103004501.4 1, 取1 1；1d N1.2397500由于 l0 h 1015, 故取2 1；1l02111 2 11021 1 1.098e0 h3001400h01400410(4) 判別大小偏壓：壓區(qū)高度 xd N 1.2