建筑力學作業(yè)4

1、江蘇開放大學形成性考核作業(yè)學 號 20姓名唐宇希課程代碼 110011課程名稱建筑力學評閱教師第4次任務共4次任務形成性考核大作業(yè)（請在下面作答）：一：簡答題：（40分）1、力偶能否與一個力平衡？ （5分）力偶的定義：一對大小相等，方向相反，平行但不共線的力組成一個力偶。如圖中F1和F2是一組力偶，F(xiàn)3和F4為一組力偶。我們根據(jù)力偶的定義結(jié)合力的可平移性，將其中一個力平移到與另一個力共線， 那么最終的結(jié)果就是力效果被抵消掉了， 只剩下一個附加的力矩，其大小為平移 力的大小X平移的距離。那么顯然，在力偶的作用下，物體時不能發(fā)生平動的，它對物體的實際作用效果 就相當于一個力矩，但是卻不能只用一個力

2、的力矩去平衡力偶， 因為力偶整體來 看是沒有力的效果的，如果只用一個力去平衡，這個系統(tǒng)是肯定在某個方向上不 能平衡，要發(fā)生平動，而非純轉(zhuǎn)動，因此要平衡力偶必須由力偶來平衡Fl2、提高梁強度的措施？ （15分）1、降低梁的最大彎矩。（1）合理布置梁的支座。（2）合理布置梁的載荷。2、選擇合理的截面形狀，提高抗彎截面系數(shù)。（1）用最小的截面面積得到大的抗彎截面模量。（2）截面形狀應與材料特性相適應，使截面形狀符合經(jīng)濟的原則。3、采用等強度梁。3、畫受力圖時應注意哪幾個問題？ （20）一、正確理解約束的概念、約束的性質(zhì)以及約束反力的畫法以及內(nèi)在的聯(lián)系 力是物體間的相互機械作用，凡是限制某物體運動的其

3、他物體，都成為該物體的 約束，約束對物體的作用實質(zhì)上就是力的作用，約束在物體上的力稱為約束反力,簡稱反力。教師在講解這些概念的時候應該著重講解約束反力的產(chǎn)生，反復強調(diào)約束與被約束物體之間是相互作用的關(guān)系， 彼此之間力的關(guān)系是相互的。約束與 物體的關(guān)系是對等的。強調(diào)施力物體與受力物體是相對受力分析而言的，只有在 對物體進行受力分析的時候才會具有確切的施力物體和受力物體。在約束類型 中，能否正確的判斷出約束的類型是畫出受力圖的關(guān)鍵，柔性約束的約束反力是沿著繩索的方向背離受力物體，光滑接觸面約束的約束反力是沿著接觸點的法線 方向指向物體，活動鉸鏈的約束反力是沿著支撐面的法線方向指向受力物體。光滑圓柱

4、鉸鏈約束的約束反力的畫法需要和“二力構(gòu)件”“三里平衡匯交”結(jié)合起來講解。二、明確“二力構(gòu)件”和固定鉸鏈約束的特殊關(guān)系。在畫受力圖時，如果一個機構(gòu)里面存在“二力構(gòu)件”，并且能夠正確的判斷出來， 是我們后續(xù)畫好其他構(gòu)件受力圖的突破口。 但是“二力構(gòu)件”兩端的約束都是光 滑圓柱鉸鏈約束，在講解光滑圓柱鉸鏈約束反力畫法的時候?qū)W生學到的是用通過 鉸鏈中心兩個互相垂直的分力來表示的， 但是這個時候“二力構(gòu)件”的光滑圓柱 鉸鏈的約束反力卻是用一個力來表示的， 在這個時候?qū)W生就會感到迷茫，不能很 好的掌握，時常畫錯，所以老師在講解“二力構(gòu)件”受力的時候，應該把光滑圓柱鉸鏈約束從廣義上去講解：固定鉸鏈只能限制物

5、體間的相對徑向移動，不能限制物體繞圓柱銷軸線的轉(zhuǎn)動和平行于圓柱銷軸線的移動。由于圓柱銷與圓柱孔是光滑接觸面接觸， 這個光滑的回轉(zhuǎn)面就是它的約束面， 則約束反力應是沿 接觸線上的一點到圓柱銷中心的連線上，垂直于軸線。但是由于物體在回轉(zhuǎn)過程中，與固定鉸鏈約束接觸面的位置是在變化，不固定的， 所以這個光滑面約束反力的方向是不能預先確定的，只能用兩個方向待定的垂直分力來代替 我們強調(diào)這個時候的受力是分力，力的方向不能預先確定是固定鉸鏈約束反力畫 為兩個互相垂直的分力的原因， 這一點要向?qū)W生反復強調(diào)。當力的方向能確定 時，就可以只畫一個力， 這時要引入“二力構(gòu)件”和固定鉸鏈約束的特殊關(guān)系。“二力構(gòu)件”是

6、指只受兩個力的作用而平衡的構(gòu)件。那么一對平衡力具有大小相 等，方向相反，作用線互相平行且作用在一個物體上的特點。當“二力構(gòu)件”和光滑圓柱鉸鏈約束連接時， 光滑圓柱鉸鏈約束反力的作用線是能確定的，它必然通過“二力構(gòu)件”上二力作用點的連線，兩點確定一條直線。給學生講清楚這 個特殊關(guān)系， 在受力分析時， 首先認清并找到“二力構(gòu)件”，在其與光滑圓柱鉸鏈聯(lián)接處只需要畫出一個約束反力，然后再進行下一步的受力分析。這樣就很好地解決了困惑學生的問題。三、明確“三力平衡匯交”和固定鉸鏈約束的關(guān)系。除了“二力構(gòu)件”的受力學生容易出錯之外，對于三力平衡匯交原理的應用也 經(jīng)常會出現(xiàn)迷茫的情況，往往不知道如何處理，是畫

7、兩個分力呢？還是畫一個合 力？很多同學不能很好的判斷出什么時候可以用三力平衡匯交原理，什么畫通過鉸鏈中心互相垂直的兩個分力，有時候一個構(gòu)件受到三個已知作用力， 學生也會 用一個合力來固定鉸鏈約束的反力， 這個時候就會出現(xiàn)錯誤，我們就要向?qū)W生明 確，只有在桿件受到兩個已知力，只存在一個固定鉸鏈約束的反力還沒有畫出的 時候才可以運用三力平衡匯交原理。如果不能明確的時候就需要用通過鉸鏈中心 互相垂直的分力來表示。這樣就不會容易出現(xiàn)錯誤。學生分析起來也比較自信容 易把握。四、區(qū)分“二力平衡”和“作用力與反作用力”的區(qū)別“二力平衡”和“作用力與反作用力”正確運用是能否正確畫出受力圖的關(guān)鍵。 很多同學知道

8、“力的作用是相互的”但真正運用到實際題目當中的時候還會經(jīng)常 出現(xiàn)錯誤，因為學生有時候不能很好的分清楚哪兩個力是一對平衡力，哪兩個力是一對作用力與反作用力。有時候還會把一對作用力與反作用力畫在一個構(gòu)件上 面，解決這一問題，就需要讓學生真正的理解“二力平衡”和“作用力與反作用 力”的區(qū)別，也需要讓學生明確的知道施力物體和受力物體，強調(diào)受力分析是分 析物體受到的力。要向?qū)W生強調(diào)作用力與反作用力是作用在兩個物體上面的，而平衡力是作用在一個物體上面的，作用力與反作用力是兩個物體之間相互的作用 力，是同時出現(xiàn)同時消失的一對等值、反相、共線的力，也可以拿人站在地面上 為例，讓學生分析人的受力和地面的受力，

9、讓同學們判斷哪些力是平衡力，哪些 力是作用力與反作用力，反復的練習可以讓學生更好的掌握“二力平衡”和“作 用力與反作用力”的應用。在進行受力分析的過程中會經(jīng)常的遇到 “作用力與反 作用力”的應用。所以對此進行強調(diào)講解?？梢杂行У臏p少學生在進行受力分析 過程中的錯誤，也有利于畫完受力圖后的檢查過程。、計算題（每小題30分，共60 分）1.畫出圖所示外伸梁的內(nèi)力圖。（30分）12kN6kN/m2m3m3m2試用截面法求圖所示桁架中25、34、35三桿的軸力。（30 分）圖2SOkn求出支座反力后,作I丿截血研究英左半部（1）V,d - 0,+*:“與八0KW（拉力）（2）將軸力M弗移至結(jié)點S處沿輕y方向分解后：V-01unf/x4 + 2Dx? = 0 止川“ =-22一殆KN（樂乃IJHl 將軸力、抽移至結(jié)點4處沿心y方向分解后：VjW, =fl N涉os（於：2 + （対0）燈-20觀7 二肌 二-2