建筑力學(xué)作業(yè)4

1、江蘇開放大學(xué)形成性考核作業(yè)學(xué)號(hào)2017020300130姓名唐宇希課程代碼 110011課程名稱建筑力學(xué)評(píng)閱教師第4次任務(wù)共4次任務(wù)形成性考核大作業(yè)（請(qǐng)?jiān)谙旅孀鞔穑阂唬汉?jiǎn)答題：（40分）1、力偶能否與一個(gè)力平衡？ （5分）力偶的定義：一對(duì)大小相等，方向相反，平行但不共線的力組成一個(gè)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(gè)力平移到與另一個(gè)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(gè)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(shí)不能發(fā)生平動(dòng)的，它對(duì)物體的實(shí)際作用效果 就相當(dāng)于一個(gè)力矩，但

2、是卻不能只用一個(gè)力的力矩去平衡力偶， 因?yàn)榱ε颊w來 看是沒有力的效果的，如果只用一個(gè)力去平衡，這個(gè)系統(tǒng)是肯定在某個(gè)方向上不 能平衡，要發(fā)生平動(dòng)，而非純轉(zhuǎn)動(dòng)，因此要平衡力偶必須由力偶來平衡Fl2、提高梁強(qiáng)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(yīng)與材料特性相適應(yīng)，使截面形狀符合經(jīng)濟(jì)的原則。3、采用等強(qiáng)度梁。3、畫受力圖時(shí)應(yīng)注意哪幾個(gè)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(jī)械作用，凡是

3、限制某物體運(yùn)動(dòng)的其他物體，都成為該物體的 約束，約束對(duì)物體的作用實(shí)質(zhì)上就是力的作用，約束在物體上的力稱為約束反力,簡(jiǎn)稱反力。教師在講解這些概念的時(shí)候應(yīng)該著重講解約束反力的產(chǎn)生，反復(fù)強(qiáng)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(duì)等的。強(qiáng)調(diào)施力物體與受力物體是相對(duì)受力分析而言的，只有在 對(duì)物體進(jìn)行受力分析的時(shí)候才會(huì)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(diǎn)的法線 方向指向物體，活動(dòng)鉸鏈的約束反力是沿著支撐面的法線方向指向

4、受力物體。光滑圓柱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(shí)，如果一個(gè)機(jī)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(shí)候?qū)W生學(xué)到的是用通過 鉸鏈中心兩個(gè)互相垂直的分力來表示的， 但是這個(gè)時(shí)候“二力構(gòu)件”的光滑圓柱 鉸鏈的約束反力卻是用一個(gè)力來表示的， 在這個(gè)時(shí)候?qū)W生就會(huì)感到迷茫，不能很 好的掌握，時(shí)常畫錯(cuò)，所以老師在講解“二力構(gòu)件”受力的時(shí)候，應(yīng)該把光滑圓柱鉸鏈約束從廣義上去講解：

5、固定鉸鏈只能限制物體間的相對(duì)徑向移動(dòng)，不能限制物體繞圓柱銷軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)和平行于圓柱銷軸線的移動(dòng)。由于圓柱銷與圓柱孔是光滑接觸面接觸， 這個(gè)光滑的回轉(zhuǎn)面就是它的約束面， 則約束反力應(yīng)是沿 接觸線上的一點(diǎn)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(gè)光滑面約束反力的方向是不能預(yù)先確定的，只能用兩個(gè)方向待定的垂直分力來代替 我們強(qiáng)調(diào)這個(gè)時(shí)候的受力是分力，力的方向不能預(yù)先確定是固定鉸鏈約束反力畫 為兩個(gè)互相垂直的分力的原因， 這一點(diǎn)要向?qū)W生反復(fù)強(qiáng)調(diào)。當(dāng)力的方向能確定 時(shí)，就可以只畫一個(gè)力， 這時(shí)要引入“二力構(gòu)件”和固定鉸鏈約束的特殊關(guān)

6、系?！岸?gòu)件”是指只受兩個(gè)力的作用而平衡的構(gòu)件。那么一對(duì)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(gè)物體上的特點(diǎn)。當(dāng)“二力構(gòu)件”和光滑圓柱鉸鏈約束連接時(shí)， 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(diǎn)的連線，兩點(diǎn)確定一條直線。給學(xué)生講清楚這 個(gè)特殊關(guān)系， 在受力分析時(shí)， 首先認(rèn)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(gè)約束反力，然后再進(jìn)行下一步的受力分析。這樣就很好地解決了困惑學(xué)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(xué)生容易出錯(cuò)之外，對(duì)于三力平衡匯交原理的應(yīng)用也 經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)迷茫的情況，往往不

7、知道如何處理，是畫兩個(gè)分力呢？還是畫一個(gè)合 力？很多同學(xué)不能很好的判斷出什么時(shí)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(gè)分力，有時(shí)候一個(gè)構(gòu)件受到三個(gè)已知作用力， 學(xué)生也會(huì) 用一個(gè)合力來固定鉸鏈約束的反力， 這個(gè)時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，我們就要向?qū)W生明 確，只有在桿件受到兩個(gè)已知力，只存在一個(gè)固定鉸鏈約束的反力還沒有畫出的 時(shí)候才可以運(yùn)用三力平衡匯交原理。如果不能明確的時(shí)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(huì)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。學(xué)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(yùn)用是能否正確畫出受力圖的關(guān)

8、鍵。 很多同學(xué)知道“力的作用是相互的”但真正運(yùn)用到實(shí)際題目當(dāng)中的時(shí)候還會(huì)經(jīng)常 出現(xiàn)錯(cuò)誤，因?yàn)閷W(xué)生有時(shí)候不能很好的分清楚哪兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，哪兩個(gè)力是一對(duì)作用力與反作用力。有時(shí)候還會(huì)把一對(duì)作用力與反作用力畫在一個(gè)構(gòu)件上 面，解決這一問題，就需要讓學(xué)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(xué)生明確的知道施力物體和受力物體，強(qiáng)調(diào)受力分析是分 析物體受到的力。要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)作用力與反作用力是作用在兩個(gè)物體上面的，而平衡力是作用在一個(gè)物體上面的，作用力與反作用力是兩個(gè)物體之間相互的作用 力，是同時(shí)出現(xiàn)同時(shí)消失的一對(duì)等值、反相、共線的力，也可以拿人站在地面上 為例，讓學(xué)生分析人的受

9、力和地面的受力， 讓同學(xué)們判斷哪些力是平衡力，哪些 力是作用力與反作用力，反復(fù)的練習(xí)可以讓學(xué)生更好的掌握“二力平衡”和“作 用力與反作用力”的應(yīng)用。在進(jìn)行受力分析的過程中會(huì)經(jīng)常的遇到 “作用力與反 作用力”的應(yīng)用。所以對(duì)此進(jìn)行強(qiáng)調(diào)講解。可以有效的減少學(xué)生在進(jìn)行受力分析 過程中的錯(cuò)誤，也有利于畫完受力圖后的檢查過程。、計(jì)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(diǎn)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(diǎn)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-