《建筑力學(xué)》課程作業(yè)指導(dǎo).doc
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《建筑力學(xué)》課程作業(yè)指導(dǎo).doc
建筑力學(xué)課程作業(yè)指導(dǎo)(1) 本課程的內(nèi)容很抽象,而且需要掌握的公式、計(jì)算很多,同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中可能會(huì)感到較大的難度。我會(huì)在四次作業(yè)評(píng)講中,給你講解一下主要的作業(yè)題,幫助你進(jìn)一步理解各章教學(xué)內(nèi)容,并掌握好回答作業(yè)(考)題的“度”。下面文字,黑色的是問(wèn)題和答案,綠色是說(shuō)明和解釋。第一次平時(shí)作業(yè)包含第1、2章的內(nèi)容,其內(nèi)容是建筑力學(xué)最基本的知識(shí)。我們先來(lái)看看作業(yè)中的第一大題,即選擇題。題目答案如下:1B 2C 3C 4C 5B 6D 7B 8B 9A 10D我們來(lái)看看其中的第1小題,本題考核的知識(shí)點(diǎn)是物體的受力分析方法。具體涉及的是其中的約束與約束反力。作這道選擇題時(shí),應(yīng)掌握常見的約束和約束反力。選擇時(shí)采取逐漸排除法,最后只有選項(xiàng)符合要求。下面重點(diǎn)來(lái)講講第三大題,計(jì)算題。1、作如圖所示多跨梁各段的受力圖。 本題考核的知識(shí)點(diǎn)是物體的受力分析方法。 解:作段的受力圖如圖(a),作段的受力圖如圖(b) 取梁為研究對(duì)象。受主動(dòng)力作用。處是可動(dòng)鉸支座,它的反力是垂直于支承面的,指向假設(shè)垂直支承面向上;處為鉸鏈約束,它的約束力可用兩個(gè)互相垂直的分力、表示,指向假設(shè)如圖。 取梁為研究對(duì)象。處是固定鉸支座,它的反力可用、表示,指向假設(shè)如圖;處是可動(dòng)鉸支座,它的反力是垂直于支承面的,指向假設(shè)向上;處為鉸鏈約束,它的約束力是、,與作用在梁上的、是作用力與反作用力的關(guān)系,其指向不能再任意假定。 2、橋墩所受的力如圖所示,求力系向點(diǎn)簡(jiǎn)化的結(jié)果,并求合力作用點(diǎn)的位置。已知,。本題考核的知識(shí)點(diǎn)是平面一般力系的平衡方程和解題方法。本題是一個(gè)平面一般力系向向點(diǎn)簡(jiǎn)化的問(wèn)題。解:坐標(biāo)系如圖 主矢方向主矩注意:主矢由力系中各力的矢量和確定,所以,主矢與簡(jiǎn)化中心的位置無(wú)關(guān)。對(duì)于給定的力系,選取不同的簡(jiǎn)化中心,所得主矢相同。主矩由力系中各力對(duì)簡(jiǎn)化中心的矩的代數(shù)和確定,簡(jiǎn)化中心的位置不同,各點(diǎn)對(duì)其的矩不同,所以,主矩一般與簡(jiǎn)化中心的位置有關(guān)。 3、如圖所示,簡(jiǎn)支梁中點(diǎn)受力作用,已知,求支座和的反力。本題考核的知識(shí)點(diǎn)是平面力系的平衡方程和解題方法。本題是平面匯交力系的平衡。解:見教材34頁(yè)例1-12本題與教材34頁(yè)例1-12完全相同,這兒就不再附答案了。注意:應(yīng)首先畫出受力圖進(jìn)行計(jì)算。本題中簡(jiǎn)支梁所受的力組成一個(gè)平面匯交力系,利用平面匯交力系的平衡條件:;計(jì)算出支座、的反力。4、如圖所示,試分析圖示結(jié)構(gòu)體系的幾何組成。本題考核的知識(shí)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的幾何組成分析方法。解:鉸結(jié)三角形124和鉸結(jié)三角形235與基礎(chǔ)這三剛片通過(guò)不在同一直線上的三個(gè)單鉸1、2、3兩兩相連,組成幾何不變體系,形成一個(gè)大剛片12345。剛片12345與剛片96之間通過(guò)三根即不完全平行也不相交與一點(diǎn)的的鏈桿相連,然后再依次增加二元體672,785,形成大剛片,此大剛片與剛片810用一個(gè)鉸和不通過(guò)此鉸的鏈桿相連,幾何不可變,且無(wú)多余約束。結(jié)構(gòu)的幾何組成規(guī)則:二元體規(guī)則、兩剛片規(guī)則、三剛片規(guī)則。根據(jù)規(guī)則對(duì)體系進(jìn)行幾何組成分析時(shí),為簡(jiǎn)化分析過(guò)程,應(yīng)注意以下兩點(diǎn):可將體系中的幾何不變部分當(dāng)作一個(gè)剛片來(lái)處理。逐步拆去二桿結(jié)點(diǎn),不影響原體系的幾何組成性質(zhì)。5、三鉸拱橋如圖所示。已知,。求支座和的反力。本題考核的知識(shí)點(diǎn)是物體系統(tǒng)平衡的解法。解:(1)選取研究對(duì)象:選取三鉸拱橋整體以及和左右半拱為研究對(duì)象。(2)畫受力圖:作出圖(a)、(b)、(c)(3)列平衡方程并求解:1)以整體為研究對(duì)象 得: 得: 得:2)以半拱為研究對(duì)象 得:校核:以半拱為研究對(duì)象 結(jié)果正確。所謂物體系統(tǒng)是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體通過(guò)約束按一定方式連接而成的系統(tǒng)。本題先以整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象,解得、以及,再以系統(tǒng)中的部分為研究對(duì)象,求出、支座的水平反力的值,最后用系統(tǒng)中另一部分部分的平衡進(jìn)行校核。6、求圖所示物體系統(tǒng)的支座反力。本題考核的知識(shí)點(diǎn)是物體系統(tǒng)平衡的解法。解:(1)選取研究對(duì)象:選取梁以及和為研究對(duì)象。(2)畫受力圖:作出圖(a)、(b)、(c)(3)列平衡方程并求解:1)以為研究對(duì)象 得:2)以為研究對(duì)象 得: 得:校核:以為研究對(duì)象 結(jié)果正確。 本題先以系統(tǒng)中的DC部分為研究對(duì)象,求出C支座的水平反力的值,再以整個(gè)系統(tǒng)AC為研究對(duì)象,解得、以及,最后用系統(tǒng)中另一部分AD部分的平衡進(jìn)行校核??梢钥闯霰绢}與上題的求解途徑不同,采用何種途徑求解,應(yīng)根據(jù)具體情況確定,原則是以較少的方程,解出所需求的未知量。7、判斷圖中物體能否平衡?并求物體所受摩擦力的大小和方向。(1)圖物體重,拉力,;(2)圖物體重,壓力,;本題考核的知識(shí)點(diǎn)是考慮摩擦?xí)r物體的平衡。 考慮摩擦?xí)r的平衡問(wèn)題與忽略摩擦?xí)r的平衡問(wèn)題,在解題方法上是相同的,即用平衡條件求解,在受力分析時(shí)需考慮摩擦力。(a)解:取物體為研究對(duì)象,畫受力圖如圖。 得: 得:接觸面上可能產(chǎn)生的最大靜摩擦力為:由于,所以物體處于平衡狀態(tài)。摩擦力為。先假設(shè)物體平衡,計(jì)算此時(shí)接觸面上的摩擦力的值,將它與接觸面可能產(chǎn)生的最大摩擦力的值進(jìn)行比較,如果,則物體平衡,否則物體不平衡。(b)小題與(a)解題思路完全一樣,請(qǐng)同學(xué)們自己做一做。