《建筑力學》課程作業(yè)指導.doc

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《建筑力學》課程作業(yè)指導(1) 本課程的內容很抽象，而且需要掌握的公式、計算很多，同學們在學習中可能會感到較大的難度。我會在四次作業(yè)評講中，給你講解一下主要的作業(yè)題，幫助你進一步理解各章教學內容，并掌握好回答作業(yè)(考)題的“度”。下面文字，黑色的是問題和答案，綠色是說明和解釋。 第一次平時作業(yè)包含第1、2章的內容，其內容是建筑力學最基本的知識。我們先來看看作業(yè)中的第一大題，即選擇題。 題目答案如下： 1．B 2．C 3．C 4．C 5．B 6．D 7．B 8．B 9．A 10．D 我們來看看其中的第1小題，本題考核的知識點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，應掌握常見的約束和約束反力。選擇時采取逐漸排除法，最后只有Ｂ選項符合要求。 下面重點來講講第三大題，計算題。 1、作如圖所示多跨梁各段的受力圖。 本題考核的知識點是物體的受力分析方法。 解：作ＡＢ段的受力圖如圖(a)，作ＢＣ段的受力圖如圖(b) 取梁ＢＣ為研究對象。受主動力作用。Ｃ處是可動鉸支座，它的反力是垂直于支承面的，指向假設垂直支承面向上；Ｂ處為鉸鏈約束，它的約束力可用兩個互相垂直的分力、表示，指向假設如圖。 取梁ＡＢ為研究對象。Ａ處是固定鉸支座，它的反力可用、表示，指向假設如圖；Ｄ處是可動鉸支座，它的反力是垂直于支承面的，指向假設向上；Ｂ處為鉸鏈約束，它的約束力是、，與作用在梁ＢＣ上的、是作用力與反作用力的關系，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Ｏ點簡化的結果，并求合力作用點的位置。已知，，，，。 本題考核的知識點是平面一般力系的平衡方程和解題方法。本題是一個平面一般力系向向Ｏ點簡化的問題。 解：坐標系如圖 主矢 方向 主矩 注意： ①主矢由力系中各力的矢量和確定，所以，主矢與簡化中心的位置無關。對于給定的力系，選取不同的簡化中心，所得主矢相同。 ②主矩由力系中各力對簡化中心的矩的代數和確定，簡化中心的位置不同，各點對其的矩不同，所以，主矩一般與簡化中心的位置有關。 3、如圖所示，簡支梁中點受力作用，已知，求支座Ａ和Ｂ的反力。 本題考核的知識點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頁例1-12 本題與教材34頁例1-12完全相同，這兒就不再附答案了。 注意：應首先畫出受力圖進行計算。 本題中簡支梁所受的力組成一個平面匯交力系，利用平面匯交力系的平衡條件：；計算出支座Ａ、Ｂ的反力。 4、如圖所示，試分析圖示結構體系的幾何組成。 本題考核的知識點是結構的幾何組成分析方法。 解：鉸結三角形124和鉸結三角形235與基礎這三剛片通過不在同一直線上的三個單鉸1、2、3兩兩相連，組成幾何不變體系，形成一個大剛片12345。剛片12345與剛片96之間通過三根即不完全平行也不相交與一點的的鏈桿相連，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用一個鉸和不通過此鉸的鏈桿相連，幾何不可變，且無多余約束。 結構的幾何組成規(guī)則：二元體規(guī)則、兩剛片規(guī)則、三剛片規(guī)則。 根據規(guī)則對體系進行幾何組成分析時，為簡化分析過程，應注意以下兩點： ①可將體系中的幾何不變部分當作一個剛片來處理。 ②逐步拆去二桿結點，不影響原體系的幾何組成性質。 5、三鉸拱橋如圖所示。已知，，。求支座Ａ和Ｂ的反力。 本題考核的知識點是物體系統(tǒng)平衡的解法。 解：(1)選取研究對象：選取三鉸拱橋整體以及ＡＣ和ＢＣ左右半拱為研究對象。 (2)畫受力圖：作出圖(a)、(b)、(c) (3)列平衡方程并求解： 1)以整體為研究對象 得： 得： 得： 2)以ＢＣ半拱為研究對象 得： 校核：以ＡＣ半拱為研究對象 結果正確。 所謂物體系統(tǒng)是指由兩個或兩個以上的物體通過約束按一定方式連接而成的系統(tǒng)。本題先以整個系統(tǒng)為研究對象，解得、、以及，再以系統(tǒng)中的ＢＣ部分為研究對象，求出Ａ、Ｂ支座的水平反力的值，最后用系統(tǒng)中另一部分ＡＣ部分的平衡進行校核。 6、求圖所示物體系統(tǒng)的支座反力。 本題考核的知識點是物體系統(tǒng)平衡的解法。 解：(1)選取研究對象：選取梁ＡＣ以及ＡＤ和ＤＣ為研究對象。 (2)畫受力圖：作出圖(a)、(b)、(c) (3)列平衡方程并求解： 1)以ＤＣ為研究對象 得： 2)以ＡＣ為研究對象 得： 得： 校核：以ＡＤ為研究對象 結果正確。 本題先以系統(tǒng)中的DC部分為研究對象，求出C支座的水平反力的值，再以整個系統(tǒng)AC為研究對象，解得、以及，最后用系統(tǒng)中另一部分AD部分的平衡進行校核?？梢钥闯霰绢}與上題的求解途徑不同，采用何種途徑求解，應根據具體情況確定，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，； 本題考核的知識點是考慮摩擦時物體的平衡。 考慮摩擦時的平衡問題與忽略摩擦時的平衡問題，在解題方法上是相同的，即用平衡條件求解，在受力分析時需考慮摩擦力。 （a）解： 取物體為研究對象，畫受力圖如圖。 得： 得： 接觸面上可能產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。 先假設物體平衡，計算此時接觸面上的摩擦力Ｆ的值，將它與接觸面可能產生的最大摩擦力的值進行比較，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，請同學們自己做一做。