建筑力学作业.doc

江苏开放大学形成性考核作业学 号 2017020300130 姓 名 唐宇希课程代码 110011课程名称 建筑力学评阅教师 第 4 次任务共 4 次任务形成性考核大作业（请在下面作答）：一：简答题：（40分）1、力偶能否与一个力平衡？（5分）力偶的定义：一对大小相等，方向相反，平行但不共线的力组成一个力偶。如图中F1和F2是一组力偶，F3和F4为一组力偶。我们根据力偶的定义结合力的可平移性，将其中一个力平移到与另一个力共线，那么最终的结果就是力效果被抵消掉了，只剩下一个附加的力矩，其大小为平移力的大小平移的距离。那么显然，在力偶的作用下，物体时不能发生平动的，它对物体的实际作用效果就相当于一个力矩，但是却不能只用一个力的力矩去平衡力偶，因为力偶整体来看是没有力的效果的，如果只用一个力去平衡，这个系统是肯定在某个方向上不能平衡，要发生平动，而非纯转动，因此要平衡力偶必须由力偶来平衡。2、 提高梁强度的措施？（15分）1、降低梁的最大弯矩。（1）合理布置梁的支座。（2）合理布置梁的载荷。2、选择合理的截面形状，提高抗弯截面系数。（1）用最小的截面面积得到大的抗弯截面模量。（2）截面形状应与材料特性相适应，使截面形状符合经济的原则。3、采用等强度梁。3、 画受力图时应注意哪几个问题？（20）1、 正确理解约束的概念、约束的性质以及约束反力的画法以及内在的联系。 力是物体间的相互机械作用，凡是限制某物体运动的其他物体，都成为该物体的约束，约束对物体的作用实质上就是力的作用，约束在物体上的力称为约束反力，简称反力。教师在讲解这些概念的时候应该着重讲解约束反力的产生，反复强调约束与被约束物体之间是相互作用的关系，彼此之间力的关系是相互的。约束与物体的关系是对等的。强调施力物体与受力物体是相对受力分析而言的，只有在对物体进行受力分析的时候才会具有确切的施力物体和受力物体。在约束类型中，能否正确的判断出约束的类型是画出受力图的关键，柔性约束的约束反力是沿着绳索的方向背离受力物体，光滑接触面约束的约束反力是沿着接触点的法线方向指向物体，活动铰链的约束反力是沿着支撑面的法线方向指向受力物体。光滑圆柱铰链约束的约束反力的画法需要和“二力构件”“三里平衡汇交”结合起来讲解。2、 明确“二力构件”和固定铰链约束的特殊关系。 在画受力图时，如果一个机构里面存在“二力构件”，并且能够正确的判断出来，是我们后续画好其他构件受力图的突破口。但是“二力构件”两端的约束都是光滑圆柱铰链约束，在讲解光滑圆柱铰链约束反力画法的时候学生学到的是用通过铰链中心两个互相垂直的分力来表示的，但是这个时候“二力构件”的光滑圆柱铰链的约束反力却是用一个力来表示的，在这个时候学生就会感到迷茫，不能很好的掌握，时常画错，所以老师在讲解“二力构件”受力的时候， 应该把光滑圆柱铰链约束从广义上去讲解： 固定铰链只能限制物体间的相对径向移动， 不能限制物体绕圆柱销轴线的转动和平行于圆柱销轴线的移动。由于圆柱销与圆柱孔是光滑接触面接触， 这个光滑的回转面就是它的约束面， 则约束反力应是沿接触线上的一点到圆柱销中心的连线上， 垂直于轴线。但是由于物体在回转过程中， 与固定铰链约束接触面的位置是在变化， 不固定的， 所以这个光滑面约束反力的方向是不能预先确定的， 只能用两个方向待定的垂直分力来代替。我们强调这个时候的受力是分力，力的方向不能预先确定是固定铰链约束反力画为两个互相垂直的分力的原因， 这一点要向学生反复强调。当力的方向能确定时， 就可以只画一个力， 这时要引入“二力构件”和固定铰链约束的特殊关系。“二力构件”是指只受两个力的作用而平衡的构件。那么一对平衡力具有大小相等，方向相反，作用线互相平行且作用在一个物体上的特点。当“二力构件” 和光滑圆柱铰链约束连接时， 光滑圆柱铰链约束反力的作用线是能确定的， 它必然通过“二力构件”上二力作用点的连线，两点确定一条直线。给学生讲清楚这个特殊关系， 在受力分析时， 首先认清并找到“二力构件”， 在其与光滑圆柱铰链联接处只需要画出一个约束反力， 然后再进行下一步的受力分析。这样就很好地解决了困惑学生的问题。3、 明确“三力平衡汇交”和固定铰链约束的关系。 除了“二力构件”的受力学生容易出错之外，对于三力平衡汇交原理的应用也经常会出现迷茫的情况，往往不知道如何处理，是画两个分力呢？还是画一个合力？很多同学不能很好的判断出什么时候可以用三力平衡汇交原理，什么画通过铰链中心互相垂直的两个分力，有时候一个构件受到三个已知作用力，学生也会用一个合力来固定铰链约束的反力，这个时候就会出现错误，我们就要向学生明确，只有在杆件受到两个已知力，只存在一个固定铰链约束的反力还没有画出的时候才可以运用三力平衡汇交原理。如果不能明确的时候就需要用通过铰链中心互相垂直的分力来表示。这样就不会容易出现错误。学生分析起来也比较自信容易把握。 4、 区分“二力平衡”和“作用力与反作用力”的区别。“二力平衡”和“作用力与反作用力”正确运用是能否正确画出受力图的关键。很多同学知道“力的作用是相互的”但真正运用到实际题目当中的时候还会经常出现错误，因为学生有时候不能很好的分清楚哪两个力是一对平衡力，哪两个力是一对作用力与反作用力。有时候还会把一对作用力与反作用力画在一个构件上面，解决这一问题，就需要让学生真正的理解“二力平衡”和“作用力与反作用力”的区别，也需要让学生明确的知道施力物体和受力物体，强调受力分析是分析物体受到的力。要向学生强调作用力与反作用力是作用在两个物体上面的，而平衡力是作用在一个物体上面的，作用力与反作用力是两个物体之间相互的作用力，是同时出现同时消失的一对等值、反相、共线的力，也可以拿人站在地面上为例，让学生分析人的受力和地面的受力，让同学们判断哪些力是平衡力，哪些力是作用力与反作用力，反复的练习可以让学生更好的掌握“二力平衡”和“作用力与反作用力”的应用。在进行受力分析的过程中会经常的遇到“作用力与反作用力”的应用。所以对此进行强调讲解。可以有效的减少学生在进行受力分析过程中的错误，也有利于画完受力图后的检查过程。二、计算题 （每小题30 分，共 60 分）1. 画出图所示外伸梁的内力图。 （30分） 12kN 6kN/m A C B D 3m 3m 2m 图12.试用截面法求图所示桁架中25、34、35三杆的轴力。（30分）图2作答结果：完成日期：2018/11/20得分：评阅时间：评阅教师：