1) 计算各杆端弯矩,并作弯矩图
MBC=10× 3× 3/2=45kNm ( 上侧受拉 )
MBD=5× 2=10kNm ( 左侧受拉 )
MBA=10× 3× 3/2- 5× 2=35kNm ( 左侧受拉 )
MA =10× 6× 3- 5× 6=150kNm ( 左侧受拉 )
(2)计算各杆端剪力,并作剪力图,
FQBC=10× 3 =30 kN FQBD=- 5kN
∑MA= 0
FQBA× 5+35+10× 3× 3/2=0
FQBA=- 16kN
∑MB= 0
FQAB× 5- 150- 10× 3× 3/2=0
FQAB=39kN
(3) 计算各杆端轴力,并作轴力图:
由结点B的平衡条件,建立沿AB杆方向的投影方程,得:
FNBA+5× 3/5+30× 4/5=0
FNBA=- 27kN
FNAB+20+10× 3× 4/5=0
FNAB=- 44kN
说明,本例计算和作内力图的过程是:弯矩图
→ 剪力图 → 轴力图。当刚架上所有的外力已知时先作弯矩图;再截开杆件两端取出杆件为隔离体,
对两杆端截面形心分别建立力矩方程求出杆端剪力,作剪力图;最后取结点为隔离体,利用结点的投影平衡方程求杆端轴力,作轴力图。
例 3-3-3 求图示三铰刚架的支座反力。
分析:三铰刚架共有四个支座反力,
除了利用整体的三个平衡方程,还要考虑铰C(两侧截面)处弯矩为零的条件。
解:由刚架整体平衡条件:
∑MA=0
FBx× 2+FBy× 4- 20× 2× 1
- 40× 2- 10=0
由铰C右侧,
∑MC= 0 FBx× 2-FBy× 2+10=0
整理后得关于支座B上两个支座反力的联立方程:
FBx+2FBy-- 65=0 解得,FBy = 23.33 kN (↑)
FBx- FBy + 5 = 0 FBx = 18.33 kN (←)
再由刚架整体的平衡条件,求A支座的两个支座反力:
∑Fx=0 FAx=18.33- 40 =- 21.67 kN (←)
∑Fy=0 FBx=- 23.33+40=16.67 kN (↑)
说明:本例研究的三铰刚架的三个铰的相对位置可以是任意的,因此是这类(有推力)结构的一般形式,它的支座反力的计算方法也具有一般性。容易看出,本例求支座反力时必须解联立方程。本例采用的方法的原则是,集中先求一个铰的两个约束力 。 即以另外两个铰的铰心为矩心分别建立关于这两个约束力的二元一次联立方程,求解后再计算其它铰处的约束力。