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作业8-1答案 题目:如图所示两跨连续梁,AB段受均布载荷作用,BC段跨中受向下集中力作用。

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题目:如图所示两跨连续梁,AB段受均布载荷      作用,BC段跨中受向下集中力      作用。已知各跨跨度均为     ,且全梁抗弯刚度      为常数。试求支座     、    、     处的约束反力,并画出该梁的剪力图和弯矩图。



一、题目分析与复述

如图所示,两跨连续梁     

  •      ,      
  •       段作用均布载荷       
  •       段跨中作用集中力       
  • 全梁抗弯刚度        为常数;
  • 支座在       、      、       三处。

要求:

  1. 求支座       、      、       处的约束反力;
  2. 画剪力图;
  3. 画弯矩图。



二、去掉中间支座     ,用      替代

该梁为一次超静定梁。去掉中间支座     ,把      点反力      作为多余约束力。

去掉      支座后,基本结构为跨度      的简支梁。

由于原结构中      点为支座,因此      点竖向位移为零:

 

由叠加原理:

 

其中:

  •      :       段均布载荷        引起的        点位移;
  •      :       段跨中集中力        引起的        点位移;
  •      :多余反力        引起的        点位移。

三、查表求各载荷引起的      点位移

基本结构为简支梁     ,总跨度为:

 

    点位于跨中:

 

(1)由      段均布载荷      引起的      点位移

对      段上的均布载荷     ,可将其看作很多微小集中力的叠加。

取      段上距      点为      的微段载荷:

 

其中:

 

对整个简支梁      而言:

 

该微小集中力位置为:

 

要求的是      点位移,     点坐标为:

 

因为     ,所以查表采用集中力右侧点的挠度公式:


 

代入:

 

积分得:

 

整理计算可得:

 

负号表示      段均布载荷使      点向下位移。


(2)由集中力      引起的      点位移

集中力      作用在      段跨中,因此其位置距      点为:

 

距右支座      的距离为:

 

总跨度为:

 

要求      点位移,     点坐标为:

 

由于:

 

所以查表采用集中力左侧点的挠度公式:

 

代入:

 

得:

 

括号内:

 

因此:

 

负号表示集中力      使      点向下位移。


(3)由多余反力      引起的      点位移

    作用在简支梁      的跨中,即作用在      点。由于      向上,所以      点位移向上,为正。

查表,跨度      的简支梁,跨中集中力      引起跨中挠度为:

 

代入     

 

四、由      点挠度为零求     

由位移协调条件:

 

代入:

 

前两项合并:

 
 

即:

 

解得:

 

五、求     、     支座反力

由竖向力平衡:

 

又:

 

所以:

 

代入     

 

对      点取矩:

 

代入     

 
 

代入     

 

解得:

 

再由:

 

得:

 

六、用图解法作剪力图

剪力用      表示。


(1)从      到     

在      点,支反力      向上,剪力图由 0 向上跳到:

 

在      段有向下均布载荷     ,所以剪力图按斜率      直线下降。

到     

 

(2)经过      点

在      点有向上支反力:

 

所以剪力图向上突跳:

 
 

(3)从      到集中力作用点

    到集中力作用点之间无分布载荷,所以剪力保持常值:

 

集中力作用点在      跨中,即距      点:

 

故:

 

(4)经过集中力     

集中力      向下,使剪力图向下突跳     

 

(5)从集中力作用点到     

该段无分布载荷,所以剪力保持常值:

 

到     

 

在      点有向上支反力:

 

因此剪力图向上跳回 0。


七、用图解法作弯矩图

弯矩图由剪力图面积得到:

  • 剪力为正,弯矩增加;
  • 剪力为负,弯矩减少;
  • 集中力使剪力突变,但弯矩不突变;
  • 均布载荷作用段弯矩图为抛物线;
  • 无分布载荷段弯矩图为直线。
     

(1)     点

支座      为铰支座,所以:

 

(2)     段

在      段,剪力从正值      直线下降到负值     ,所以弯矩先增大后减小。

剪力为零处即正弯矩最大处:

 

得:

 

最大正弯矩为剪力图正三角形面积:

 
 

到      点,弯矩等于从      到      的剪力图面积:

 
 
 

(3)     到集中力作用点

从      到集中力作用点,剪力为正且保持常值:

 

所以弯矩图为上升直线。

距离为:

 

弯矩增加量为:

 

所以集中力作用点处弯矩为:

 
 
 

(4)集中力作用点到     

集中力之后,剪力变为负值:

 

该段无分布载荷,因此弯矩图为下降直线。

距离为:

 

弯矩减少量为:

 

所以到      点:

 

符合      点支座弯矩为零。



来源:三思的小柜子
科普
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首次发布时间:2026-05-13
最近编辑:3月前
WeldMech
焊接结构力学探索者
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