励志考研出品2023年5月8日
前言:本期针对同学们对快速画弯矩图的解题思路和斜梁相关计算的问题,用一个例题讲一下解题方法。
【资料图】
【例题】求下图所示结构在荷载作用下的弯矩图、剪力图和轴力图。
【分析】本题是一个带悬臂段简支的静定斜梁,荷载比较复杂。最常规的解法就是求支座反力,然后根据支座反力和拟简支梁区段叠加法画弯矩图(解法一);但是同学们看,结构可以分为两段,悬臂段和简支段,这正是快速画弯矩图的切入点,快速画弯矩图是必考考点,也是快速做题的秘诀,所以解法二使用快速弯矩图的思路求解,请同学们体会两种解法的区别。
【解法一】基本解法:
(1)求支座反力。由结构整体的平衡条件 = 0, = 29kN (↑);由 =0,得 =7kN (↑);由=0,得 =0。
(2)画弯矩图。求控制截面的弯矩: =3×4×2=24kN• m, 画出悬臂段弯矩图,再AB 两点弯矩连成虚线,叠加上简支梁 AB 在均布荷载和集中力偶作用下的弯矩,最后弯矩图见图(b)。注意:集中力偶两侧弯矩图的切线应平行。
(3) 画剪力图和轴力图取杆 AB 和杆BD 为隔离体,画出受力图,见图(c) ,可根据平衡方程求出杆端的剪力和轴力,再画图(剪力图和轴力图均为斜直线);最后剪力图和轴力图见图(d) 、(e)。
【注意】斜梁求解思路:
斜梁就是斜着的梁式杆,和梁的求解方法是一样的,以下的公式也可以由截面法推导出。真正做题时只需要记住结论公式套用即可,注意有三种荷载。有的同学问这些要不要背,一定要背!斜梁是很常考的考点。
【解法二】快速画弯矩图思路:
就着这个图说,首先BD段是一个悬臂段,很简单可以直接画出。A点是较结点所以弯矩为0,先用虚线把A点的0和B点的24连起来。我们看荷载是向下的,所以A支座反力是向上的,立即推A右侧截面剪力是正的,弯矩图开口向上,截面法算出C截面左侧弯矩为4kN·m下侧受拉,右侧截面20kN·m,然后根据弯曲趋势把这四个点连起来即可。注意弯矩斜率(剪力)为0的点在AC段,C点左右弯矩斜率(剪力)不变。这种方法适用于做题比较熟练的同学,后期用快速画弯矩图的思路解题比较快。
【解法三】对称法:AB段可以用对称法做,本题结构较简单不推荐这种做法,有兴趣的同学可以尝试。
如果有疑问,同学们可以随时提问,下期有什么想看的可以在群内交流!