2024天大土木考研知識分享
勵志考研出品2023年5月8日
前言:本期針對同學(xué)們對快速畫彎矩圖的解題思路和斜梁相關(guān)計算的問題,用一個例題講一下解題方法。
【例題】求下圖所示結(jié)構(gòu)在荷載作用下的彎矩圖、剪力圖和軸力圖。
【分析】本題是一個帶懸臂段簡支的靜定斜梁,荷載比較復(fù)雜。最常規(guī)的解法就是求支座反力,然后根據(jù)支座反力和擬簡支梁區(qū)段疊加法畫彎矩圖(解法一);但是同學(xué)們看,結(jié)構(gòu)可以分為兩段,懸臂段和簡支段,這正是快速畫彎矩圖的切入點,快速畫彎矩圖是必考考點,也是快速做題的秘訣,所以解法二使用快速彎矩圖的思路求解,請同學(xué)們體會兩種解法的區(qū)別。
【解法一】基本解法:
(1)求支座反力。由結(jié)構(gòu)整體的平衡條件?= 0, ?= 29kN (↑);由?=0,得?=7kN (↑);由=0,得?=0。
(2)畫彎矩圖。求控制截面的彎矩: =3×4×2=24kN ? m, 畫出懸臂段彎矩圖,再AB 兩點彎矩連成虛線,疊加上簡支梁 AB 在均布荷載和集中力偶作用下的彎矩,最后彎矩圖見圖(b)。注意:集中力偶兩側(cè)彎矩圖的切線應(yīng)平行。
(3) 畫剪力圖和軸力圖取桿 AB 和桿BD 為隔離體,畫出受力圖,見圖(c) ,可根據(jù)平衡方程求出桿端的剪力和軸力,再畫圖(剪力圖和軸力圖均為斜直線);最后剪力圖和軸力圖見圖(d) 、(e)。
【注意】斜梁求解思路:
斜梁就是斜著的梁式桿,和梁的求解方法是一樣的,以下的公式也可以由截面法推導(dǎo)出。真正做題時只需要記住結(jié)論公式套用即可,注意有三種荷載。有的同學(xué)問這些要不要背,一定要背!斜梁是很??嫉目键c。
【解法二】快速畫彎矩圖思路:
就著這個圖說,首先BD段是一個懸臂段,很簡單可以直接畫出。A點是較結(jié)點所以彎矩為0,先用虛線把A點的0和B點的24連起來。我們看荷載是向下的,所以A支座反力是向上的,立即推A右側(cè)截面剪力是正的,彎矩圖開口向上,截面法算出C截面左側(cè)彎矩為4kN·m下側(cè)受拉,右側(cè)截面20kN·m,然后根據(jù)彎曲趨勢把這四個點連起來即可。注意彎矩斜率(剪力)為0的點在AC段,C點左右彎矩斜率(剪力)不變。這種方法適用于做題比較熟練的同學(xué),后期用快速畫彎矩圖的思路解題比較快。
【解法三】對稱法:AB段可以用對稱法做,本題結(jié)構(gòu)較簡單不推薦這種做法,有興趣的同學(xué)可以嘗試。
如果有疑問,同學(xué)們可以隨時提問,下期有什么想看的可以在群內(nèi)交流!