5-7.试列出下列梁的剪力方程和弯矩方程,并画出剪力图和弯矩图。 1、 解:首先求出支座反力。考虑梁的整体平衡
Me A 由 ?MB?0,FRA?l?Me?0
l FRB 得 FRA??Me lFRA 由 ?MA?0,FRB?l?Me?0 得 FRB?Me/l Me l则距左端为x的任一横截面上的剪力和
剪力图 弯矩表达式为:
FS?x??FRAMe??
lMe?x lMe 弯矩图 M?x??FRA?x??剪力方程为常数,表明剪图应是一条平行梁轴线的直线;弯矩方程是x的一次函数,表明弯矩图是一条斜直线。(如图) 2、 解:首先求出支座反力。考虑梁的平衡 q l5A 由 ?Mc?0,FRB?l?q??l?0 C B 245FRB FRC l 得 FRB?ql 81由 ?MB?0,FRC?l?ql2?0
2 1得 FRC??ql
2则相应的剪力方程和弯矩方程为: lAB段:(0?x1?)
剪力图 2l3lBC段:(?x2?)
22 AB段剪力方程为x1的一次函数,弯矩方程为x1的二次函数,因此AB段的剪力图为斜直线,弯矩图为二次抛物线;BC段剪力方程为常数,弯矩方程为x2的一次函数,所以BC段剪力图为平行梁轴线的水平线段,弯矩图为斜直线。(如图) 5-9 用简便方法画下列各梁的剪力图和弯矩图。
弯矩图 (2) q =5KN/m Me = 解:由梁的平衡求出支座反力:
A B 4m C 2m FRA FRB AB段作用有均布荷载,所以AB段的剪力图为下倾直线,弯矩图为下凹二次抛物线;BC段没有荷载作用,所以BC段的剪力图为平行梁轴线的水平线段,弯矩图为直线。
在B支座处,剪力图有突变,突变值大小等于集中力(支座反力FRB)的大小;弯矩图有转折,转折方向与集中力方向一致。(如图)
(5)
解:由梁的平衡求出支座反力:
FRA?3.5KN,FRB?6.5KN F =2KN q =4kN/m A B 1m 1m C 2m D FRA FRB AB与BC段没有外载作用,所以AB、BC段的剪力图为平行梁轴线的水平线段,弯矩图为直线;CD段作用均布荷载,所以CD段的剪力图为下倾直线,弯矩图为下凹二次抛物线。 在B处,剪力图有突变,突变值大小等于集中力F的大小;弯矩图有转折,转折方向与集中力方向一致。(如图) (7) 解:AB段作用有均布荷载(方向向下),q 所以AB段的剪力图为下倾直线,弯矩图为下凹剪力图 C A 二次抛物线;BC段作用有均布荷载(方向向上),B 所以BC段的剪力图为上倾直线,弯矩图为上凸q 直线。(如图) a a 试用叠加法画下列各梁的弯矩图。 (1) F =10KN F =10KN Me = Me = (4) qa A C A B C + A C B B = 剪力图 3m 3m 3m 3m 3m 3m F = = 弯矩图 F = + 题型:计算题 q 【解】 q A 题目 :试作图所示悬D 臂梁AB的剪qa力2 图和弯矩图。D A B C 和弯矩方程 1、列剪力方程= = B C 弯矩图 + A + B C D 取坐标原点与梁左端点A对应 。选取距梁左端点A为x的任一截面,如图(a)所示,以该截面左侧梁段上的外力,写该截面上的剪力和弯矩表达式,即可得到梁AB的剪力方程和弯矩图弯矩方 程为 上面两式后的括号内,表明方程适用范围。由于截面A,B处有集中力作用,则其剪力为不定值,第一式的适用范围为其弯矩也为不定值,第二式的适用范围为
。由于截面B有集中力偶作用,则关于这个问题,待后面作进一步
弯矩图 说明。
2、作剪力图和弯矩图
剪力方程表明,梁各截面上的剪力都相等,因此剪力图应是一条平行于横轴的直线。取直角坐标系x—
,画出梁的剪力图为一水平直线。因各横截面的剪力为
负值,故画在横轴下面,如图(b)所示。
弯矩方程表明,弯矩M是x的一次函数,因此弯矩图应是一条倾斜直线。可以确定其上两点,在x = 0处,M=0;在x=L处(应理解为x略小于L处),M=PL。取直角坐标系OxM,表示弯矩的纵坐标以向下为正,画出梁的弯矩图,如图(c)所示。由图可见,最大弯矩发生在固定端B稍偏左的横截面上,其值为 常见问题题2 题型:计算题
题目:试作图(a)所示简支梁AB的剪力图和弯矩图。
【解】
1、求支座反力
由梁的平衡方程,可求得支座A,B两处的反力为 2、列剪力方程和弯矩方程
取坐标原点与梁左端点A对应。列出梁AB的剪力方程和弯矩方程为 3、作剪力图和弯矩图
剪力方程表明,剪力
是x的一次函数,剪力图应是一条倾斜直线。因此,只
处(应理解为x略大于0),
要确定其上两点,即可绘出该梁的剪力图。在
;处(应理解为x略小于),。画出梁的剪力图,如图(b)
所示。由剪力图可见,,该梁最大剪力发生在支座内侧的横截面上,其值为
弯矩方程表明,弯矩M是x的二次函数,弯矩图应是一条抛物线。因此,只要
确定其上三个点,即可绘出该梁的弯矩图。在处,M=0;在处,M=0;在
处, 。画出弯矩图,
如图6-12(c)所示。由弯矩图可见,该梁最大弯矩发生在梁的跨中截面处,其值为
在此截面上剪力为零。 常见问题题3 题型:计算题
题目:试作图(a)所示简支梁AB的剪力图和弯矩图。
【解】
1、求支座反力
由梁的静力平衡方程,可求得支座A,B两处的反力为 2、列剪力方程和弯矩方程
当作用在梁上的外力不连续时,通常不能角一个方程描述全梁的剪力或弯矩,必须分段研究。在该例题中,集中力P把梁分成AC和CB两段,这两段梁的剪力方程和弯矩方程分别为
AC段: CB段:
3、作剪力图和弯矩图
两段梁的剪力方程表明,两段梁的剪力图均为水平直线。画出梁的剪力图,如图(b)所示。由剪力图可见,在集中力P作用的C处,其左右两侧横截面上剪力的数
值分别为和,剪力图发生突变,其突变值等于集中力P的大小。由此可得,
在集中力作用处剪力图发生突变,其突变值等于该集中力的大小。如果b>a,则最大剪力发生在AC段梁的任一截面上,其值为
两段梁的弯矩方程表明,两段梁的弯矩图均为倾斜直线。画出梁的弯矩图,如图 (c)所示。由弯矩图可见,AC和CB两段梁的弯攀图两直线斜率不同,在C处形成向下凸的“尖角”,而剪力图在此处改变了正、负号。最大弯矩发生在集中力P作用的截面上,其值为
如果a=b,则最大弯矩的值为 常见问题题4 题型:计算题
题目:试作图(a)所示简支梁AB的剪力图和弯矩图。
【解】
1、求支座反力
由梁的静力平衡方程,可求得支座A,B两处的反力为 2、列剪力方程和弯矩方程
集中力偶Me把梁分成AC和CB两段,这两段梁的剪力方程和弯矩方程分别为 AC段: CB段:
3、作剪力图和弯矩图
在集中力偶作用处的左、右梁段上,剪力方程相同,全梁剪力图为一水平直线。画出梁的剪力图,如图(b)所示示。由剪力图可见,在集中力偶作用处,剪力图并不发生突变,即集中力偶不影响剪力图。
两段梁的弯矩方程表明,两段梁的弯矩图均为倾斜直线。画出梁的弯矩图,如图(c)所示。由弯矩图可见,在集中力偶从作用的C处,其左右两侧横截面上弯矩的
数值分别为和,弯矩图发生突变,其突变值等于集中力偶Me的大小。
由此可得,在集中力偶作用处弯矩图发生突变,其突变值等于该集中力偶的大小。如果b>a,则最大弯矩发生在集中力偶从作用处右侧横截面上,其值为 常见问题题5 题型:计算题
题目:试作图示简支梁的剪力图和弯矩图。
【解】
1、求支座反力
由梁的静力平衡方程可知,支座A,B的反力为 2、列剪力方程和弯矩方程
当梁上荷载不连续,剪力或弯矩不能用一个统一的函数式表达时,必须分段列出剪力方程和弯矩方程。通常分段是以集中力、集中力偶和分布荷载的起点与终点分界。因此,该简支梁应分为AC,CD和DB三段,分别列出剪力方程和弯矩方程。
AC段: CD段: DB段:
3、作剪力图和弯矩图
按上述剪力方程和弯矩方程,画出剪力图和弯矩图,如图(b)、(c)所示。 在画AC段弯矩图时,由于弯矩方程是二次函数,弯矩图应是一条抛物线,至少需要确定其上三个点,才可绘出该梁的弯矩图。在
处,M=0;在x=3m处,M
=33kN.m。在剪力为零处x=2.4m,该点处弯矩。
用光滑曲线连接这三个点即可得AC段的弯矩M图。如图(c)所示。