2013年建筑考點(diǎn):結(jié)構(gòu)平衡的條件與防止結(jié)構(gòu)傾覆的技術(shù)要求
1A411000建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造
命題考點(diǎn)二 結(jié)構(gòu)平衡的條件與防止結(jié)構(gòu)傾覆的技術(shù)要求
【教材解讀】
一、力的基本性質(zhì)
1.力的三要素
力的大小、力的方向和力的作用點(diǎn)的位置稱為力的三要素。
2.約束與約束反力
工程結(jié)構(gòu)是由很多桿件組成的一個整體,其中每一個桿件的運(yùn)動都要受到相連桿件、節(jié)點(diǎn)或支座的限制,即稱為約束。約束桿件對被約束桿件的反作用力,稱約束反力。
二、平面力系的平衡條件及其應(yīng)用
1.物體的平衡狀態(tài)
物體相對于地球處于靜止?fàn)顟B(tài)和等速直線運(yùn)動狀態(tài),力學(xué)上把這兩種狀態(tài)都稱為平衡狀態(tài)。
2.平衡條件
(1)二力的平衡條件:作用于同一物體上的兩個力大小相等、方向相反、作用線相重合,這就是二力的平衡條件。
(2)平面匯交力系的平衡條件:一個物體上的作用力系,作用線都在同一平面內(nèi),且匯交于一點(diǎn),這種力系稱為平面匯交力系。平面匯交力系的平衡條件是∑X=0和∑Y=0。
(3)一般平面力系的平衡條件還要加上力矩的平衡,所以平面力系的平衡條件是∑X=0、∑Y=0和∑M=0。
3.利用平衡條件求未知力
一個物體,重量為W,通過兩條繩索AC和BC吊著,計算AC、BC拉力的步驟為:首先取隔離體,作出隔離體受力圖;然后再列平衡方程,∑X=0、∑Y=0,求未知力T1、
T2,如圖1―2、圖1―3所示.
4.靜定桁架的內(nèi)力計算
(1)桁架的計算簡圖如圖1-4所示。
首先對桁架的受力圖進(jìn)行如下假設(shè):
1)桁架的節(jié)點(diǎn)是鉸接;
2)每個桿件的軸線是直線,并通過鉸的中心;
3)荷載及支座反力都作用在節(jié)點(diǎn)上。
(2)用節(jié)點(diǎn)法計算桁架軸力:先用靜力平衡方程式求支座反力XA、YA、YB,再截取節(jié)點(diǎn)A為隔離體作為平衡對象,利用∑X=0和∑Y=0求桿1和桿2的未知力。
(3)用截面法計算桁架軸力:截面法是求桁架桿件內(nèi)力的另一種方法,如圖1-5所示。
首先,求支座反力YA、YB、XA;然后在桁架中作一截面,截斷三個桿件,出現(xiàn)三個未知力:N1、N2、N3。可利用∑X=0、∑Y=0和∑MG=0,求出N1、N2、N3。
5.用截面法計算單跨靜定梁的內(nèi)力
(1) 梁在荷載作用下的內(nèi)力:圖1-6為一簡支梁。梁受彎后,上部受壓,產(chǎn)生壓縮變形;下部受拉,產(chǎn)生拉伸變形。V為1―1截面的剪力,∑Y=0,V=YA。1 ―1截面上有一拉力N和一壓力N,形成一力偶M,此力偶稱1―1截面的彎矩。根據(jù)∑M0=0,可求得M=YA?a。梁的截面上有兩種內(nèi)力,即彎矩M和剪力 V。
(2)剪力圖和彎矩圖如圖1―7所示,找出懸臂梁上各截面的內(nèi)力變化規(guī)律,可取距A點(diǎn)為χ的任意截面進(jìn)行分析。首先取隔離體,根據(jù)∑Y=0,剪力V(χ)=P;∑M=0,彎矩M(χ)=-P?χ。不同荷載下,不同支座梁的剪力圖和彎矩圖,如圖1―8和圖1-9所示。
三、力偶、力矩的特性
(1)力矩的概念:力使物體繞某點(diǎn)轉(zhuǎn)動的效果要用力矩來度量。力矩一力×力臂,M=P?a。轉(zhuǎn)動中心稱力矩中心,力臂是力矩中心。點(diǎn)至力P的作用線的垂直距離a。力矩的單位是N?m或kN?m。
(2)力矩的平衡:物體繞某點(diǎn)沒有轉(zhuǎn)動的條件是,該點(diǎn)的順時針力矩之和等于逆時針力矩之和,即∑M=0,稱為力矩平衡方程。
(3)力矩平衡方程的應(yīng)用:利用力矩平衡方程求桿件的未知力。
(4)力偶的特性:兩個大小相等、方向相反、作用線平行的特殊力系稱為力偶。力偶矩等于力偶的一個力乘以力偶臂,即M=±P×d。力偶矩的單位是N?m或kN?m。
(5)力的平移法則:作用在物體某一點(diǎn)的力可以平移到另一點(diǎn),但必須同時附加一個力偶,使其作用效果相同。
四、防止構(gòu)件(或機(jī)械)傾覆的技術(shù)要求
防止懸挑構(gòu)件(如陽臺、雨篷、探頭板等)、擋土墻、起重機(jī)械防止傾覆的基本要求是:引起傾覆的力矩M(傾)應(yīng)小于抵抗傾覆的力矩M(抗),為了安全,可取M(抗)≥(1.2,~1.5)M(傾)。
【命題考點(diǎn)】
力的大小、力的方向和力的作用;靜止?fàn)顟B(tài)和等速直線運(yùn)動狀態(tài);大小相等,方向相反;各種力的計算;力矩的平衡條件;M(抗)≥(1.2~1.5)M(傾)。
【分析預(yù)測】
(1)根據(jù)所提供的物件受力圖材料,分析判斷其受力情況。
(2)根據(jù)場景中所提供的材料,分析物件的受力情況,判斷其是否處于平衡狀態(tài),并計算其所受力的大小。
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編輯推薦:
【考題回顧】
【2010年度考試真題】
如圖1―10所示,P1、P2分別為兩個相互垂直力的合力。關(guān)于P1、P2的關(guān)系,正確的是( )。
A.P1=P2
B.P2=3P1
C.P1 D.P2>3P1
【2009年度考試真題】 有一連續(xù)梁,受力如圖1―11所示,則下列連續(xù)梁上的彎矩示意圖中,正確的是( )。
【答案】C本題考核的是連續(xù)梁的彎矩圖。連續(xù)梁、板的受力特點(diǎn)是:跨中有正彎矩,支座有負(fù)彎矩。 【2006年度考試真題】 1.一個質(zhì)量為w的物體,通過兩根繩索AC和BC懸吊如圖1―12所示。下列四種情況下, 繩索AC拉力最大的是( )。
A.α=60。,β=30。 B.α=30。,β=30。 C.α=45。,β=45。 D.α=60。,β=60。 【答案】A本題考核的是結(jié)構(gòu)的平衡條件。由平衡條件得:TAC =TBC ,因此TAC=TBC ,將A、B、C、D四個選項(xiàng)代入式中,得出在A的條件下,繩索Ac拉力最大。
2.三角形屋架受力簡圖,如圖1-13所示,下列表述正確的是( )。 A.A支座的水平反力為0 B.B支座的豎向反力為0.5P C.上弦桿受壓,下弦桿受拉 D.若僅a與b同時增加,但b或a比值不變時,各桿軸力不變 E.AC桿的軸力為3P
【答案】AC本題考核的是桁架的受力。A支座是豎直的沒有水平作用力,所以A支座的水平反力為0。B支座的豎直反力為P。若僅a與b同時增加,但b或a比值不變時,各桿軸力相應(yīng)變化。 環(huán)球網(wǎng)校友情提示:如果您在此過程中遇到任何疑問,請登錄環(huán)球網(wǎng)校一級建造師頻道及考試論壇,隨時與廣大考生朋友們一起交流! 編輯推薦: 【典型習(xí)題】 1.工程結(jié)構(gòu)是由很多桿件組成的一個整體,其中每一個桿件的運(yùn)動都要受到相連桿件、節(jié)點(diǎn)或支座的( )。 A.約束 B.阻礙 C.限量 D.阻力 2.靜定桁架內(nèi)力計算時的假設(shè)條件有( )。 A.用截面法計算桁架的內(nèi)力 B.桁架的節(jié)點(diǎn)是鉸接 C.荷載及支座反力都作用在節(jié)點(diǎn)上 D.每個桿件的軸線是直線,并通過鉸的中心 E.用節(jié)點(diǎn)法計算桁架軸力 【答案】1.A2.BCD 環(huán)球網(wǎng)校友情提示:如果您在此過程中遇到任何疑問,請登錄環(huán)球網(wǎng)校一級建造師頻道及考試論壇,隨時與廣大考生朋友們一起交流! 編輯推薦:
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