21.  求图所示在均布横向载荷作用下,纵横弯曲问题的最大挠度及弯矩。若q=20kN/m,F=200kN,l=3m,杆件为20a工字钢。试计算杆件的最大正应力及最大挠度。
   
【正确答案】解:如图所示,由梁结构和载荷的对称性,取梁的一半进行分析。
   

   根据图中所示坐标系,可得弯矩方程:
   令上式可变形为:
   其通解为:
   
   由边界条件:x=0时,
   可得:
   则挠曲线方程为:
   将挠曲线方程代入弯矩方程整理得:
   故最大挠度发生在有:
   且最大弯矩:
   查型钢表20a工字钢的截面性质:I=2370cm4,W=237cm3,A=35.578cm2
   则解得k=0.2005m-1
   故梁内最大挠度:
   
   最大弯矩值:
   最大正应力:
【答案解析】