结构推理
如下图所示的多跨静定梁,已知F = 20kN,q = 4kN/m,a = 2m。求解它的支座反力。
【正确答案】解:先将整体的受力分析图画出,
其中铰A,C,E三个铰分别有竖向的支座反力VA,VC,VE,他们的方向假定如图所示。先从梁的整体考虑,可列平衡方程:
ΣFy = 0
VA+VC+ VE - 20 - 4 × 2 = 0
ΣMA(F) = 0
- 20 × 2+ VC × 4 - 4 × 2 × 7+VE × 8 = 0
可以看出,由于X方向没有外力作用而不考虑X方向的支座反力,系统只能列出2个平衡方程,无法解出3个未知数,所以要补充一个方程。为此可以取部分脱离体DE段(图3.6b),由于它由铰C与AD段连接,因此D端应有两个约束反力HD和VD。因为整体结构平衡,所以DE在图示的力系作用下是平衡的,也满足平衡方程。但我们无须求解HD和VD,因此只对D点列力矩方程即可求出VE:
ΣMD(F) = 0
- 4 × 2 × 1+VE × 2 = 0
则 VE = 4kN(↑)
将VE = 4kN带入整体方程即可求出其余的支座反力:
VA = 8kN(↑)
VC = 16kN(↑)
校核:取任一点,如B点,检查各力对该点之矩代数和是否为零。
ΣMB(F) = - VA × 2+VC × 2 - 4 × 2 × 5+VE × 6
= - 8 × 2+16 × 2 - 4 × 2 × 5+4 × 6
= 0
说明所求支座反力正确。
【答案解析】