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工程力学B第3次作业主观题

工程力学B第3次作业主观题
工程力学B第3次作业主观题

工程力学B第3次作业主观题

专业:建筑工程管理班级:建筑工程管理2014-2班(高专)

三、主观题(共24道小题)

23. 图 a所示为左端固定而右端自由的轴向受力杆件。试求Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ横截面上的轴力,并作轴力图。

24、一横截面为正方形的砖柱分上下两段,其受力情况、各段长度及横截面尺寸如图a

所示。已知F = 50 kN

,试求荷载引起的最大工作应力。

解:首先作柱的轴力图如图 b所示。

由于此柱上下两段的横截面尺寸不同,故不能应用公式(7-3)计算柱的最大工作应力,必须利用公式(7-2)求出每段柱的横截面上的正应力,然后进行比较以确定全柱的最大工作应力。

Ⅰ、Ⅱ两段柱(图 a)横截面上的正应力分别为

25.一横截面为矩形的钢制阶梯状直杆,其受力情况及各段长度如图a所示。AD段和DB段的横截面面积为BC段横截面面积的两倍。矩形截面的高度与宽度之比h / b = 1.4,材料的许用应力、= 160 MPa。试选择各段杆的横截面尺寸h和b。

解:首先作杆的轴力图如图 b所示。

此杆为变截面杆,最大工作应力不一定出现在轴力最大的AD段横截面上。由于DB段的横截面面积与AD段相同,而轴力较小,故其工作应力一定小于AD段的。于是只需分别对AD段和BC段进行计算。

对于AD段,按强度条件要求其横截面面积A I为

26、有一三角架如图所示,其斜杆由两根80×80×7等边角钢组成,横杆由两根10号槽钢组成,材料均为Q235钢,许用应力= 120 MPa。试求许用荷载[F]。

27、图a所示为一阶梯形钢杆,AB段和BC段的横截面面积为A1 = A2 = 500 mm2,CD 段的横截面面积为A3 = 200 mm2。已知钢的弹性模量E = 2.0×105 MPa。试求杆的纵向变形Δl。图中长度单位为mm。

解:此杆的轴力图如图b所示。由于各段杆的轴力和横截面面积不尽相同,故须分段利用拉压胡克定律求各段杆的纵向变形,它们的代数和才是整个杆的纵向变形Δl。

28、试作图示各杆的轴力图,并分别指出最大拉力和最大压力的值及其所在的横截面(或这类横截面所在的区段)。

解:(a) AB段:30 kN(拉),BC段:0 , CD段:- 20 kN(压);

(b) AB段:10 kN(拉),BC段:- 10 kN(压),CD段:20 kN(拉);

(c) AB段:0,BC段:10 kN(拉),CD段:15 kN(拉)

29、试求图示等直杆横截面1-1,2-2和3-3上的轴力,并作轴力图。若横截面面积

A=400mm2,试求各横截面上的应力。

30、在图示结构中,各杆的横截面面积均为A=3 000 mm2, F=100 kN。试求各杆横截面上的正应力。

解:假设各杆均被拉伸,对B 点作受力分析: 由分析可知:

31、一传动轴的计算简图如图 a 所示,作用于其上的外力偶之矩的大小分别是:MA = 2 kN·m ,MB = 3.5 kN·m ,MC = 1 kN·m ,MD = 0.5kN·m ,转向如图。试作该传动轴的扭矩图。

B

F

FBC

FAB

kN BC

N F kN AB N F 125,,75,-== C

F'BC

FCD

FAC

kN

F kN F CD N AC N 75,100,,-==由分析可知:

对C 点作受力分析:

B

A

C D

3

m

2m 4m

F

于是各杆横截面上的正应力为: MPa

mm kN A F MPa mm kN A F MPa mm kN A F MPa mm kN

A F CD N CD

AC N AC BC N BC

AB

N AB 253000753.3330001007.413000125253000752

,2,2,2,-=-=

===

=-=-=

===

=σσσσ

32、一水轮机的功率为P=7350 kW ,其竖轴是直径为d =650 mm 而长度为l =6000 m m 的等截面实心钢轴,材料的切变模量为G=0.8×105MPa 。求当水轮机以转速n =57.7r/min 匀速旋转时,轴内的最大切应力及轴的两个端面间的相对扭转角φ。

33.一实心圆截面传动轴,其直径d =40mm ,所传递的功率为30kW ,转速n =1400r/min 。该轴由45号钢制成,许用切应力= 40 MPa ,切变模量G = 8×104 MPa ,单位长度杆

的许用扭转角

= 1 /m 。试校核此轴的强度和刚度。

解:首先计算扭转力偶矩M 。

解:作用在轴上的外力偶矩为: 进而,横截面上的内力—扭矩为: 于是,横截面上的最大切应力为: 因此,两个端面间的相对扭转角为: MPa

6.22/m a x

==T W T τ

m N 10217.1m N 12176

??=?=k T rad

00523.0/==P G I Tl φ)m kN (1217602?=??? ?

?

==n P P M πω

34. 传动轴如图a所示,其转速n=300 r/min,主动轮A输入的功率P1 = 500 kW;若不计轴承摩擦所耗的功率,三个从动轮B、C、D输出的功率分别为P2 = 150 kW,P3 = 1 50 kW,P4 = 200 kW。该轴是用45号钢制成的空心圆截面杆,其内外直径之比a = 1/2。材料的许用切应力[t ]= 40 MPa,其切变模量G=8×104 MPa。单位长度杆的许用扭转角

=0.3o/m。试作轴的扭矩图,并按强度条件和刚度条件选择轴的直径。

35.

并指出最大扭矩的值及其所在的横截面(或这些横截面所在的区段)。

解:(a) T max = M e ;(b) T max = 2 M e ,在CD 段;(c) T max = –3 kN·m ,在DE 段。

36. 直径50 mm 的钢圆轴,其横截面上的扭矩T =1.5kN ·m ,试求横截面上的最大切应力。

解:

Mpa 1.61max =τ

37.图中所示的轴,作匀速转动,转速n = 200 r/min ,轴上装有五个轮子,主动轮2输入的功率为60 kW ,从动轮1、3、4、5依次输出18 kW 、12 kW 、22 kW 和8 kW 。材料为钢,其许用切应力

= 20 MPa ,切变模量G = 8×104 MPa ,单位长度杆的许用扭转角

= 0.25o/m 。试按强度条件及刚度条件选择此实心圆轴的直径。

解:按强度条件:d≥80 mm, 按刚度条件:d≥87.5 mm, 故 d 取87.5 mm 或略大

38.试求图示阶梯状直杆横截面1-1,2-2和3-3上的轴力,并作轴力图。若横截面面积

,并求各横截面上的应力。

39. 一根等直杆受力如图所示。已知杆的横截面面积A和材料的弹性模量E。试作轴力图,并求杆端点D的位移。

40. 简易起重设备的计算简图如图所示。已知斜杆AB用两根不等边角钢组成,钢的许用应力。试问在提起重量为的重物时,斜杆AB是否满足强度条件?

41.

解:

42.

43.

(1)最大切应力及两端截面间的相对扭转角;

(2)图示截面上A,B,C三点处切应力的数值及方向;

(3)C点处的切应变。

44.

(1)最大切应力;

(2)截面A相对于截面C的扭转角。

45.

46.

中南大学 专升本 《工程力学》在线作业三参考答案

(一) 单选题 1、图示圆截面悬臂粱直径增大一倍,则梁的最大正应力、 最大挠度分别降至原来的___倍。 (A) (B) (C) (D) 难度:较易分值:4、0参考答案:D学生答案:D得分:4、 2、图示由塑性材料制成的直角拐,截面 直径为d,已知材料许用应力 (A) (B) (C) (D) 难度:较易分值:4、0参考答案:D学生答案:D得分:4、 0 3、图示点的应力状态,应力的单位为MPa,其主应力、最大切应力就是___。

(A) (B) (C) (D) 难度:较易分值:4、0参考答案:A学生答案:A得分:4、 4、图示薄壁圆筒容器,其内径为D,壁厚t, 承受内压p,用第三强度理论校核筒壁强 度的相当应力就是___。 (A) (B) (C) (D) 难度:较易分值:4、0参考答案:B学生答案:B得分:4、

5、下列关于 压杆临界 应力的结 论中,___ 就是正确 的。 (A) 大柔度杆的临界应力与材料无关 (B) 中柔度杆的临界应力与杆的柔度无关 (C) 中柔度杆

的临界应力与材料无关 (D) 小 柔 度 杆 的 临 界 应 力 与 杆 的 柔 度 无 关 难度:较易分值:4、0参考答案:D学生答案:D得分:4、 6、图示桁架,AB、BC均为大柔度杆, 若,则载荷F的最大值为 ___。

(A) (B) (C) (D) 难度:较易 分值:4、0 参考答案:D 学生答案:D 得分:4、 7、 由四根相同的等边角钢组成的一组合截 面压杆,若组合截面的形状分别如图所示,则两种情况下其___ 。 (A) 稳定性不同,强度相同 (B) 稳定性相同,强度不同 (C) 稳 定性与强度都 (D) 稳定性与强度都

工程力学课后习题答案(20200124234341)

《工程力学》复习资料 1.画出(各部分)的受力图 (1)(2) (3) 2.力F作用在边长为L正立方体的对角线上。设Oxy平面与立方体的底面ABCD 相平行,两者之间的距离为h,试求力F对O点的矩的矢量表达式。

解:依题意可得: cos cos F F x sin cos F F y sin F F z 其中3 3sin 3 6cos 45 点坐标为: h l l ,,则 3 ) ()(33 33 33 3j i h l F k F j F i F F M 3.如图所示力系由 F 1,F 2,F 3,F 4和F 5组成,其作 用线分别沿六面体棱边。已知:的F 1=F 3=F 4=F 5=5kN, F 2=10 kN ,OA=OC/2=1.2m 。试求力 系的简化结果。 解:各力向O 点简化 0.0.0 .523143C O F A O F M C B F A O F M C O F C O F M Z Y X 即主矩的三个分量 kN F F Rx 55 kN F F Ry 102kN F F F F RZ 54 3 1 即主矢量为: k j i 5105合力的作用线方程 Z y X 24.多跨梁如图所示。已知:q=5kN ,L=2m 。试求A 、B 、D 处的约束力。

取CD 段0 ci M 0 212 ql l F D 解得 kN F D 5取整体来研究,0iy F 0 2D B Ay F l q F F 0ix F 0 Ax F 0 iA M 0 32l F l ql l F D B 联合以上各式,解得 kN F F Ay A 10kN F B 255.多跨梁如图所示。已知:q=5kN ,L=2m ,ψ=30°。试求A 、C 处的约束力。(5+5=10分) 取BC 段0iy F 0 cos 2C B F l q F 0ix F 0 sin C Bx F F 0 ic M 0 22l l q l F By

工程力学作业

工程力学作业 一、填空题: 1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。 2.构件抵抗的能力称为强度。 3.圆轴扭转时,横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。 4.梁上作用着均布载荷,该段梁上的弯矩图为。 5.偏心压缩为的组合变形。 6.柔索的约束反力沿离开物体。 7.构件保持的能力称为稳定性。 8.力对轴之矩在情况下为零。 9.梁的中性层与横截面的交线称为。 10.图所示点的应力状态,其最大切应力是。 11.物体在外力作用下产生两种效应分别是。 12.外力解除后可消失的变形,称为。 13.力偶对任意点之矩都。 14.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则杆中最大正应力 为。 15.梁上作用集中力处,其剪力图在该位置有。 16.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。 17.外力解除后不能消失的变形,称为。 18.平面任意力系平衡方程的三矩式,只有满足三个矩心的条件时,才能成为力系平衡的 充要条件。 19.图所示,梁最大拉应力的位置在点处。 20.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。 21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态,称为。

22.在截面突变的位置存在集中现象。 23.梁上作用集中力偶位置处,其弯矩图在该位置有。 24.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。 25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。 26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件,称为。 27.作用力与反作用力的关系是。 28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。 29.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则截面C的位移 为。 30.若一段梁上作用着均布载荷,则这段梁上的剪力图为。 二、计算题: 1.梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力。 2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示,C为截面形心。已知I z=60125000mm4,y C=157.5mm,材料许用压应力[σc]=160MPa,许用拉应力[σt]=40MPa。试求:①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。

工程力学大作业1(答案)

大作业(一) 一、填空题 1、杆件变形的基本形式有(轴向拉伸和压缩)、(剪切)、(扭转)和(弯曲) 2、材料力学所研究的问题是构件的(强度)、(刚度)和(稳定性)。 3、脆性材料的抗压能力远比抗拉能力(强)。 4、同一种材料,在弹性变形范围内,横向应变ε/和纵向应变ε之间有如下关系:(ε/= -με) 5、(弹性模量E )是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。 6、(屈服点σs )和(抗拉强度σb )是反映材料强度的两个指标 7、(伸长率δ)和(断面收缩率ψ)是反映材料塑性的指标,一般把(δ>5%)的材料称为塑性材料,把(δ<5%)的材料称为脆性材料。 8、应力集中的程度可以用(应力集中因数K )来衡量 9、(脆性材料)对应力集中十分敏感,设计时必须考虑应力集中的影响 10、挤压面是外力的作用面,与外力(垂直),挤压面为半圆弧面时,可将构件的直径截面视为(挤压面) 11、如图所示,铆接头的连接板厚度t=d ,则铆钉剪应力τ= ( 2 2d P πτ= ) ,挤压应力σbs =( td P bs 2=σ )。 P/2 P/2 二、选择题 1、构成构件的材料是可变形固体,材料力学中对可变形固体的基本假设不包括(C ) A 、均匀连续性 B 、各向同性假设 C 、平面假设 D 、小变形假设 2、下列力学性能指标中,(B )是强度指标 A 、弹性模量E B 、屈服强度s σ C 、伸长率δ D 、许用应力σ 3、下列力学性能指标中,(C )是反映塑性的指标 A 、比例极限p σ B 、抗拉强度b σ C 、断面收缩率ψ D 、安全系数n 4、下列构件中,( C )不属于轴向拉伸或轴向压缩 A 、 B 、 C 、 D 、

工程力学作业参考答案

《工程力学》作业1参考答案 说明:本次作业对应于文字教材第0—3章,应按相应教学进度完成。 一、单项选择题(每小题2分,共30分) 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其代号填在题干后面的括号内。 选、错选或多选者,该题无分。 1. 三刚片组成几何不变体系的规则是(B ) A三链杆相连,不平行也不相交于一点 B三铰两两相连,三铰不在一直线上 C三铰三链杆相连,杆不通过铰 D 一铰一链杆相连,杆不通过铰 2. 在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成( C ) A可变体系 B瞬变体系 C无多余约束的几何不变体系 D有多余约束的几何不变体系 3. 图示体系为(D )。 A瞬变体系 B常变体系 C有多余约束的几何不变体系 D无多余约束的几何不变体系 4. 下图所示平面杆件体系是何种杆件体系( A常变 B瞬变 C不变且无多余联系 D不变且有一个多余联系

5?图示桁架有几根零杆( D ) A 0 B 2

6?图1所示结构的弯矩图形状应为( A ) 7 A |C B 1 |F P A a __ a I a 予 r* ---------------- C F p a (下拉); D F p a (下拉) 4 2 &图示刚架杆端弯矩 M BA 等于(A ) A 5kN 20kN ? m 5kN 2m A Fpa (上拉); 4 B 旦a (上拉) 2 (左侧受拉) (右侧受拉) (左侧受 30kN - m 30kN - m 10kN - m 10kN - m

9?下图所示伸出梁弯矩图的正确形状为( C ) CL A|B1 * C' 一/ C1 4 1D 1 .1—9右 A m (上侧受拉) B m (下侧受拉) C m(下侧受拉) D 0 2 m h|A J C 才 」 l l a A AB部分 B BC部分 C CD部分 D DE部分 1A B C D E ■■■ t=0 ― 1 e is 13.对图(a)所示结构,按虚拟力状态图(b)将求出(D ) A截面B的转角 B截面D的转角 C BD两点间的相对移动 D BD两截面间的相对转动 12?悬臂梁两种状态的弯矩图如图所示,图乘结果是( abl 4EI abl abl 12EI C ) abl 12EI I i I i} 「1 l—— 4EI

【免费下载】工程力学第7次作业解答

桂林航天工业高等专科学校作业纸 《工程力学》第7次作业解答(杆件的变形与刚度计算) 2010-2011学年第2学期 一、填空题 1.拉压虎克定律在≤的条件下才能适用,其表达式为或 max σp σN F l l EA ??=,其中E 称为 拉压弹性模量 ,EA 称为杆件的 拉压刚度 。 E σε=2.扭转绝对变形的大小是用两个截面间绕轴线的相对旋转角度来度量的,称为 扭转角,单位是 弧度或度 。3.梁发生平面弯曲后,它的轴线为一条连续光滑的平面曲线,此曲线称为梁的 挠曲线,梁的挠曲线近似微分方程的表达式是。 ()()EIw x M x ''=4.挠度是指梁上任一截面形心沿 垂直于轴线方向的位移;转角是指该横截面相对于原来位置绕自身中性轴转过的角度,挠度与转角之间的关系为:。 ()w x θ'=5.提高梁强度和刚度的主要措施有: 合理安排梁的支承、合理地布置载荷、选择梁的合理截面 。 二、选择题1.以下关于图示AC 杆的结论中,正确的是( B )。A .BC 段有变形,没有位移;B .BC 段没有变形,有位移;C .BC 段没有变形,没有位移;D .BC 段有变形,有位移。2.长度相同、横截面积相同、材料和所受转矩均相同的两根轴,一根为实心轴,一根为空心轴,和分别表示实心轴和空心轴的扭转角,则( B )。实?空?A .=;B .>;C .<;D .与无法比较。实?空?实?空?实?空?实?空?三、问答题1、梁的变形与对应截面的弯矩有直接联系吗?弯矩最大的地方挠度也最大,弯矩为零的地方挠度也为零,这种说法对吗?【答】:梁的变形与对应截面的弯矩没有直接联系。例如简支梁在均布载荷作用下,跨中截面的弯矩达到最大值,挠度也在跨中达到最大值;而悬臂梁受均布载荷作用时,自由端弯矩为零(最小),而此处挠度和转角都最大;在固定端,弯矩达到最大,而此处的挠度和转角都为零。所以梁的变形与对应截面的弯矩值没有直接联系。2、提高梁的弯曲强度和刚度各有哪些主要措施?【答】:根据弯曲正应力的强度公式,减少梁的工作应力的办法,主要是降低最大弯矩值和增大弯曲截面系数。因此提高梁弯曲强度的主要措施有:max M z W ②合理安排梁的支座与载荷(目的是减小最大弯矩);②采用合理的截面形状(目的是在用料相同的情况下,尽量增大弯曲截面系数); ③采用等强度梁(目的是节省和充分利用材料)。 提高梁弯曲刚度,就是要尽量减小梁的最大挠度和最大转角,主要措施有:max w max θ①缩小梁的跨度或增加支座(目的是减小最大挠度和最大转角、加强约束);②选择合理的截面形状(目的是在用料相同的情况下,尽量增大截面的惯性矩); ③改善载荷的作用情况(目的是在同等受载的情况下,尽量减小最大挠度和最大转角)。 四、计算题 1.如图所示变截面直杆。已知:A 1=8cm 2,A 2=4cm 2,E =200GPa ,求杆的总伸长。 l ?解答:(1)作轴力图。 根据截面法求得A2、A1段的轴力分别为 测处并且线等情后根据规范与规程规定,制卷主要

工程力学作业3答案

《工程力学》作业(第2章平面问题的受力分析) 班级学号姓名成绩 习题2-10 图示平面任意力系中F1=402N,F2=80N,F3=40 N,F4 = 110 N,M= 2000N mm,各力作用位置如图所示。求:(1)力系向点O简化的结果;(2)力系的合力的大小、方向及合力作用线方程。(说明:在本课程中,按机械制图尺寸标注法规定,尺寸单位为mm 时,不标注其单位mm。) 习题2-11 如图所示,当飞机作稳定航行时,所有作用在它上面的力必须相互平衡。已知飞机的重量为P=30 kN,螺旋桨的牵引力F=4 kN。飞机的尺寸:a=0.2 m,b=0.1 m,c=0.05 m,l=5 m。求阻力F x、机翼升力F y1和尾部的升力F y2。

习题2-12 如图所示,飞机机翼上安装一台发动机,作用在机翼OA上的气动力按梯形分布:q1=60 kN/m,q2=40 kN/m,机翼重P1=45 kN,发动机重P2=20 kN,发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18 kN m。求机翼处于平衡状态时,机翼根部固定端O所受的力。 习题2-13 如图所示,行动式起重机不计平衡锤的重量为P=500 kN,其重心在离右轨1.5 m 处。起重机的起重量为P1=250 kN,突臂伸出离右轨10 m。跑车本身重量略去不计,欲使跑车满载或空载时起重机均不致翻倒,求平衡锤的最小重量P2以及平衡锤到左轨的最大距离x。 解起重机受力分析如图b所示

习题2-14 如图所示,如图所示,组合梁由AC和DC两段铰接构成,起重机放在梁上。已知起重机重P1=50 kN,重心在铅直线EC上,起重载荷P2=10 kN。如不计梁重,求支座A,B和D三处的约束力。 习题2-15 图示传动机构,已知带轮Ⅰ,Ⅱ的半径各为r1,r2,鼓轮半径为r,物体A重为P,两轮的重心均位于转轴上。求匀速提升A物时在I轮上所需施加的力偶矩M的大小。

工程力学课后习题答案

第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中,未画出重力的各物体的自重不计,所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体(不包括销钉与支座)的受力图。 解:如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体(不包括销钉与支座)以及物体系统整体受力图。 解:如图 F B B (b)

(c) C (d) C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i)

(j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成,如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解:如图 ' D 1.4题1.4图示齿轮传动系统,O1为主动轮,旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解: 1 o x F 2o x F 2o y F o y F F F' 1.5结构如题1.5图所示,试画出各个部分的受力图。

解: 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1=2kN ,F 2=3kN ,F 3=lkN , F 4=2.5kN ,方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 00 1 42 3c o s 30c o s 45c o s 60 c o s 45 1.29 Rx F X F F F F KN = =+- -=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用,已知F 1=1kN ,F 2=2kN ,F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解:2.2图示可简化为如右图所示 23cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 0(,)tan 6.2Ry R Rx F F X arc F ∠==- 2.3 力系如题2.3图所示。已知:F 1=100N ,F 2=50N ,F 3=50N ,求力系的合力。 解:2.3图示可简化为如右图所示 080 arctan 5360 BAC θ∠=== 32cos 80Rx F X F F KN θ==-=∑ 12sin 140Ry F Y F F KN θ==+=∑ 161.25R F KN == ( ,)tan 60.25Ry R Rx F F X arc F ∠= = 2.4 球重为W =100N ,悬挂于绳上,并与光滑墙相接触,如题2.4 图所示。已知30α=,

《工程力学》第4次作业解答(杆件的内力计算与内力图).

《工程力学》第4次作业解答(杆件的内力计算与内力图) 2008-2009学年第二学期 一、填空题 1.作用于直杆上的外力(合力)作用线与杆件的轴线重合时,杆只产生沿轴线方向的伸长或缩短变形,这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。 2.轴力的大小等于截面截面一侧所有轴向外力的代数和;轴力得正值时,轴力的方向与截面外法线方向相同,杆件受拉伸。 3.杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时,杆件任意两相邻横截面产生绕杆轴相对转动,这种变形称为扭转。 4.若传动轴所传递的功率为P 千瓦,转速为n 转/分,则外力偶矩的计算公式为9549P M n =?。 5.截面上的扭矩等于该截面一侧(左或右)轴上所有外力偶矩的代数和;扭矩的正负,按右手螺旋法则确定。 6.剪力S F 、弯矩M 与载荷集度q 三者之间的微分关系是()()S dM x F x dx =、()()S dF x q x dx =±。 7.梁上没有均布荷载作用的部分,剪力图为水平直线,弯矩图为斜直线。 8.梁上有均布荷载作用的部分,剪力图为斜直线,弯矩图为抛物线。 9.在集中力作用处,剪力图上有突变,弯矩图上在此处出现转折。 10.梁上集中力偶作用处,剪力图无变化,弯矩图上有突变。 二、问答题 1.什么是弹性变形?什么是塑性变形? 解答: 在外力作用下,构件发生变形,当卸除外力后,构件能够恢复原来的大小和形状,则这种变形称为弹性变形。 如果外力卸除后不能恢复原来的形状和大小,则这种变形称为塑性变形。 2.如图所示,有一直杆,其两端在力F 作用下处于平衡,如果对该杆应用静力学中“力的可传性原理”,可得另外两种受力情况,如图(b )、(c )所示。试问: (1)对于图示的三种受力情况,直杆的变形是否相同? (2)力的可传性原理是否适用于变形体? 解答: (1)图示的三种情况,杆件的变形不相同。图(a )的杆件整体伸长变形,图(b )的杆件只有局部伸长变形,图(c )的杆件是缩短变形。 (2)力的可传性原理,对于变形体不适用。因为刚体只考虑力的外效应,力在刚体上沿其作用线移动,刚体的运动状态不发生改变,所以作用效应不变;力在变形体沿其作用线移动后,内部变形效果发生了改变,与力在原来的作用位置对变形体产生的效果不同。 3.如上图所示,试判断图中杆件哪些属于轴向拉伸或轴向压缩。 解答:(a )图属于轴向拉伸变形;(b )图属于轴向压缩变形。 (c )、(d )两图不属于轴向拉伸或压缩变形。 4.材料力学中杆件内力符号的规定与静力平衡计算中力的符号有何不同? 【解答】 问答题2图 问答题3图

工程力学作业(3答案)-推荐下载

《工程力学》作业(第2章 平面问题的受力分析) 班级学号 姓名 成绩 习题2-10 图示平面任意力系中F 1=N ,F 2=80N ,F 3=40 N ,F 4 = 110 N ,M = 2000N mm ,各力作用位置如图所示。求:(1)力系向点O 简化的结果;(2)力系的合力的大 小、方向及合力作用线方程。 (说明:在本课程中,按机械制图尺寸标注法规定,尺寸单 位为mm 时,不标注其单位mm 。) 习题2-11 如图所示,当飞机作稳定航行时,所有作用在它上面的力必须相互平衡。已知 飞机的重量为P =30 kN ,螺旋桨的牵引力F =4 kN 。飞机的尺寸:a =0.2 m ,b =0.1 m ,c =0.05 m ,l =5 m 。求阻力F x 、机翼升力F y 1和尾部的升力F y 2 。

习题2-12 如图所示,飞机机翼上安装一台发动机,作用在机翼OA 上的气动力按梯形分 布:q 1=60 kN/m ,q 2=40 kN/m ,机翼重P 1=45 kN ,发动机重P 2=20 kN ,发动机螺旋桨的反 作用力偶矩M =18 kN m 。求机翼处于平衡状态时,机翼根部固定端O 所受的力。 习题2-13 如图所示,行动式起重机不计平衡锤的重量为P =500 kN ,其重心在离右轨1.5 m 处。起重机的起重量为P 1=250 kN ,突臂伸出离右轨10 m 。跑车本身重量略去不计,欲 使跑车满载或空载时起重机均不致翻倒,求平衡锤的最小重量P 2以及平衡锤到左轨的最大 距离x 。 解 起重机受力分析如图b 所示

习题2-14 如图所示,如图所示,组合梁由AC 和DC 两段铰接构成,起重机放在梁上。 已知起重机重P 1=50 kN ,重心在铅直线EC 上,起重载荷P 2=10 kN 。如不计梁重,求支座 A , B 和D 三处的约束力。 习题2-15 图示传动机构,已知带轮Ⅰ,Ⅱ的半径各为r 1,r 2,鼓轮半径为r ,物体A 重 为P ,两轮的重心均位于转轴上。求匀速提升A 物时在I 轮上所需施加的力偶矩M 的大小。

工程力学(二)习题及参考答案1

工程力学(二)习题及参考答案1 单项选择题 1.静定结构产生内力的原因有: A、荷载作用 B、支座位移 C、温度变化 D、制造误差 答案:A 2.机动法作静定梁影响线应用的原理为: A、变形体虚功原理 B、互等定理 C、刚体虚功原理 D、叠加原理 答案:C 3.影响线的横坐标是: A、固定荷载的位置 B、移动荷载的位置 C、截面的位置 D、单位移动荷载的位置 答案:D 4.确定下面图式结构的超静定次数: A、2 B、3 C、4 D、5 答案:C

A、2 B、3 C、4 D、5 答案:B 6.确定下面图式结构的超静定次数: A、20 B、21 C、22 D、23 答案:B 7.确定下面图式结构的超静定次数: A、2 B、3 C、6 D、5 答案:C

A、2 B、3 C、4 D、5 答案:B 9.确定下面图式结构的超静定次数: A、2 B、3 C、4 D、5 答案:C 10.确定下面图式结构的超静定次数: A、2

B、3 C、4 D、5 答案:C 11.如图所示结构,取一半结构进行计算时取: 答案:D 12.如图示a,b的两个钢架有如下关系: A、内力相同,变形相同 B、内力相同,变形不同 C、内力不同,变形相同 D、内力不同,变形不同 答案:B 13.有关力法求解超静定结构的问题,下列说法正确的是: A、力法基本体系可以是瞬变体系 B、静定结构可以用力法进行求解 C、超静定结构可以作为力法的基本体系 D、结构的超静定结构次数不一定等于多余联系个数

答案:C 14.超静定结构在载荷作用下的内力和位移计算中,各杆的刚度应为: A、均用相对值 B、均必须用绝对值 C、内力计算用绝对值,内力计算用绝对值,位移计算用相对值 D、内力计算可用相对值,位移计算须用绝对值 答案:D 15.考虑阻尼比不考虑阻尼时结构的自振频率: A、大 B、小 C、相同 D、不一定,取决于阻尼性质 答案:B 16.单自由度体系自由振动的振幅取决于: A、初位移 B、初速度 C、初位移,初速度与质量 D、初位移,初速度与结构自振频率 答案:D 17.图示体系的自振频率为ω=√3EI/(ml^3),其稳态最大动力弯矩幅值为: A、3pl B、4.5pl C、8.54pl

工程力学-课后习题答案

工程力学-课后习题答案

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力 的单位为kN ,力偶矩的单位为kN m ,长度 单位为m ,分布载荷集度为kN/m 。(提示: 计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0 00.7 2 ( A B C 1 2 q ( M= 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 2 0.8 M = q =(

解: (b):(1) 整体受力分析,画出受力图(平面任意 力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c):(1) 研究AB 杆,受力分析,画出受力图(平 面任意力系); A B C 1 2 q M= 30o F F A F A y x d 2?x A B C D 0.8 0.8 0.4 00 0.7 2 F F A F A y

(2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 2 0()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin 300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e):(1) 研究C ABD 杆,受力分析,画出受力图 (平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.8 20.8 M = q =F F A F A y x 20 x d

《土木工程力学(本)》作业1参考答案

《土木工程力学(本)》作业1参考答案 说明:本次作业对应于平面体系的几何组成分析和静定结构的受力分析,应按相应教学进度完成。 一、选择题(每小题2分,共20分) 1.三刚片组成几何不变体系的规则是(B) A 三链杆相联,不平行也不相交于一点 B 三铰两两相联,三铰不在一直线上 C 三铰三链杆相联,杆不通过铰 D 一铰一链杆相联,杆不过铰 2.在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成(C ) A 可变体系 B 瞬变体系 C 无多余约束的几何不变体系 D 有多余约束的几何不变体系 3.瞬变体系在一般荷载作用下,( D ) A产生很小的内力B不产生内力 C产生很大的内力D不存在静力解答 4.已知某体系的计算自由度W=-3,则体系的(B ) A自由度为3 B自由度等于0 C 多余约束数等于3 D 多余约束数大于等于3 5.不能作为建筑结构使用的是(D ) A无多余约束的几何不变体系B有多余约束的几何不变体系 C 几何不变体系D几何可变体系 6.图示桁架有几根零杆(D )

9 A 折线 B 圆弧 C 双曲线 D 抛物线 二、判断题(每小题2分,共20分) 1.多余约束是体系中不需要的约束。(x) 2.如果体系的计算自由度大于零,那么体系一定是几何可变体系。(x ) 3.两根链杆的约束作用相当于一个单铰。(o) 4.一个体系是有n个自由度的几何可变体系,那么加入n个约束后就成为无多余约束的几何不变体系。(x ) 题2-7图

题2-10图 A =20 KN B -4×10×2-20×3=0 V B =46.67KN A -4×10×1+20×3=0 V A =-6.67KN ΣY=46.67-6.67-10×4=0 2. 5kN D

工程力学第6次作业解答

《工程力学》第6次作业解答(杆件的应力与强度计算) 2010-2011学年第2学期 一、填空题 1.杆件轴向拉压可以作出平面假设:变形前为平面的横截面,变形后仍保持为平面,由此可知,横截面上的内力是均匀分布的。 2.低碳钢拉伸可以分成:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。 3.如果安全系数取得过大,许用应力就偏小;需用的材料就偏多而造成浪费;反之,安全系数取得太小,构件的强度就可能不够。 4.延伸率和面积收缩率是衡量材料塑性性能的两个重要指标。工程上通常把延伸率δ≥5%的材料称为塑性材料,延伸率δ<5%的材料称为脆性材料。 5.在国际单位制中,应力的单位是帕,1帕=1牛/米2,工程上常以Pa 、MPa 、 GPa 为应力的单位。 6.轴向拉伸和压缩强度条件的表达式是:][max σσ≤=A F N ,用该强度条件可解决的三类强度问题是:校核强度、设计截面、确定许用载荷。 7.二根不同材料的等直杆,承受相同轴力,且它们的截面面积及长度都相等,则: (1)二根杆横截面上的应力相同;(2)二根杆的强度不同; (3)二根杆的绝对变形不相同。(填相同或不相同) 8.在承受剪切的构件中,相对错动发生的截面,称为剪切面;构件在受剪切时,伴随着发生挤压作用。 9.构件在剪切变形时的受力特点是作用在构件上的外力垂直于轴线,两侧外力大小相等,方向相反,作用线平行但相距很近;变形特点是两个反向外力之间的截面发生相对错动。剪切变形常发生在联接零件上,如螺栓、键、销钉等。 10.剪切面在两相邻外力作用线之间,与外力作用线平行。 11.圆轴扭转时,横截面上的切应力与半径垂直,在同一半径的圆周上各点的切应力大小相等,同一半径上各点的切应力按线性规律分布,轴线上的切应力为零,外圆周上各点切应力最大。 12.圆轴扭转时的平面假设指出:扭转变形后,横截面本身的形状、大小不变,相邻截面间的距离保持不变,各截面在变形前后都保持为平面,只是绕轴线转过一个角度,因此推出:横截面上只存在切应力,而不存在正应力。 13.梁在弯曲变形时,梁内梁在弯曲变形时,梁内有一层纵向纤维长度保持不变,叫做中性层,它与横截面的交线称为中性轴。 14.一般情况下,直梁平面弯曲时,对于整个梁来说中性层上的正应力为零;对于梁的任意截面来说中性轴上的正应力为零。 二、选择题 1.以下关于图示AC 杆的结论中,正确的是(B )。 A .BC 段有变形,没有位移; B .B C 段没有变形,有位移; C .BC 段没有变形,没有位移; D .BC 段有变形,有位移。 2.经过抛光的低碳钢试件,在拉伸过程中表面会出现滑移线的阶段是(B ) A .弹性阶段; B .屈服阶段; C .强化阶段; D .颈缩阶段。 3.两个拉杆轴力相等、截面积相等但截面形状不同,杆件材料不同,则以下结论正确的是(C )。

《土木工程力学(本)》作业3参考答案1

《土木工程力学(本)》作业3参考答案 说明:本次作业对应于位移法和力矩分配法,应按相应教学进度完成。 一、选择题(每小题2分,共10分) 1.位移法典型方程实质上是(A ) A 平衡方程 B 位移条件 C 物理关系 D 位移互等定理 2.位移法典型方程中的系数ij k 代表1=?j 在基本结构上产生的(C ) A i ? B j ? C 第i 个附加约束中的约束反力 D 第j 个附加约束中的约束反力

三、用位移法计算图示连续梁,并绘出弯矩图。各杆EI 相同且为常数。(10分) 解: 1、选取基本结构(只有一个结点角位移) 2、确定基本结构、基本未知量Δ1 建立位移法方程 01111=+?P F k 3、绘1M 图和P M 图,利用结点力矩平衡条件 4、求系数和自由项 设12=EI 也可用EI 直接代入 3 ==EI i AB 2==EI i BC 1421211=+=K 5. 代入方程求Δ1 21 2014340 1111-=-=-=?k P F 6、求杆端弯矩 4m 6m k 11 M 1图 4m 6m F 1p M p 图 M 图

四、用位移法计算图示刚架,并绘制弯矩图 解:1.取基本结构, 确定基本未知量 2.列位移法方程 3.绘出 图 4.计算系数和自由项.令 5.代入方程求未知量 4k 22 k 2 M i 8P 1M 2M P M 4 EI l EI i ==02222121212111=+?+???+??p F k k k k kN ql F P 4012 430122 21=?==0 1 =∑M i i i i k 2048811=++=i k k 42112= =i i i k 124822=+=40 1=P F kN F P 302-=i 68.21- =?i 4.32= ?10.72 30 16.4 13.6 7.84 18.56 50.72

工程力学_课后习题答案

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN ,力偶矩的单位为kN ?m ,长度 单位为m ,分布载荷集度为kN/m 。(提示:计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 解: (b):(1) 整体受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 (b) A B C 1 2 q =2 (c) M=3 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 (e) A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F Ax F A y y x

0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c):(1) 研究AB 杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 2 ()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e):(1) 研究C ABD 杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0x Ax F F ==∑ 0.80 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接,它的支承和受力如题4-16图所示。已知 均布载荷集度q =10 kN/m ,力偶M =40 kN ?m ,a =2 m ,不计梁重,试求支座A 、B 、D A B C 1 2 q =2 M=3 30o F B F Ax F A y y x dx 2?dx x A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 F B F Ax F A y y x 20?dx x dx A B C D M q

《土木工程力学》第五次作业

土木工程力学作业05任务 一、单项选择题(共10 道试题,共30 分。) 1.影响线的横坐标是(B)A. 截面的位置B. 单位移动荷载的位置C. 固定荷载的位置D. 移动荷载的位置 2.绘制影响线采用的是( D ) A. 实际荷载B. 移动荷载C. 单位荷载D. 单位移动荷载 3.静定结构的影响线的形状特征是(A) A. 直线段组成B. 曲线段组成C. 直线曲线混合D. 变形体虚位移图 4 机动法作静定梁影响线的理论依据是( B )A. 虚力原理 B. 虚位移原理 C. 位移互等定理 D. 叠加 原理 5 机动法作静定梁影响线应用的原理为(C)A. 变形体虚功原理B. 互等定理C. 刚体虚功原理D. 叠加原理 6 机动法作静定梁影响线的假设有( A )A 杆件为刚性杆B 杆件为弹性杆C 杆件为塑性杆D. 杆件为弹塑性 杆 7 由主从结构的受力特点可知:附属部分的内力(反力)影响线在基本部分上( A ) A. 全为零 B. 全为正 C. 全为负 D. 可正可负 8 图示梁截面C剪力影响线在C右侧邻近的竖标值为( C ) A. 0 B. 0.5 C. 1 D. -1 9 图示简支梁在移动荷载作用下,K截面的最大弯矩是( A ) A. B. C. D. 10 图示静定梁在移动荷载作用下,的最大值(绝对值)是( C ) A. B. C. D. 11 图示梁的某量值的影响线,其中竖坐标表示P=1作用在( D )

A. K点产生的值 B. K点产生的值 C. D点产生的值 D. D点产生的值 12 对于图示影响线竖坐标含义的论述正确的是( B ) A. 为P=1在C点时产生的 B. 为P=1在C左时产生的 C. 为P=1在C点时产生的 D. 为P=1在C左点时产生的 13. P=1在梁ABC上移动,图示影响线是何量值的影响线(B) A. B. C. D. 14.图示伸臂梁的影响线为哪个量值的影响线?( B ) A. Q A B. C. D.

《工程力学》作业2参考答案

《工程力学》作业2参考答案 说明:本次作业对应于文字教材第4章,应按相应教学进度完成。 一、单项选择题(每小题2分,共30分) 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者,该题无分。 1.力法计算的基本未知量为(D) A杆端弯矩 B结点角位移 C结点线位移 D多余未知力 2.超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度(B) A无关 B相对值有关 C绝对值有关 3 移 5.在力法方程的系数和自由项中( B )

B相对值有关 C绝对值有关 D相对值绝对值都有关 8.力法典型方程中的自由项 iP ?是基本体系在荷载作用下产生的( C ) C结点数D杆件数 11.力法的基本体系是( D ) A一组单跨度超静定梁B瞬变体系 C可变体系D几何不变体系 12.撤去一单铰相当于去掉了多少个约束( C ) A1个B3个C2个D4个 4次 ) j X方向的位移1.超静定次数一般不等于多余约束的个数。(╳)

) ) ╳ ) ) ) 8.对称结构在对称荷载作用下内力中 弯矩、轴力是对称的, 剪力是反对称的 。 9.力法的基本体系是无多余约束的几何不变体系 。 10.力法的基本方程使用的是 位移协调条件;该方法只适用于解 超静定 结构。 四、计算题 (共40分) 1.对下面图a所示的超静定结构,选图b所示的力法基本体系,要求 (1)列出力法典型方程; (2)画1M ,2M ,P M 图; (3)求出各系数及自由项。(10分)

2 (3)求出各系数及自由项。(10分) EI l 3211=δ EI l 322=δ EI l 62112-==δδ EI ql F 2431-=? F 02=?F 2.用力法计算图示刚架(求出系数及自由项列出方程即可)(10分)

工程力学作业2参考答案

《工程力学》作业2参考答案 说明:本次作业对应于文字教材第4章,应按相应教学进度完成。 一、单项选择题(每小题2分,共30分) 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者,该题无分。 1.力法计算的基本未知量为( D ) A杆端弯矩 B结点角位移 C结点线位移 D多余未知力 2.超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度( B ) A无关 B相对值有关 C绝对值有关 3 4 5.在力法方程的系数和自由项中( B )

D相对值绝对值都有关 8.力法典型方程中的自由项 iP ?是基本体系在荷载作用下产生的( C ) C结点数D杆件数 11.力法的基本体系是( D ) A一组单跨度超静定梁B瞬变体系 C可变体系D几何不变体系 12.撤去一单铰相当于去掉了多少个约束( C ) A 1个 B 3个 C 2个 D 4个 ) 1.超静定次数一般不等于多余约束的个数。(╳) 2.力法计算的基本体系不能是可变体系。(√) 3.同一结构选不同的力法基本体系,所得到的力法方程代表的位移条件相同。(╳)

)╳) )) 8.对称结构在对称荷载作用下内力中 弯矩、轴力是对称的,剪力是反对称的。 9.力法的基本体系是无多余约束的几何不变体系。 10.力法的基本方程使用的是位移协调条件;该方法只适用于解超静定结构。 四、计算题(共40分) 1.对下面图a所示的超静定结构,选图b所示的力法基本体系,要求 (1)列出力法典型方程; M M M

解:(1)列出力法典型方程: 22221211212111=?++=?++P P x x x x δδδδ (2)1M ,2M ,P M 图如下; (3)求出各系数及自由项。(10分) EI l 3211=δ EI l 322=δ EI l 62112-==δδ EI ql F 243 1-=? 02=?F 2.用力法计算图示刚架(求出系数及自由项列出方程即可)(10分) 1 1 x 2 基本体系 1M 图 x 2=1 2M 图 1 解:(1)图示刚架为两次超静定结构,选力法基本体系如图,

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