建筑立面如所示,在所给荷载作用下,基底倾覆力矩为待求解。
选项A:270kN·m/m(逆时针)
选项B:270kN·m/m(顺时针)
选项C:210kN·m/m(逆时针)
选项D:210kN·m/m(顺时针)
倾覆力矩,简单来说就是上部的力对下端产生的力矩效果。计算力矩时,关键在于力的数值和力臂的长度。
分布荷载是结构力学中的关键概念,它在结构分析中常常出现。图中所示的由多个箭头组成的图形即代表分布荷载。在结构力学考试中,分布荷载是一个常见的话题。
分布荷载通常存在于二维平面中,其形式主要有矩形和三角形两种。
对于矩形分布荷载,我们称之为均布荷载,其力的大小是均匀分布的。而三角形的分布荷载,其力的大小则呈现出线性分布的特点。这两种分布荷载的面积代表了它们的合力大小。
回到题目中,我们面对的是面荷载,其单位为㎡。尽管题目没有给出具体的厚度,我们可以将其简化为线荷载进行处理。合力的大小为0.2乘以60再除以2,结果为6kN/m。力臂(即形心距离下端的距离)为40m加上5m,总计45m。倾覆力矩的计算结果为6乘以45,即270kN·m/m。由于合力的方向向左,所以对底部产生的力矩为逆时针方向。
正确答案为A选项。
接下来,让我们再看几道与分布荷载和力矩相关的题目。
题目:请计算图示悬臂梁的支座弯矩。
选项A:15kN·m
选项B:22.5kN·m
支座弯矩可以看作是力矩的计算。首先求出荷载的合力大小,即15乘以3再除以2,结果为22.5kN。合力作用点距离左侧的距离为3乘以1/3,即1m。将这两者相乘即可得到答案。
答案为B选项。
题目:求如下图所示的悬臂梁的固端弯矩MA的值。
选项A:50.0kN·m
选项B:56.25kN·m
这道题比上一道多了个集中荷载P。对于集中荷载,直接用它的力大小乘以距离即可得到力矩。再加上分布荷载产生的力矩,即可求得固端弯矩。
集中荷载对固定端的力矩为20乘以2.5等于50。分布荷载产生的力矩为10乘以2.5乘以1.25等于31.25。两者相加得到固端弯矩为81.25kN·m。
答案为D选项。
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