【007零杆】轻松搞定一级注册建筑师考试建筑结构
【题目】
今天的题目是关于零杆的判断,平级的概念还有拉杆和压杆,故名思意,就是杆受到拉力,还是压力,还是什么都不受。
上篇文章,好像有道题的解读有点问题,目前还没来得及仔细研究,所以现在先暂时删除了,容我再思考一番,免得误导大家。
【概念解析】
这类零杆的题,首先从题目上看,一般都是让判定数量,选项里一般是些数字,从0到N不等,题目难度不大。当然也有让判定杆件是受拉或受压的。
题目中给定的简图,一般代表的都是完全铰的桁架体系,静定体系的一种。这种体系的手里特点就是,理想状态下,每个杆件仅有三种存在变形状态:
被压收缩、被拉伸长、没有变化
之前文章里说过,形变导致应力产生,它们分别就对应的就是受拉、受压和零杆。
判定拉还是压,凭感觉应该就行,有些题目偶尔还会涉及到定量判断,可以考虑用截面法或者节点平衡来搞定,不过定量题目目前好像很少了。
判断零杆的话,就不用这些乱七八糟烧脑的方法,只要记住一个就行:
两线串通,第三者归零。
不管是杆件也好,还是有外力也罢,只要是三条线交汇在一个铰点,那么除去共线的两个元素之外的第三者,就可以百分之百确定为零杆。其余的两条是不是,要看情况,有可能都受拉,有可能都受压,也有可能都是零。
原理呢,其实还是使用了节点平衡法,以铰点作为参照物,如果不共线的杆件不是零杆,则会产生了一个不同方向的分力,没有元素跟他平衡。
可以分解,如果这个杆件内部有力,可以分成XY两个方向,X方向好说,因为其他两根杆件都可以产生这个方向上的力,但是Y方向就是无敌般的存在,除非有外力直接作用在铰点。
写到这里,突然明白了一个词,好多畅销书都有提及:
多维度竞争力
我们都知道现实世界是一个三维空间和一维时间构成的四维时空,三维就是长宽高XYZ,建筑学里的三维就是线面体。
那两个共线的杆件,甭管他多嚣张,拉力压力如何大,其实都是在单一维度上的竞争和比拼。如果说谁偷偷的加上另外一个方向上力,也就是把自己的竞争力从之前的单一维度升级到了两个维度,从线上升到了面,那它是不是就有了无可匹敌的优势,起码它在这个多余的维度上,没有人与之抗衡。
比如,你和你的同事都是领导眼里的红人,方案水平不相上下,如果你能再多具有一个维度的竞争力,比如汇报能力出色,跟甲方关系融洽,或者哪怕是形象更好,那么综合来看,你是不是更具竞争力一些,未来选个项目负责人啥的,是不是更加的近水楼台先得月。
看来,除了画图之外,其他方面的能力也很重要,做汇报啦,吹牛啦,拍马屁啦等等。细思极恐,不过也总算找到了我职级爬不上去的原因,原来之前我认为不重要,甚至不屑的的能力,别人不仅具备,而且还很优秀。
单一维度对多维度,简直碾压,人家一出手绝对是暴击伤害。
你可能还是认为,这些东西还是没用,我不想往上爬,不想当领导,只想做个安安静静画图美女子。可是就像结构体系中的零杆一样,虽然他是零杆,但是并不代表可有可无。
很多人包括我刚开始复习结构知识题的时候,都会认为静定体系里的零杆就是没有用的杆,可以去掉。
可是如果真的去掉的话,根据咱们之前讲过的内容,你可以重新来判定一下整个体系会是一个什么样的结构体系。
答案估计应该是可变体系。估计不用估计,应该是肯定。
原来是静定结构,没有一个多余,现在去了一个杆件,可不就是可变了嘛。可以无视零杆的存在,但是不能把他去掉。
【题目解析】
说了半天, 还是看题吧,直接画图。
首先,我们就找三个杆件交于一点的铰点,A和E,是不是满足两杆共线,那么,另外一个必然就是零杆。
其次,看B点,由于刚才咱么判定出来一个零杆,那么这个点其实也可以看成是三个杆件交汇,不共线的就是零杆。然后,根据这个方法就可以判定出来其他的零杆。
最后的结果当然就是5根,并且答案里给定的选项最多就是5,选D。
这里可以随便拿其他点来验证一下,比如说跟B对称的点或者说Z点。
跟B对称的点简单,那根斜杆必然不为零,因为P在垂直于共线杆的方向上有力,只能这个斜杆去平衡。Z点话,两个水平杆应该会受拉力,垂直方向那个应该是压力,斜杆得平衡竖向的那个杆,应该会是拉杆?
说实话,我也迷糊,但是他们肯定不会是零杆,因为如果是,竖杆和斜杆都会是零,这样答案就是7,选项里没有。当然,这还说不通,万一出题老师把题库改了呢,选项分别是5、7、9、11呢。
每次只能选出最少数量的选项,我的心里都很虚,直觉告诉自己估计是错了。但好像这有题目就给你玩这种心理战,看来结构出题人也学坏了。
试着分析一下吧,咱们就来判定这个斜杆到底是受压还是受拉。
以左侧的固定铰支座A作为参照物,所有力对他的力矩之和是零。然后把这个体系一刀切开,切的具体位置既切到要求的那根斜杆,又切到的虽然有力,但是不管多大,不管拉压,都会通过A点,所以力矩为零的杆。
这样的话,对A点产生顺时针转动的有两个外力P,那么如果想要A点达到平衡,斜杆只能提供一个让A点产生逆时针转动的力,如图所示。
看来真的是有力,可这个到底是拉力还是压力呢?翻了半天数,读了好几遍讲解,什么方向,正负,终于,还是没有弄明白。
过程虽然没有弄明白,但是结果记住了。
斜杆是压力,竖杆是拉力。
至于桁架上面和下面的杆件是受拉还是受压其实就很好判定,你就把他想象成一个简支梁,当上面有荷载的时候,肯定是下表面受拉开裂,反过来,上表面就是受压。
【小试牛刀】
不管会不会,终究要考试。
零杆的文章就写到这里,希望能够激发你解题的灵感。
还有,也叮嘱各位,不要轻易放弃自己的零杆。没有要赶紧搭,有了还要继续加强。
零杆,只有等你用它的时候,才知道它有多么重要。
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