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输入计算

数学公式

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结果

左支座反力 R1
600
牛顿(N)
右支座反力 R2 400 N
施加荷载 W 1,000 N
距离 a(左侧) 2 m
距离 b(右侧) 3 m

这个计算器的功能

本工具用于求解承受单一集中荷载(点荷载)的简支梁竖向支座反力。所谓简支梁,即两端各有一个支座的梁;计算器会给出每个支座为维持梁的静力平衡所需提供的向上支撑力。这是一款通用的物理与工程计算工具,不涉及任何特定国家或地区的假设条件,适用于全球各地的力学分析。

带一个集中荷载和两个支座反力的简支梁
简支梁:集中荷载 W 距左支座为 a、距右支座为 b,跨度 L 上有支反力 R1 和 R2。

使用方法

输入集中荷载 W(单位:牛顿)、梁的总跨度 L(单位:米),以及荷载作用点到左支座的距离 a(单位:米)。计算器会自动算出剩余距离 \(b = L - a\),并同时给出左支座反力 \(R_1\) 与右支座反力 \(R_2\)。

公式详解

静力平衡要求竖向力之和与力矩之和均为零。对右支座取矩,可得 \(R_1 = \frac{W \cdot b}{L}\);对左支座取矩,可得 \(R_2 = \frac{W \cdot a}{L}\)。作为验算,\(R_1 + R_2\) 始终等于施加的总荷载 \(W\)。

$$R_1 = \frac{W \cdot b}{L}, \qquad R_2 = \frac{W \cdot a}{L}$$

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显示对左支座力矩平衡的受力图
对左支座取矩可分离出 R2,因为只有 W 和 R2 会产生力矩。

实例演算

假设一根长 5 m 的梁,在距左支座 2 m 处承受 1000 N 的荷载。则 \(b = 5 - 2 = 3\) m。由此 $$R_1 = \frac{1000 \times 3}{5} = 600 \text{ N}, \qquad R_2 = \frac{1000 \times 2}{5} = 400 \text{ N}$$ 两个反力之和为 1000 N,验证了平衡条件成立。

常见问题

为什么离荷载更近的支座承力反而更大?距荷载越近的支座,其力臂越短,因而需要承担更大份额的荷载。在本例中,荷载靠近左支座,所以 \(R_1\) 大于 \(R_2\);若 \(a\) 较小、荷载偏向右侧,则 \(R_2\) 会更大。

是否考虑了梁的自重?没有。本计算器将梁视为无重量,仅考虑单一集中荷载。若需计入自重,应将其单独按分布荷载建模处理。

应该使用什么单位?请保持单位一致。荷载用牛顿、距离用米,反力结果即为牛顿;若荷载用磅、距离用英尺,则反力结果为磅。

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