结构力学例题
《结构力学》试题带答案
一、是非题(将判断结果填入括弧：以O表示正确，以X表示错误) (本大题共2小题，总计10分)1、(本小题4分)图示结构中DE杆的轴力。
( )2、(本小题6分)图示结构， kN·m，___侧受拉， kN·m。
二、选择题(将选中答案的字母填入括弧内)(本大题共3小题，总计14分)1、(本小题3分)力法典型方程的物理意义是：A．结构的平衡条件；B．结点的平衡条件；C．结构的变形协调条件；D．结构的平衡条件及变形协调条件。
2、(本小题5分)图示简支梁在所示移动荷载下截面K的最大弯矩值是：A.140kN·m;B.160kN·m;C.180kN·m;D.150kN·m。
( )3、(本小题6分)原结构及温度变化下的M图如下所示。
若材料的有关特性改为，且，以外侧受拉为正，则：A．；B．；C．；D．。
三、填充题(将答案写在空格内)(本大题共3小题，总计14分)1、(本小题4分)在_____________________的条件下，图示结构各杆弯矩为零。
2、(本小题5分)图a和图b所示为结构的两个状态，R与间的关系为_________。
(a)(b)3、(本小题5分)图示结构常数，在给定荷载作用下， =___________。
四、(本大题4分)分析图示体系的几何组成。
五、(本大题4分)根据位移法基本原理，草绘图示结构最后弯矩图形状为：六、(本大题6分)图示状态一与状态二，试证明功的互等定理对于该情况不成立。
(a)第一状态 (b)第二状态七、(本大题6分)试确定图示结构位移法基本未知量数目和基本结构。
两根链杆a和b需考虑轴向变形。
八、(本大题7分)求图示桁架杆1和杆2的轴力。
九、(本大题7分)用位移法作图示结构的M图，已知。
十、(本大题10分)用力法计算，并作图示结构由于支座移动引起的M图。
EI=常数，不考虑链杆的轴向变形。
十一、(本大题18分)试用力矩分配法作图示刚架的弯矩图。
结构力学-习题集(含答案)
《结构力教》课程习题集之阳早格格创做一、单选题1. 直矩图肯定爆收突变的截里是（D）.A.有集结力效率的截里；B.剪力为整的截里；C.荷载为整的截里；D.有集结力奇效率的截里.2. 图示梁中C截里的直矩是（D）.A.12kN.m(下推)；B.3kN.m(上推)；C.8kN.m(下推)；D.11kN.m(下推).3. 静定结构有变温时，（C）.A.无变形，无位移，无内力；B.有变形，有位移，有内力；C.有变形，有位移，无内力；D.无变形，有位移，无内力.4. 图示桁架a杆的内力是（D）.A.2P；B.－2P；C.3P；D.－3P.5. 图示桁架，各杆EA 为常数，除收座链杆中，整杆数为（ A ）.A.四根；B.二根；C.一根；D.整根.6. 图示梁A 面的横背位移为（背下为正）（ C ）.A.)24/(3EI Pl ；B.)16/(3EI Pl ；C.)96/(53EI Pl ；D.)48/(53EI Pl .7. 静定结构的内力估计与（ A ）.无关；相对付值有关；千万于值有关；无关，I 有关.8. 图示桁架，整杆的数目为：（C ）.；；；.9. 图示结构的整杆数目为（C ）.；；；.10. 图示二结构及其受力状态，它们的内力切合（B ）.A.直矩相共，剪力分歧；B.直矩相共，轴力分歧；C.直矩分歧，剪力相共；D.直矩分歧，轴力分歧.11. 刚刚结面正在结构爆收变形时的主要特性是（D ）.A.各杆不妨绕结面结心自由转化；B.稳定形；C.各杆之间的夹角可任性改变；D.各杆之间的夹角脆持稳定.12. 若荷载效率正在静定多跨梁的基础部分上，附属部分上无荷载效率，则（B）.A.基础部分战附属部分均有内力；B.基础部分有内力，附属部分不内力；C.基础部分无内力，附属部分有内力；D.不通过估计，无法推断.13. 图示桁架C 杆的内力是（A）.A.P；B.－P/2；C.P/2；.14. 用单位荷载法供二截里的相对付转角时，所设单位荷载应是（D）.A.一对付大小相等目标好异的集结荷载；B.集结荷载；C.直矩；D.一对付大小相等目标好异的力奇.15. 用图乘法供位移的需要条件之一是：（B）.A.单位荷载下的直矩图为背去线；B.结构可分为等截里直杆段；C.所有杆件EI为常数且相共；D.结构必须是静定的.16. 普遍正在画制效率线时，所施加的荷载是一个（B）.A.集结力奇；B.指背稳定的单位移动集结力；C.单位力奇；D.集结力.17. 下图中各图乘截止精确的是（D）.A. B. C. D.S=y0 S=1y1+2y2 S=y0 S=y018. 图示伸臂梁，Ｂ收座左侧截里'B的剪力效率线精确的是（A）.A. B.C. D.19. 利用机动法做静定梁效率线的本理是（A）.A.真功本理；B.叠加本理；C.仄稳条件；D.变形条件.20. 图示伸臂梁的效率线为哪个量值的效率线（C）.A.QA F左；B.QA F；C.QA F右；D.RA F.21. 图示结构，超静定次数为（ B ）.A.9；B.12；C.15；D.20.22. 力法圆程中的系数δki表示的是基础结构由（B）.A.X i爆收的沿X k目标的位移；B.X i=1爆收的沿X k目标的位移；C.X i=1爆收的沿X i目标的位移；D.X k=1爆收的沿X i目标的位移.23. 对付称结构正在对付称荷载效率下，其（A）.A.直矩图战轴力图对付称，剪力图阻挡付称，变形与位移对付称；B.直矩图战轴力图对付称，剪力图对付称；变形与位移阻挡付称；C.直矩图战轴力图对付称，剪力图对付称，变形与位移对付称；D.直矩图战轴力图对付称，剪力图阻挡付称，变形与位移阻挡付称.24. 力法的基础已知力是通过变形协做条件决定的，而位移法基础已知量是通过（ A ）条件决定的.A.仄稳；B.物理；C.图乘法；D.变形协做.25. 图示结构，超静定次数为（A）.A．4；B．5；C．6；D．7.26. 图示结构的超静定次数为（ C ）.A.3；B.4；C．5；D．6.27. 挨启对接三个刚刚片的复铰，相称于去掉（ C ）个拘束？A.2；B.3；C.4；D.5.28. 图示结构C截里不为整的是（ D ）.A.横背位移；B.直矩；C.轴力；D.转角.29. 力法的基础已知量是（ A ）.A.多余已知力；B.收座反力；C.独力的结面线位移；D.角位移.30. 对付于下图所示结构，下列叙述精确的是（ D ）.A.A面线位移为整；B.AB杆无直矩；C. AB杆无剪力；D. AB杆无轴力.31. 位移法典范圆程中主系数一定（ B ）.A.等于整；B.大于整；C.小于整；D.大于等于整.32. 正在位移法中，将铰接端的角位移，滑动收撑端的线位移动做基础已知量（ B ）.A.千万于不可；B.不妨，但是不必；C.一定条件下不妨；D.必须.33. 估计刚刚架时，位移法的基础结构是（ C ）.A.单跨静定梁的集中体；B.静定刚刚架；C.单跨超静定梁的集中体；D.超静定铰结体.34. 正在位移法基础圆程中，k ij代表（ A ）.⊿j=1时，由于⊿j=1正在附加拘束i处爆收的拘束力；⊿i=1时，由于⊿i=1正在附加拘束j处爆收的拘束力；C.⊿j=1时，正在附加拘束j处爆收的拘束力；D.⊿i=1时，正在附加拘束i处爆收的拘束力.35. 位移法的基础已知量是（ C ）.A.收座反力；B.杆端直矩；C.独力的结面位移；D.多余已知力.二、推断题36. 有多余拘束的体系一定是几许稳定体系.（X）37. 形成二元体的链杆不妨是复链杆.（√）38. 每一个无铰启关框皆有3个多余拘束.（√）39. 如果体系的估计自由度等于其本量自由度，那么该体系不多余拘束.（√）40. 若体系的估计自由度小于大概等于整，则该体系一定是几许稳定体系.（X）41. 对付于静定结构，改变资料的本量大概者改变横截里的形状战尺寸，不会改变其内力分散，也不会改变其变形战位移.（X）42. 下图所示二相共的对付称刚刚架，启受的荷载分歧，但是二者的收座反力是相共的.（X）43. 温度改变，收座移动战制制缺面等果素正在静定结构中均引起内力.（X）44. 图示结构火仄杆件的轴力战直矩均为0.（X）45. 正在荷载效率下，刚刚架战梁的位移主假如由于各杆的蜿蜒变形引起.（√）46. 用机动法做得下图(a)所示结构Q左效率线如图(b)所示.b（X）47. 效率线的正背号仅表示本量的内力（大概反力）与假设的目标是可普遍.（√）48. 静定结构指定量值的效率线经常由直线段组成的合线，合面位于铰结面战欲供截里处.（√）49. 荷载的临界位子必定有一集结力效率正在效率线顶面，若有一集结力效率正在效率线顶面也必为一荷载的临界位子.（X）50. 一组集结移动荷载效率下，简收梁的千万于最大直矩不可能出当前跨中截里.（X）51. 力法的基础体系是不唯一的，且不妨是可变体系.（X）52. n次超静定结构，任性去掉n个多余拘束均可动做力法基础结构.（X）53. 图（a）对付称结构可简化为图（b）去估计.（X）54. 下图所示结构的超静定次数是n=8.（X）55. 超静定结构正在荷载效率下的内力估计与各杆刚刚度相对付值有关.（√）56. 超静定结构正在收座移动、温度变更效率下会爆收内力.（√）57. 超静定结构中的杆端力矩只与决于杆端位移.（X）58. 位移法的基础结构有多种采用.（X）59. 位移法是估计超静定结构的基础要领，不克不迭供解静定结构.（X）60. 位移法圆程的物理意思是结面位移的变形协做圆程.（X）三、估计题161. 供下图所示刚刚架的直矩图.62. 用结面法大概截里法供图示桁架各杆的轴力.63. 请用叠加法做下图所示静定梁的M 图.64. 做图示三铰刚刚架的直矩图.65. 做图示刚刚架的直矩图.四、估计题266. 用机动法做下图中E M 、L QB F 、R QB F 的效率线.67. 做图示结构F M 、QF F 的效率线.68. 用机动法做图示结构效率线L Q B F F M ,.69. 用机动法做图示结构R Q B C F M ,的效率线.70. 做图示结构QB F 、E M 、QE F 的效率线.五、估计题371. 用力法做下图所示刚刚架的直矩图.72. 用力法供做下图所示刚刚架的M 图.73. 利用力法估计图示结构，做直矩图.74. 用力法供做下图所示结构的M 图,EI=常数.75. 用力法估计下图所示刚刚架，做M 图.六、几许构制分解 76.77.78.79.80.81.82.83.84.85.七、估计题4（略）……问案一、单选题1. D2. D3. C4. D5. A6. C7. A8. C9. C10. B11. D12. B14. D15. B16. B17. D18. A19. A20. C21. B22. B23. A24. A25. A26. C27. C28. D29. A30. D31. B32. B34. A35. C二、推断题36. Х37.√38.√39.√40. Х41. Х42. Х43. Х44. Х45.Ö46. Х47.√48.√49. Х50. Х51. Х53. Х54. Х55.√56.√57. Х58. Х59. Х60. Х三、估计题161. 解：与完齐为钻研对付象，由0A M =∑，得2220yB xB aF aF qa +-= （1）(2分)与BC 部分为钻研对付象，由0C M =∑，得yB xB aF aF =，即yB xB F F =（2）(2分)由(1)、(2)联坐解得23xB yB F F qa ==(2分) 由0x F =∑有 20xA xB F qa F +-= 解得 43xA F qa =-(1分)由0y F =∑有 0yA yB F F += 解得 23yA yB F F qa =-=-(1分) 则2224222333D yB xB M aF aF qa qa qa =-=-=（）(2分)直矩图(3分)62. 解：（1）推断整杆（12根）.（4分）（2）节面法举止内力估计，截止如图.每个内力3分（3×3＝9分）63. 解：（7分）（6分）64. 解：由0B M=∑，626P RA F F =⨯，即2P RA F F =（↓）（2分） 由0y F =∑，2P RB RA F F F ==（↑）（1分）与BE 部分为断绝体0E M =∑，66yB RBF F =即2P yB F F =（←）（2分） 由0x F =∑得2PyA F F =（←）（1分）故63DE DA yA PM M F F ===（内侧受推）（2分） 63CB CE yB P M M F F ===（中侧受推）（2分）（3分）65. 解：（1）供收座反力.对付完齐，由0x F =∑，xA F qa =（←）（2分）0A M =∑，22308RC F a qa qa ⨯--=，178RC F qa =（↑）（2分）（2）供杆端直矩.0AB DC M M ==（2分）2BA BC xA M M F a qa ==⨯=（内侧受推）（2分）2248CB CD a a qa M M q ==⨯⨯=（中侧受推）（2分） （3分）四、估计题266. 解：（1）C M 的效率线（4分）（2）L QB F 的效率线（4分）（2）R QB F 的效率线（4分）67. 解：（1）F M 的效率线（6分）（2）QF F 的效率线（6分）68. 解：F M 效率线（6分）L Q B F 效率线（6分）69. 解：Q Bc F M ,效率线（6分） R Q B c F M ,效率线（6分）70. 解：（1）QB F 的效率线.（4分）E M 的效率线.（4分）QE F 的效率线.（4分）五、估计题371. 解：（1）本结构为一次超静定结构，与基础体系如图（a ）所示.（2分）（2）典型圆程11110P X δ+∆=（2分）（3）画制P M 、1M 分别如图（b ）、（c ）所示.（3分）（a ） （b ）（c ） （d ）（4）用图乘法供系数战自由项.333111433l l l EI EI δ=+=（2分）232112217()22336P l Pl Pl Pl l Pl EI EI-⨯∆=++⨯=-（2分） （5）解圆程得1178P X =（1分） （6）利用11P M M X M =+画制直矩图如图（d ）所示.（2分）72. 解：1）采用基础体系（2分）那是一次超静定刚刚架，可去掉B 端火仄拘束，得到如下图所示的基础体系.2）列力法圆程（2分）3）画制基础体系的Mp 图战单位直矩图，估计系数、自由项（6分，Mp 图战单位直矩图各2分，系数每个1分，截止过失得一半分）解圆程得： 1128ql X =（1分） 做M 图：11PX MM M =+（3分） 73. 解：（2分） （3分）（1分）（2*4=8分）74. 解：与基础体系如图(2分)列力法基础圆程：11110p X δ+∆=(2分)1M 图(1.5分) p M 图(1.5分)3113l EI δ= (2分) 418p ql EI ∆=-(2分)代进力法圆程得 138ql X =(1分) M 图(2分)75. 解：（1）采用基础体系如图（a ）所示（2分）（a ）（2）列力法圆程.11112210P X X δδ++∆=（1分）21122220P X X δδ++∆=（1分） （3）分别做P M 、1M 战2M 图（1*3=3分） （4）供系数战自由项.2241111315()32428Pqa a qa a a a qa EI EI ∆=-⋅⋅⋅+⋅⋅=-⋅（1分） 422111()224P qa qa a a EI EI ∆=-⋅⋅⋅=-（1分）3111124()233a a a a a a a EI EIδ=⋅⋅⋅+⋅⋅=（1分） 322112()233a a a a EI EI δ=⋅⋅⋅=（分）3122111()22a a a a EI EI δδ==⋅⋅⋅=（分）将上述数据代进基础圆程得137X qa =，2328X qa =（1分）（5）利用叠加法做直矩图如图.（2分）六、几许构制分解76. 图中，刚刚片AB、BE、DC由不共线的三个铰B、D、E对接，组成一个大刚刚片，再战天基前提用不相接也不齐仄止的三链杆贯串，组成不多余拘束的几许稳定体系(5分).77. 如图所示的三个刚刚片通过不正在共背去线上的A、B、C三个铰二二贯串形成无多余拘束的夸大刚刚片，正在此前提上依次减少二元体（1，2）、（3，4）、（5，6）、（7，8）组成无多余拘束的几许稳定体系.（5分）78. 如图所示的三个刚刚片通过共背去线上的A、B、C三个铰二二贯串形成了瞬变体系.（5分）79. 如图刚刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过不共线的三铰二二贯串组成了无多余拘束的几许稳定体系.（5分）80. 如图依次裁撤二元体（1，2）、（3，4）、剩下刚刚片Ⅰ战天里刚刚片Ⅱ通过一铰战不过该铰的链杆组成了几许稳定体系，故本量系是无多余拘束的几许稳定体系.（5分）81. 如图刚刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过不共线的三铰二二贯串组成了无多余拘束的几许稳定体系.（5分）82. 如图刚刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过不共线的三铰二二贯串组成了无多余拘束的几许稳定体系.（5分）83. 如图以铰接三角形ABC为基础刚刚片，并依次减少二元体（1，2）、（3，4）、（5，6）、（7，8）、（9，10）产死夸大刚刚片，其战天里刚刚片通过铰A战节面B 处链杆组成了几许稳定体系，11杆为多余拘束，故本量系为含有1个多余拘束的几许稳定体系.（5分）84. 如图依次裁撤二元体（1，2）、（3，4）、（5，6），刚刚片Ⅱ战天里刚刚片Ⅰ通过相接于共一面的三根链杆组成了瞬变体系.（5分）85. 如图依次裁撤二元体（1，2）、（3，4）、（5，6）、（7，8）、（9，10）、（11，12）后只剩下天里刚刚片，故本量系是无多余拘束的几许稳定体系.（5分）七、估计题4（略）……。
结构力学考试题及答案
结构力学考试题及答案一、选择题1. 结构力学中，下列哪项不是结构的基本概念？A. 结构的刚度B. 结构的稳定性C. 结构的强度D. 结构的美观性答案：D2. 简支梁受均布荷载作用时，最大弯矩出现在：A. 跨中B. 支点处C. 任意截面D. 四分之三跨长处答案：A3. 在结构力学中，剪力和弯矩的方向约定为：A. 剪力向上为正，弯矩顺时针为正B. 剪力向下为正，弯矩逆时针为正C. 剪力向上为正，弯矩逆时针为正D. 剪力向下为正，弯矩顺时针为正答案：B4. 确定结构的内力分布情况通常采用的方法是：A. 能量法B. 虚功原理C. 弯矩分配法D. 刚度法答案：D5. 连续梁与简支梁相比，其特点是：A. 刚度更高B. 跨越能力更强C. 造价更低D. 所有上述选项答案：D二、填空题1. 结构力学中的__________是指结构在荷载作用下不发生位移的能力。
答案：刚度2. 结构的__________是指结构在荷载作用下不发生翻转的能力。
答案：稳定性3. 在进行结构分析时，通常首先需要确定结构的__________和反力。
答案：内力4. 结构力学中，__________是指构件截面上所有外力的集合效果。
答案：截面剪力5. 对于简支梁，当荷载作用在离支点一定距离处时，该点处的弯矩可以通过__________计算得出。
答案：剪力乘以距离三、简答题1. 请简述结构力学中的虚功原理及其应用。
答：虚功原理是指在一个平衡系统中，任何微小的位移或变形所对应的虚功等于该系统内力对该变形所做的功。
这个原理在结构力学中用于分析静不定结构，通过假设结构的位移或变形，计算出相应的虚功，然后根据虚功原理建立平衡方程，求解未知的反力或内力。
2. 描述简支梁受集中荷载作用时的弯矩图和剪力图。
答：简支梁受集中荷载作用时，弯矩图在荷载作用点会出现一个突变，即弯矩值突然增大到最大值，然后随着距离的增加逐渐减小回到零。
剪力图则显示在荷载作用点两侧的剪力值相反，一边为正值，另一边为负值，且随着距离的增加，剪力值逐渐减小到零。
结构力学-习题集(含答案)
、《结构力学》课程习题集一、单选题1.弯矩图肯定发生突变的截面是（ D ）。
A.有集中力作用的截面；B.剪力为零的截面；C.荷载为零的截面；D.有集中力偶作用的截面。
2.图示梁中C截面的弯矩是（ D ）。
4m2m4m下拉)；上拉)；~下拉)；下拉)。
3.静定结构有变温时，（ C ）。
A.无变形，无位移，无内力；B.有变形，有位移，有内力；C.有变形，有位移，无内力；D.无变形，有位移，无内力。
4.图示桁架a杆的内力是（ D ）。
； B.－2P；； D.－3P。
5.图示桁架，各杆EA为常数，除支座链杆外，零杆数为（ A ）。
|A.四根；B.二根；C.一根；D.零根。
l= a66.图示梁A点的竖向位移为（向下为正）（ C ）。
A.)24/(3EIPl； B.)16/(3EIPl； C.)96/(53EIPl； D.)48/(53EIPl。
PEI EIAl/l/2227.静定结构的内力计算与（ A ）。
无关；相对值有关；绝对值有关；无关，I有关。
:8.图示桁架，零杆的数目为：（ C ）。
；；；。
9.图示结构的零杆数目为（ C ）。
；；；。
10.图示两结构及其受力状态，它们的内力符合（ B ）。
A.弯矩相同，剪力不同；B.弯矩相同，轴力不同；`C.弯矩不同，剪力相同；D.弯矩不同，轴力不同。
PPEI EI EI EI2EI EIl lhl l11.刚结点在结构发生变形时的主要特征是（ D ）。
A.各杆可以绕结点结心自由转动；B.不变形；C.各杆之间的夹角可任意改变；D.各杆之间的夹角保持不变。
12.若荷载作用在静定多跨梁的基本部分上，附属部分上无荷载作用，则（ B ）。
A.基本部分和附属部分均有内力；B.基本部分有内力，附属部分没有内力；—C.基本部分无内力，附属部分有内力；D.不经过计算，无法判断。
13.图示桁架C 杆的内力是（ A ）。
； B.－P/2；2；。
14.用单位荷载法求两截面的相对转角时，所设单位荷载应是（ D ）。
结构力学计算题经典(有答案)
结构力学 ——渐进法与近似法分析与计算题1. 用力矩分配法计算图示连续梁，作弯矩图和剪力图，并求支座B 的反力。
答案：计算过程、弯矩图、剪力图及支座B 的反力分别如图（a ）、（b ）和（c ）所示。
解析：根据单结点结构力矩分配法的步骤计算即可。
难易程度：易知识点：单结点结构的力矩分配2. 用力矩分配法计算图示连续梁，作弯矩图和剪力图，并求支座B 的反力。
A60kN 40kN·m EIEI B C4m4m6m(b)M 图（单位： ）kN·m 图（单位： ）(c)kNQ F (a)计算过程答案：图（a ）为求解结点B 约束力矩的受力分析图。
计算过程、弯矩图、剪力图及支座B 的反力分别如图（b ）、（c ）和（d ）所示。
解析：根据单结点结构力矩分配法的步骤计算即可。
难易程度：中知识点：单结点结构的力矩分配3. 用力矩分配法计算图示连续梁，作弯矩图和剪力图，并求支座B 的反力。
答案：CD 段为静定悬臂梁，将其截开并暴露出截面C 的弯矩，用力矩分配法计算如图（a ）所示结构。
弯矩图和剪力图如图（b ）、（c ）所示。
BCEIN/m2EI m3m3m40kN(b)计算过程F BM (a)图（单位： ）(c)M kN·m图（单位： ）Q F (d)kN10kN20kN12kN/m ABCDEI 2EI 2m 4m4m解析：根据单结点结构力矩分配法的步骤计算即可。
本题中悬臂段CD 若不切除，则可按B 、C 两个刚结点的结构进行计算。
难易程度：中知识点：单结点结构的力矩分配4. 用力矩分配法计算图示连续梁，作弯矩图和剪力图，并求支座B 的反力。
答案：AB 段为静定悬臂梁，将其截开并暴露出截面B 的弯矩，用力矩分配法计算过程如图（a ）所示。
弯矩图和剪力图图（b ）、（c ）所示。
kNQ F (c)图（单位： ）m M 图（单位： ）(b)RB F =63.02kN ( )计算过程(a)mkN·10kN/m 60kN EI 2IB CD2m6m2m解析：根据单结点结构力矩分配法的步骤计算即可。
基础知识-结构力学_真题(含答案与解析)-交互(105)(418)
基础知识-结构力学(总分87, 做题时间90分钟)一、单项选择题1.图14-14所示体系的几何组成为( )。
SSS_SINGLE_SELA (A) 有多余约束几何不变体系B (B) 无多余约束几何不变体系C (C) 瞬变体系D (D) 常变体系分值: 1答案:B不考虑地基，只分析上部体系，从右下方开始去掉三个二元体，最后剩下一个折杆，几何不变日无多余联系，因此正确答案选择B。
2.图14-38结构铰C两侧截而的相对转角(正向如图示)为( )。
SSS_SINGLE_SELA (A) 26.67/EIB (B) 33.33/EIC (C) 40/EID (D) -40/EI分值: 1答案:C荷载产生的弯矩图为三角形，虚拟单位力产生的弯矩为矩形，都在同一侧，计算的相对转角位移为正，答案D肯定是错误的，位移值是40/EI，因此，正确答案选择为C。
3.图14-51所示结构用位移法计算时，若取结点A的转角为Z1(顺时针)，r11为( )。
SSS_SINGLE_SELA (A) 13EI/ιB (B) 10EI/ιC (C) 11EI/ιD (D) 7EI/ι分值: 1答案:B竖向杆件与A点以铰节点相连接，无转动剐度，r11=10EI/ι；正确答案为B。
4.图14-55所示结构中( )。
SSS_SINGLE_SELA(A) MCD=0，CD杆只受轴力B(B) MCD≠0，外侧受拉C(C) MCD≠0，内侧受拉D(D) MCD =0，FNCD=0 分值: 1答案:D本题为基附型结构，力作用在基本部分上时，附属部分不受力，CD杆件在附属部分上，因此CD杆件无内力。
因此正确答案为D。
5.三个刚片每两个刚片之间由一个铰相连接构成的体系是( )。
SSS_SINGLE_SELA (A) 几何可变体系B (B) 无多余约束的几何不变体系C (C) 瞬变体系D (D) 体系的组成不确定分值: 1答案:D仅仅为三刚片规则的必要条件，非充分条件，因此正确答案为D。
结构力学典型例题
结构力学典型例题(共19页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第2章平面体系的几何构造分析典型例题1. 对图体系作几何组成分析。
图分析：图等效图（去掉二元体）。
对象：刚片Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；联系：刚片Ⅰ、Ⅲ有虚铰A（杆、2）；刚片Ⅱ、Ⅲ有虚铰C（无穷远）（杆3、4）；刚片Ⅰ、Ⅱ有虚铰B（杆5、6）；结论：三铰共线，几何瞬变体系。
2. 对图体系作几何组成分析。
图分析：去掉二元体（杆12、杆34和杆56图），等效图。
对象：刚片Ⅰ和Ⅱ；联系：三杆：7、8和9；结论：三铰不共线，无多余约束的几何不变体系。
3. 对图体系作几何组成分析。
图分析：图对象：刚片Ⅰ（三角形原则）和大地Ⅱ；联系：铰A和杆1；结论：无多余约束的几何不变体系。
对象：刚片Ⅲ（三角形原则）和大地Ⅱ；联系：杆2、3和4；结论：无多余约束的几何不变体系。
第3章静定结构的受力分析典型题1. 求图结构的内力图。
图解（1）支座反力（单位：kN）由整体平衡，得＝100．= ，＝．（2）内力（单位：制）取AD为脱离体：，，；，，。
取结点D为脱离体：，，取BE为脱离体：，，。
取结点E为脱离体：，，（3）内力图见图~d。
2. 判断图和b桁架中的零杆。
图分析：判断桁架零杆的常用方法是找出桁架中的L型结点和T型结点。
如果这两种结点上无荷载作用．那么L型纪点的两杆及T型结点的非共线杆均为零杆。
解：图：考察结点C、D、E、I、K、L，这些结点均为T型结点，且没有荷载作用，故杆件CG、DJ、EH、IJ、KH、LF均为零杆。
考察结点G和H，这两个结点上的两竖向链杆均已判断为零杆，故这两个结点的受力也已成为T型结点的情形．由于没有荷载作用，故杆件AG、BH也为零杆。
整个结构共有8根零杆．如图虚线所示。
图：考察结点D，为“K”型结点且无荷载作用，故；对称结构对称荷载（A支座处的水平反力为零），有，故杆件DE和DF必为零杆。
考察结点E和F，由于DE、DF已判断为零杆．故杆件AE、BF也是零杆。
结构力学题
结构力学题
结构力学是土木工程学科中一门非常重要的学科，主要研究结构的内力和变形，以及它们与结构形式、材料性质、边界条件和外部荷载之间的关系。
下面是一道结构力学题目及其答案。
题目：一根长为6m的钢杆，两端悬挂在某高度上，中间用一根轻绳连接。
现在将钢杆的一端向上提升1m，另一端保持不动，则钢杆的中间点将向下移动多少米？
答案：0.5m
解析：根据结构力学的原理，当钢杆的一端向上提升时，钢杆的另一端会向下移动。
设钢杆的长度为L，当钢杆的一端向上提升h时，另一端将向下移动Lh/2。
因此，当钢杆的一端向上提升1m时，另一端将向下移动6m×1m/2=3m。
由于钢杆的中间点与提升端的距离为3m，所以钢杆的中间点将向下移动3m/2=1.5m。
但是，由于钢杆的另一端保持不动，所以钢杆的中间点实际上只向下移动了1m/2=0.5m。
《结构力学》典型习题与解答
《结构力学》经典习题及详解一、判断题（将判断结果填入括弧内，以 √表示正确 ，以 × 表示错误。
）1．图示桁架结构中有3个杆件轴力为0 。
（×）2．图示悬臂梁截面A 的弯矩值是ql 2。
(×)ll3．静定多跨梁中基本部分、附属部分的划分与所承受的荷载无关。
（√ ） 4．一般来说静定多跨梁的计算是先计算基本部分后计算附属部分。
（× ） 5．用平衡条件能求出全部内力的结构是静定结构。
（ √ ）6．求桁架内力时截面法所截取的隔离体包含两个或两个以上的结点。
（√ ） 7．超静定结构的力法基本结构不是唯一的。
（√）8．在桁架结构中，杆件内力不是只有轴力。
（×）9．超静定结构由于支座位移可以产生内力。
（√ ） 10．超静定结构的内力与材料的性质无关。
（× ）11．力法典型方程的等号右端项不一定为0。
（√ ）12．计算超静定结构的位移时，虚设力状态可以在力法的基本结构上设。
（√）13．用力矩分配法计算结构时，汇交于每一结点各杆端分配系数总和为1，则表明分配系数的计算无错误。
（× ）14．力矩分配法适用于所有超静定结构的计算。
（×）15．当AB 杆件刚度系数i S AB 3 时，杆件的B 端为定向支座。
(×)二、单项选择题（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．图示简支梁中间截面的弯矩为（ A ）qlA．82qlB．42qlC．22qlD．2 ql2．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 D．相对值绝对值都有关3．超静定结构的超静定次数等于结构中（B ）A．约束的数目 B．多余约束的数目C．结点数 D．杆件数4．力法典型方程是根据以下哪个条件得到的（C）。
A．结构的平衡条件B．结构的物理条件C．多余约束处的位移协调条件D．同时满足A、B两个条件5．图示对称结构作用反对称荷载，杆件EI为常量，利用对称性简化后的一半结构为（A ）。
结构力学例题
3
3ql3 3 200EI
进而可得
M 12 6 EI1 13ql 2 0.065ql 2 l 200
2 2 2 EI 4 EI ql 9 ql 1 2 M 21 M 21 M ' 21 0.18ql 2 8 l l 50
M 23 M 21 0.18ql
'
（3） （4）
N 32 N32
'
其中
M 12
v A
Pl ql 2 M 21 8 8
'
M 12
4 EI 2 EI 1 2 l l
M
' 21
2 EI 4 EI 1 2 l l
'
M 23 M 32源自ql 2 12M 23
4 EI 6 EI 2 EI 2 2 v3 3 l l l
弹性支座的应变能
2 3 1 F l 2 V2 AF 2 24 EI
系统的总应变能
V V1 V2
2 3 2 3 l3 3 P 3 P P l F l 2 2 [( F P) 3( F )( P F ) 3( F ) ] 6 EI 2 2 48EI 24 EI
M 32 0
2
弯矩图如下所示：
0.18ql 2
0.065ql 2
0.125ql 2
0.25ql
2
例4 用能量法求解如图所示梁的静不定 性。已知图中EI为常数，柔性系数 A l / (12EI ) 。
3
解:设弹性支座处的支反力为F，则有力 的平衡关系可得弯矩分布函数，如下：
3P (0 x l ) M ( x) ( F P) x ( F )l 2 3l (l x 3l / 2) M ( x) P( x) 2
结构力学考试试题
结构力学考试试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 结构力学中，下列哪一项不是静定结构的特点？A. 支反力与外荷载对应B. 内力可以通过几何组成分析确定C. 内力与外荷载有唯一关系D. 内力可以通过静力平衡条件直接计算2. 在连续梁中，最大弯矩通常出现在：A. 梁的中点B. 梁的支点C. 梁的自由端D. 梁的固定端3. 根据弯矩分配法，当分配弯矩与实际弯矩相等时，该点的弯矩：A. 保持不变B. 增加C. 减少D. 无法确定4. 在结构力学中，剪力和弯矩的关系是：A. 互不影响B. 相互独立C. 相互关联D. 互为因果5. 对于一个悬臂梁，当其自由端受到向下的集中力作用时，其固定端的支反力：A. 向上B. 向下C. 为零D. 无法确定6. 在结构力学中，影响结构内力的最主要因素是：A. 材料性质B. 荷载大小C. 结构形式D. 支撑条件7. 对于一个静定平面桁架，当荷载增加时，其内力：A. 保持不变B. 增加C. 减少D. 无法确定8. 在结构力学分析中，虚功原理可以用来：A. 计算支反力B. 计算内力C. 判断结构稳定性D. 计算位移9. 对于一个静定平面刚架，其弯矩图通常是：A. 线性的B. 非线性的C. 与荷载图相同D. 与荷载图相反10. 在结构力学中，下列哪一项不是影响结构稳定性的因素？A. 荷载类型B. 材料弹性模量C. 结构几何尺寸D. 施工精度二、简答题（每题5分，共30分）11. 简述结构力学中静定结构与超静定结构的区别。
12. 说明弯矩、剪力和轴力之间的关系。
13. 解释什么是弯矩分配法，并简述其基本步骤。
14. 结构的稳定性和强度有什么区别？15. 描述连续梁的内力分析过程。
16. 在结构力学中，为什么要进行荷载组合分析？三、计算题（每题10分，共50分）17. 计算下图所示的静定平面桁架的支反力和各杆件的轴力。
18. 对于一个悬臂梁，其自由端有一个大小为P的集中力作用，计算其在距固定端a处的弯矩和剪力。
结构力学大题及标准答案
4i
4i
3i
3/7
4/7
4/7
3/7
Mf
0.00
21.00
-28.00
28.00
0.00
0.00
M
-8.00
-16.00
-12.00
6.43
8.57
4.28
MC
-1.22
-2.45
-1.83
0.52
0.70
0.00
27.95
-27.95
13.83
-13.83
0.00
四（本大题4分）对图示体系作几何组成分析
A B C
EI 2EI
6m 6m
六、用力矩分配法计算如图（a）所示连续梁，画M图，EI=常数。固端弯矩表如图(b)所示。(a) (b)
2kN·m 8kN q
A
2EI B EI C EI D A B
l
P
4m 8m 3m 3m MFAB=－1/12·ql2
MFBA=1/12·ql2
A P B
l/2 l/2
(2)计算固端弯矩：MFBC=－MFCB=－1/12×ql2=－1/12×3×82=－64(kN·m)
MFCD=－3/16×Pl=－3/16×8×6=－9(kN·m)
(3)分配与传递：
0.5 0.5 0.4 0.6
－16＋16－9
－1.4－2.8－4.2
4.35 8.7 8.7 4.35
－0.87－1.74－2.59
七（本大题8分）已知图示结构的M图,作FQ,FN图。
八（本大题10分）作图示结构FQB左，MF的影响线。
九（本大题12分）用力矩分配法计算并作图示对称结构的M图。已知：q=40 kN/m各杆EI相同。
结构力学自由度的计算例题及解析
1. 对于一个简单的平面桁架结构，若共有6个节点和10根构件，那么其自由度为多少？- A. 6- B. 8- C. 10- D. 122. 在一个平面梁结构中，每个支座具有多少个约束？- A. 1- B. 2- C. 3- D. 43. 计算一个刚性连接的平面框架结构的自由度时，若结构有8个节点和12根构件，自由度公式为：自由度 = 3n - 2j，其中n是节点数，j是构件数。
该结构的自由度是多少？- A. 4- B. 6- C. 8- D. 104. 一个平面结构中，假设有4个节点，6根构件，所有构件都在一个平面上，计算其自由度时需考虑：- A. 3自由度每节点，减去2自由度每构件- B. 2自由度每节点，减去1自由度每构件- C. 2自由度每节点，减去2自由度每构件- D. 3自由度每节点，减去1自由度每构件5. 对于一个三维空间的桁架结构，若有10个节点和20根构件，其自由度计算应使用的公式是：- A. 自由度 = 6n - 3j- B. 自由度 = 3n - 2j- C. 自由度 = 3n - 3j- D. 自由度 = 6n - 6j6. 在平面框架结构中，如果节点数为5，构件数为8，计算其自由度时，正确的自由度为： - A. 6- B. 8- C. 10- D. 127. 对于一个有10个节点和15根构件的平面结构，其自由度为：- A. 15- B. 18- D. 248. 一个简单的平面框架结构中有6个节点，8根构件，计算自由度时，如果框架是完全支撑的，结果是：- A. 3- B. 6- C. 9- D. 129. 对于一个空间框架结构，其中有5个节点和12根构件，计算自由度时所用的公式为： - A. 自由度 = 6n - 3j- B. 自由度 = 3n - 2j- C. 自由度 = 6n - 2j- D. 自由度 = 3n - 3j10. 若一个平面结构中节点数为7，构件数为10，且结构为刚性框架，计算其自由度时，结果为：- A. 5- B. 7- C. 9- D. 11。
《结构力学习题》(含答案解析)
第三章 静定结构的位移计算一、判断题：1、虚位移原理等价于变形谐调条件，可用于求体系的位移。
2、按虚力原理所建立的虚功方程等价于几何方程。
3、在非荷载因素(支座移动、温度变化、材料收缩等)作用下，静定结构不产生内力，但会有位移且位移只与杆件相对刚度有关。
4、求图示梁铰C 左侧截面的转角时，其虚拟状态应取：A.;; B.D.C.=1=15、功的互等、位移互等、反力互等和位移反力互等的四个定理仅适用于线性变形体系。
6、已知M p 、M k 图，用图乘法求位移的结果为：()/()ωω1122y y EI +。
M k M p 21y 1y 2**ωω( a )M =17、图a 、b 两种状态中，粱的转角ϕ与竖向位移δ间的关系为：δ=ϕ 。
8、图示桁架各杆E A 相同，结点A 和结点B 的竖向位移均为零。
a a9、图示桁架各杆EA =常数，由于荷载P 是反对称性质的，故结点B 的竖向位移等于零。
二、计算题：10、求图示结构铰A 两侧截面的相对转角ϕA ，EI = 常数。
q l l l /211、求图示静定梁D 端的竖向位移 ∆DV 。
EI = 常数 ，a = 2m 。
a a a 10kN/m12、求图示结构E 点的竖向位移。
EI = 常数 。
l l l /3 2 /3/3q13、图示结构，EI=常数 ，M =⋅90kN m , P = 30kN 。
求D 点的竖向位移。
P 3m 3m 3m14、求图示刚架B 端的竖向位移。
ql15、求图示刚架结点C 的转角和水平位移，EI = 常数 。
q16、求图示刚架中Ｄ点的竖向位移。
EI ＝常数。
l/217、求图示刚架横梁中Ｄ点的竖向位移。
EI＝常数。
18、求图示刚架中D点的竖向位移。
E I = 常数。
qll l/219、求图示结构Ａ、Ｂ两截面的相对转角，EI＝常数。
l/23l/320、求图示结构A、B两点的相对水平位移，E I = 常数。
ll21、求图示结构B点的竖向位移，EI = 常数。
结构力学试题及其答案解析汇总(完整编辑版)
#+院（系） 建筑工程系 学号 三明学院 姓名 .密封线内不要答题 密封……………………………………………………………………………………………………………………………………………………结构力学试题答案汇总一、选择题(每小题3分,共18分)1. 图 示 体 系 的 几 何 组 成 为 ： （ A ） A. 几 何 不 变 ， 无 多 余 联 系 ； B. 几 何 不 变 ， 有 多 余 联 系 ； C. 瞬 变 ； D. 常 变 。
（第1题） （第4题）2. 静 定 结 构 在 支 座 移 动 时 ， 会 产 生 ： （ C ）A. 内 力 ；B. 应 力 ；C. 刚 体 位 移 ；D. 变 形 。
3. 在 径 向 均 布 荷 载 作 用 下 ， 三 铰 拱 的 合 理 轴 线 为： （ B ）A ．圆 弧 线 ；B ．抛 物 线 ；C ．悬 链 线 ；D ．正 弦 曲 线 。
4. 图 示 桁 架 的 零 杆 数 目 为 ： （ D ）A. 6；B. 7；C. 8；D. 9。
5. 图 a 结 构 的 最 后 弯 矩 图 为 ： （ A ）A ．图 b ；B ．图 c ；C ．图 d ；D ．都不 对 。
6. 力 法 方 程 是 沿 基 本 未 知 量 方 向 的 ： （ C ） A ．力 的 平 衡 方 程 ； B ．位 移 为 零 方 程 ；C ．位 移 协 调 方 程 ；D ．力 的 平 衡 及 位 移 为 零 方 程 。
#+二、填空题（每题3分,共9分）1.从 几 何 组 成 上 讲 ， 静 定 和 超 静 定 结 构 都 是___几何不变____体 系 ， 前 者___无__多 余 约 束 而 后 者____有___多 余 约 束 。
2. 图 b 是 图 a 结 构 ___B__ 截 面 的 __剪力__ 影 响 线 。
3. 图 示 结 构 AB 杆 B 端 的 转 动 刚 度 为 ___i___, 分 配 系 数 为 ____1/8 ____, 传 递 系 数 为 ___-1__。
结构力学考试题及答案
结构力学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 静定结构与超静定结构的区别在于：A. 结构的形状B. 结构的受力情况C. 结构的约束数量D. 结构的材料答案：C2. 力的三要素包括：A. 大小、方向、作用点B. 大小、形状、作用点C. 大小、方向、形状D. 形状、方向、作用点答案：A3. 在结构力学中，以下哪个不是基本的内力类型：A. 轴力B. 剪力C. 弯矩D. 扭矩答案：D4. 梁的弯矩与剪力之间的关系是：A. 互为线性关系B. 互为正弦关系C. 互为余弦关系D. 没有直接关系答案：A5. 根据弯矩图，以下哪个说法是正确的：A. 弯矩图的正负表示受拉或受压B. 弯矩图的正负表示顺时针或逆时针C. 弯矩图的正负表示梁的上侧或下侧D. 弯矩图的正负表示梁的左端或右端答案：B二、简答题（每题10分，共30分）6. 简述结构力学中的静定与超静定的概念。
答案：静定结构是指在已知外力作用下，结构的内力和位移可以唯一确定的结构。
而超静定结构则是指在已知外力作用下，结构的内力和位移不能唯一确定，需要通过额外的方程来求解的结构。
7. 描述梁的剪力和弯矩是如何影响梁的变形的。
答案：剪力主要影响梁的局部变形，如梁的局部弯曲或扭转。
弯矩则影响梁的整体变形，导致梁的弯曲。
剪力和弯矩的组合作用决定了梁的最终变形形状。
8. 什么是结构的稳定性？为什么结构的稳定性很重要？答案：结构的稳定性是指结构在受到外力作用时，能够保持其原有的平衡状态而不发生失稳的能力。
结构的稳定性很重要，因为它直接关系到结构的安全和使用寿命。
三、计算题（每题25分，共50分）9. 给定一根简支梁，长度为L，承受均布荷载q。
求梁的弯矩表达式。
答案：对于一根简支梁，其弯矩表达式为：\[ M(x) = \frac{qL^2}{8} - \frac{qx^2}{2} \]其中，\( x \) 是梁上任意一点到支点的距离。
10. 给定一个悬臂梁，长度为L，自由端承受一个集中力P。
结构力学试题及答案
结构力学试题及答案第一题：一个竖立的、长度为L的悬臂梁上承受均布载荷w，各截面的弯曲半径r随其距左端的水平距离x的变化规律为r=2x，试求该梁各截面的弯矩M和剪力V的分布情况。
解答：对于悬臂梁来说，在截面x处的剪力V和弯矩M可以通过以下公式计算得出：剪力V = -wx弯矩M = -wx^2/2由于此题中弯曲半径和$x$之间的关系为$r=2x$，我们可以得到：$wR = EIκIz$即$-wx = E\frac{2x}{R}Iz$解方程可得$V = -\frac{6}{5} \frac{wL}{R}$$M = \frac{3}{10} \frac{wL^2}{R}$第二题：一根横截面为矩形的固定梁，长度为L，底部宽度为b，高度为h，悬臂长度为a，已知梁的材料力学特性，试求梁在距离左端x的位置的截面上的弯矩M和剪力V的分布情况。
解答：由于梁是固定梁，可以得知横截面上的弯矩M和剪力V的计算公式如下：剪力V = -qh弯矩M = -\frac{qh}{2}(x-a)^2其中，q为单位长度上的载荷。
由于题目中给出了梁的材料力学特性，可以知道梁的弹性模量为E，截面惯性矩为I，可以得到剪应力τ和最大剪应力τmax的计算公式：剪应力τ = \frac{V}{I} \cdot \frac{h}{2}最大剪应力τmax = \frac{Vmax}{I} \cdot \frac{h}{2}通过以上公式，可以计算出横截面上的剪力V、弯矩M、剪应力τ和最大剪应力τmax的具体数值。
第三题：一个跨度为L的简支梁上均匀分布有较长的集中荷载，如何确定梁上各部位的最大弯矩位置和最大弯矩值？解答：对于简支梁，可以通过以下步骤来确定各部位的最大弯矩位置和最大弯矩值：1. 计算梁的支点反力。
根据梁的简支边界条件，可以求得支点的反力，反力的大小等于荷载的大小。
根据反力的大小和荷载的位置，可以推算出反力的具体数值。
2. 根据荷载分布确定载荷大小。
结构力学例题
结构力学例题
题目：加载斜拉桥的结构力学分析
问题描述：
一座斜拉桥长L，其中铺装部分重量为W1，桥墩的重力荷载为W2。
斜拉桥的主梁采用直线模型，两侧各有m个斜拉索，每个斜拉索的倾角为α，斜拉索与水平方向的夹角为β。
主梁上负载作用的形状近似为三角形，其均布荷载为q。
问题要求：
1. 利用结构力学的原理，绘制该斜拉桥的受力示意图。
2. 计算斜拉桥的主梁在A点（主梁中央）的受力情况：弯矩、剪力、轴力。
3. 根据受力情况，确定主梁在A点的最大正向弯矩及其位置。
4. 根据受力情况，确定主梁的最大剪力及其位置。
5. 根据受力情况，确定主梁上的合力图。
解决方案：
1. 绘制斜拉桥的受力示意图：
a. 主梁受到均布荷载q，产生弯矩和剪力；
b. 主梁两侧斜拉索上的受力：水平拉力TH，竖直拉力TV，合力TF；
c. 桥墩受到重力荷载W2和部分主梁重力荷载W1。
2. 主梁在A点的受力情况：
a. 弯矩M = q * L * L / 8；
b. 剪力V = q * L / 2；
c. 轴力N = 0。
3. 主梁在A点的最大正向弯矩及其位置：
a. 最大正向弯矩为Mmax = q * L * L / 8；
b. 最大正向弯矩位置为主梁距离A点为L / 2。
4. 主梁的最大剪力及其位置：
a. 最大剪力为Vmax = q * L / 2；
b. 最大剪力位置为A点。
5. 主梁上的合力图：
a. 合力图为一负弯矩图，表明主梁在A点为凸向下弯曲；
b. 弯矩随距离A点的增加而减小；
c. 剪力图为一等值线型，剪力大小为Vmax。
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v AF 7Pl3 60EI
此道题也可采用李兹法。设挠度曲 线 。 n
v(x) ai xi i 1
例5 用矩阵法写出下图所示连续梁单元 ①②的单元刚度矩阵，建立总刚度方 程，并进行约束处理，计算节点处的 位移。已知EI为常数，A l3 / (12EI ) 。
l
3
l
解:(1)根据结构的受力特点，将它离散 为2个单元，3个节点，并建立杆元的 局部坐标及结构的总坐标如上图所示。
结构力学例题
例1 利用梁的弯曲要素表计算下图中梁 的固定端弯矩。已知 l / (6EI) 。
解：由叠加法原理可将上述结构拆为下 列情况的组合。
q
M1
M2
ql / 3
通过查弯曲要素表有
图（a）中
1
M1l 3EI
M 2l 6EI
2
M1l 6EI
M 2l 3EI
图 (b) 中
3
1 45
ql 3 EI
M 32 0
弯矩图如下所示：
0.065ql 2
0.18ql 2
0.25ql 2
0.125ql 2
例4 用能量法求解如图所示梁的静不定 性。已知图中EI为常数，柔性系数
。 A l3 / (12EI )
解:设弹性支座处的支反力为F，则有力 的平衡关系可得弯矩分布函数，如下：
M (x) (F P)x (3P F)l (0 x l) 2
则杆元①在总坐标系中的刚度矩阵为
杆元②的局部坐标与总坐标一致，故有
A 0 0 A 0 0
0
12I l2
6I l
0
12I l2
6I
l
6I
K (2)
E l
0 A
l 0
4I
0 6I
2I
l
0 A 0 0
0 12I 6I 0 12I 6I
（5）
联立（4）（5）式得
M 2 11q0l02 / 90 M 3 q0l02 / 180
同时可解得
v AR A( P M2 m) 19 qolo4
2
l0
540 EI
例3 试求解下图连续梁的静不定问题。 已知 ， ， ， P ql l12 l23 l I12 I23 I l / (6EI ) A l3 / (12EI ) 。画出弯矩图。
再列节点1处弹性支座的补充方程式:
v AR A( P M 2 m )
2
l0
（3）
整理（1）（2）（3）式，并带入 Q q0l0 / 2
P 0.8q0l0 m q0l02 /15 A l03 / (6EI ) 得：
5M 2 M 3 37q0l02 / 60
（4）
M 2 2M3 2q0l02 / 15
(2)计算杆元的刚度矩阵。
杆元①:
A 0 0 A 0 0
0
12I
6I
0 12I
6I
l2
l
l2 l
K
(1)
E l
0 A
6I l 0
4I
0 6I
2I
l
0 A 0 0
0
12I l2
6I l
0
12I l2
6I l
0
6I
2I
0 6I
4I
l
l
杆元①需进行坐标转换，因 270o,故坐 标转换矩阵为
7 ql3 4 360 EI
图（c）中
5
1 48
ql 3 EI
6
1 48
ql 3 EI
由边界条件 左端点 0 ;即
1 3 5 0 （1） 右端点 2 ;即
2 4 6 2 （2）
整理得
2M1
M2
31 120
ql 2
M1
3M 2
29 120
ql 2
解得
M1
8 75
ql 2
M2
6EI
2
2
48EI
弹性支座的应变能
V2
1 2
AF 2
F 2l3 24EI
系统的总应变能
V V1 V2
l3 [(F P)2 3(3P F )(P F ) 3(3P F )2 ] P2l3 F 2l3
6EI
2
2
48EI 24EI
由“最小功原理”知
V 0 F
解得
F 7P 5
弹性支座处的挠度
9 200
ql 2
例2 用力法求解下图简单刚架，设各杆 之长度均为L,断面惯性矩均为I，并已知
P 0.8q0l0 m q0l02 / 15 A l03 / (6EI )
解: 本例的刚架为静不定结构，现将节 点3处的刚性固定约束去除，并在节点2 处切开，加上未知弯矩 M3和 M2 ，原来 作用于节点2上的外力矩m可考虑在杆1-2 上亦可考虑在杆2-3上，今考虑在杆1-2 上。于是得到两根单跨梁如下图所示。
M (x) P(3l x) 2
(l x 3l / 2)
该系统的变形能主要由两部分组成杆所 具有的变形能 V1 和弹性支座所具有的 变形能V2 。
杆件所具有的变形能
V1
[(F P)x (3P F)l]2
l 0
2 2EI
dx
3l (Px 3Pl )2
2 l
2 2EI
dx
l3 [(F P)2 3(3P F )(P F ) 3(3P F )2 ] P2l3
1
13 ql 3 1200 EI
2
ql 3 120 EI
3
3ql 3 200 EI
v3
8ql 2 300 EI
进而可得
M 12
6EI1
l
13ql 2 200
0.065 ql2
M 21
M
21
M
' 21
ql 2 8
2EI1
l
4 EI 2
l
9ql 2 50
0.18ql 2
M 23 M 21 0.18ql 2
变形连续条件为节点2转角连续及 节点3转角为零，利用单跨梁的弯曲要 素表，这两个条件给出:
• (m M2 )l0 v Pl02 M2l0 M3l0 7Ql02
3EI
l0 16EI 3EI 6EI 180EI
•
M 2l0 M 3l0 2Ql02 0
6EI 3EI 45EI
（1） （2）
M12'
4EI l
1
2EI l
2
（3） （4）
M
' 21
2EI l
1
4EI l
2
M 23 M 32 ql 2 12
M
' 23
4EI l
2
6EI l2
v3
2EI l
3
M
' 32
2EI l
2
6EI l2
v3
4EI l
3
N 32 ql 2
N32'
6EI l2
2
12EI l3
v3
6EI l2
3
将其带入整理，联立求得
A
解：设节点1、2、3的转角位移为 1,2,3 节点3的挠度为v3 。 根据平衡条件有
节点1 节点2
M12
M 12
M12'
1 (M 23 M23' ) 0 （2）
节点3 其中
M 32 M32' 0
N 32
N32'
v A
M 12 M 21 Pl ql 2 88