哈工大结构风工程课后习题答案
哈工大工程制图习题册答案
(1)
(2)
第四章 平面与曲面立体相交、两曲面立体相交
4-5 完成曲面立体被截切后的各投影
(1)
(2)
第四章 平面与曲面立体相交、两曲面立体相交
4-6 完成圆球被截切后的各投影
(1)
(2)
第四章 平面与曲面立体相交、两曲面立体相交
4-7 画出曲面立体被截切后的侧面投影
(1)
(2)
第四章 平面与曲面立体相交、两曲面立体相交
b′ m′ a′ c′ b a m c k′ a′
b′
d′
c′ c d
X
X
a k
答： 属于
b
答： 不属于
(3) 点K从属于相交二直线决定的平面，求其水平投影。
(4) 过点A作铅垂面与V面倾角为45°。
c′ k′ a′ d′
b′ a′
X
c k a
b
X
a
d
第二章 点、直线和平面
2-15 补全平面图形所缺的投影
(1)
(2)
(3)
(4)
第二章 点、直线和平面
2-20 过点K作一平面平行给出的平面
(1)
(2)
第三章 立体
3-1 补出平面立体的第三投影，并求表面点的各投影
(1) 五棱柱 (2) 正三棱锥
b' a'
(b") a" (a') b' a b a" (b")
a
(3) 四棱柱
b
(4) 六棱柱
(b') a'
a′
Z
a
b
b
X
b
O
YW X
a
O
【哈工大 建筑施工技术】建筑施工技术习题集与答案
旗开得胜《建筑施工技术》精品课程习题集与答案一单项选择题：（1）1从建筑施工的角度,可将土石分为八类,其中根据( ),可将土石分为八类.（C ）A粒径大小 B.承载能力 C.坚硬程度 D.孔隙率2根据土的坚硬程度,可将土石分为八类,其中前四类土由软到硬的排列顺序为( A )A松软土、普通土、坚土、砂烁坚土B普通土、松软土、坚土、砂烁坚土C松软土、普通土、砂烁坚土、坚土D坚土、砂烁坚土、松软土、普通土3在土石方工程中，据开挖的难易程度可将土石分为八类，其中（C ）属于六类土。
A软石B坚石C次坚石D特坚石4土的天然含水量是指（B ）之比的百分率。
A土中水的质量与所取天然土样的质量B土中水的质量与土的固体颗粒质量C`土的孔隙与所取天然土样体积D土中水的体积与所取天然土样体积5土方建筑时，常以土的（C ）作为土的夯实标准。
A可松性B天然密度C干密度D含水量6填土的密度常以设计规定的（D ）作为控制标准。
A可松性系数B孔隙率C渗透系数D压实系数1旗开得胜7基坑（槽）的土方开挖时，以下说法不正确的是（C ）A土体含水量大且不稳定时，应采取加固措施B一般应采用“分层开挖，先撑后挖”的开挖原则C开挖时如有超挖应立即整平D在地下水位以下的土，应采取降水措施后开挖8填方工程中，若采用的填料具有不同的透水性时，宜将透水性较大的填料（C ）A填在上部B填在中间C填在下部D与透水性小的填料掺合9填方工程施工（A ）A应由下至上分层填筑B必须采用同类土填筑C当天填土，应隔天压实D基础墙两侧应分别填筑10可进行场地平整、基坑开挖、土方压实、松土的机械是（A ）A推土机 B 铲运机C平地机D摊铺机11铲运机适用于（B ）工程A中小型基坑开挖B大面积场地平整C河道清淤D挖土装车12正挖土机挖土的特点是（B ）A后退向下，强制切土B前进向上，强制切土C后退向下，自重切土D直上直下，自重切土13正铲挖土机适宜开挖（C ）2A停机面以下的一~四类土的大型基坑B有地下水的基坑C停机面以上的一~四类土的大型基坑D独立柱基础的基坑14反铲挖土机能开挖（B ）A停机面以上的一~四类土的大型干燥基坑及土丘等B停机面以下一~三类土的基坑、基槽或管沟等C停机面以下的一~二类土的基坑、基槽及填筑路基、堤坝等D停基面以下的一~二类土的窄而深的基坑、沉井等15抓铲挖土机适于开挖（C ）A山丘开挖 B 场地平整土方C水下土方D大型基础土方16对河道清淤工程，适用的挖土机械是（C ）A正铲 B 反铲C拉铲 D 抓铲17某工程使用端承桩基础，基坑拟采用放坡挖，其坡度大小与（A ）无关A持力层位置B开挖深度与方法C坡顶荷载及排水情况D边坡留置时间18在土质均匀、湿度正常、开挖范围内无地下水且敞漏时间不长的情况下，对较密实的砂土和碎石类土的基坑或管沟开挖深度不超过（A ）时，可直立开挖不加支撑A1.00m B1.25m C1.50m D2.00m319以下支护结构中，既有挡土又有止水作用的支护结构是（D ）A混凝土灌注桩加挂网抹面护壁B密排式混凝土灌注桩C土钉墙D钢板桩20以下支护结构中，无止水作用的支护结构是（A ）A .H型钢桩加横插板B地下连续墙C深层搅拌水泥土墙D密排桩间加注浆桩21在较深的基坑中，挡土结构的支撑不宜使用（A ）形式A自立式（悬臂式）B锚拉式C土层锚杆D坑内水平式22某管沟宽度为8m，降水轻型井点在平面上宜采用（B ）形式A单排B双排C环形 D.U形23某轻型井点采用环状布置，井点管理设面距基坑底的垂直距离为4m，井点管至基坑中心线的水平距离为10m，则井点管的埋设深度（不包括滤管长）至少应为（B ）A 5mB 5.5mC 6mD 6.5m24观察验槽的内容不包括（D ）A基坑（槽）的位置、尺寸、标高、和边坡是否符合设计要求B是否已挖到持力层C槽底土的均匀程度和含水量情况D降水方法与效益425观察验槽的重点应选择在（ C ）A基坑中心线B基坑边角处C受力较大的部位D最后开挖的部位26换土垫层法中，（C ）只适用于地下水位较低，基槽经常处于较干燥状态下的一般粘性土地基的加固A砂垫层B砂石垫层C灰土垫层D卵石垫层27在夯实地基法中，（B ）适用于处理高于地下水位0.8m以上稍湿的黏性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基的加固处理A强夯法B重锤夯实法C挤密桩法D砂石桩法28（A ）适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的黏性土、粉土、湿陷性黄土及填土地基等的深层加固A强夯法B重锤夯实法C挤密桩法D砂石桩法29（C ）适用于处理地下水位以上天然含水率为12%~25%、厚度为5~15m的素填土、杂填土、湿陷性黄土以及含水率较大的软弱地基等A强夯法B重锤夯实法C灰土挤密桩法D砂石桩30（B ）适用于挤密松散的砂土、素填土和杂填土地基A水泥粉煤灰碎石桩B砂石桩C振冲桩D灰土挤密桩31深层搅拌法适于加固承载力不大于（）的饱和黏性土、软黏土以及沼泽地带的泥炭土等地基Ａ0.15MPa B 0.12MPa C 0.2MPa D 0.3MPa532在地基处理中，（）适于处理深厚软土和冲填土地基，不适用于泥炭等有机沉淀地基A预压法-砂井堆载预压法B深层搅拌法C振冲法D深层密实法33已浇筑的混凝土强度达到（）时，方准上人施工A1.5N/mm2 B2.5N/mm2 C1.2N.mm2 D2.0N/mm234筏型基础及箱型基础施工前，如地下水位较高，可采用人工降低地下水位线至基坑以下不少于（），以保证在无水情况下进行基坑开挖和基础施工A200mm B300mm C500mm D1000mm35 筏板基础混凝土浇筑完毕后，表面应覆盖和洒水养护时间不少于（）A7d B14d C21d D28d36当筏板基础混凝土强度达到设计强度的（）时，应进行基坑回填A10% B20% C30% D50%37当采用机械开挖箱型基础土方时，应在基坑底面标高以上保留（）厚的土层，采用人工清底A200~400mm B1000~300mm C300~500mm D500~1000mm38箱形基础的底版、内外墙和顶板宜连续浇筑完毕。
机械结构有限元分析第二章课后答案 哈工大
εz =
∂w =0 ∂z
γ xy =
∂u ∂v + =0 ∂y ∂x
γ yz =
∂v ∂w + =0 ∂z ∂y
γ zx =
∂u ∂w + = 12 × 10 2 ∂z ∂x
2.9 一具有平面应力场的物体，材料参数为 E、v。有如下位移场
u (x, y ) = ax 3 − bxy 2
v(x, y ) = cx 2 y − dy 3
εz
γ xy
γ yz
γ zx ]
T
式中， D —弹性矩阵，是一个常数矩阵。 虚位移原理：一个弹性体在外力和内力作用下处于平衡状态，则对于任何约束允许的虚位移来 说，外力所做的虚功等于内力的虚功。
2.2 说明弹性力学中的几个基本假设。
答：弹性力学中的几个基本假设有：
（1）连续性假定，指假定整个物体的体积都被组成该物体的介质所填满，不存在任何空隙。 （2）完全弹性假定，指假定物体服从胡克定律，即应变与引起该应变的应力成正比。 （3）均匀性假定，指假定整个物体是由同一材料组成的。
2 ∂ 2ε x ∂ ε y ∂ 3u ∂ 3v + = + = 2c − 2b ∂y 2 ∂x 2 ∂x∂y 2 ∂y∂x 2
∂ 2 γ xy ∂x∂y
= 2c − 2b
2 2 ∂ 2 ε x ∂ ε y ∂ γ xy 所以满足 的相容方程 + = ∂x∂y ∂y 2 ∂x 2
2.10 一具有平面应力场的物体，材料参数为 E、v。有如下位移场
σy =
⎛ ∂v ∂u ⎞ 4v ⎡⎛ 3aE Eb ⎞ 2 ⎛ ⎞ 2⎤ ⎜ ⎜ ∂y + µ ∂x ⎟ ⎟ = 4v − E ⎢⎜ c + 2v − 3a ⎟ x − ⎜ 3d + 2v − b ⎟ y ⎥ ⎠ ⎝ ⎠ ⎦ ⎣⎝ ⎝ ⎠
哈工大荷载与结构设计风荷载(1)
陆地地面物体征象
海面状态
6 7 8 9 10
Strong breeze强 风 Moderate gale疾 风 Fresh gale大风 Strong gale烈风 Whole gale狂风
小树枝摇动，电线呼呼 响 全树摇动，迎风步行不 便 微枝折毁，人向前行阻 力甚大 建筑物有小损 可拔起树来，损坏建筑 物 陆上少见，有则必有广 泛破坏
第六节 风振系数
二、风振系数的计算
结构基本自振周期的计算：按照结构力学的方法求解
多自由度体系基本自振周期方程求解十分复杂 可采用有限元方法进行电算求解 工程中常采用经验公式近似求解
第六节 风振系数
二、风振系数的计算
结构基本自振周期的近似计算
高耸结构
高层建筑 钢结构 T 1 ( 0 . 10 ~ 0 . 15 ) n 钢筋混凝土结构 T 1 ( 0 . 05 ~ 0 . 10 ) n 钢筋混凝土框架和框架剪力墙结构 钢筋混凝土剪力墙结构
需通过风洞试验的方法确定 同一个面上各点风压分布不均匀，采用加权平均
三、风荷载体型系数的取用
《建筑结构荷载规范》《高层建筑设计规范》给出了不同类 型建、构筑物的风荷载体型系数 上述表中未列出的建筑物的体型，应由风洞试验确定 高层建筑高度大于200m，体型复杂高层高度大于150m， 宜采用风洞试验来确定建筑物的风荷载
第三节 基本风压
三、基本风压与基本风速的关系
2g v
2
标准大气压情况下
v
2
0 . 012018kN
/ m3
1630
基本风压计算结果见附表
第三节 基本风压
四、非标准条件下风压与风速的换算关系 非标准高度的换算
哈工大荷载与结构设计风荷载(2)
由于地面粗糙度为C类，基本风压应乘以0.62，得0.156 查表4.7，差值，得 1.258
根据H/B，查表4.11，差值得
0.417
例题
风振系数的计算： 按公式计算第一振型系数
z 0.7 z tan 4 H
风振系数计算结果如下：
K1设计风速换算系数；1.0和0.85 K2风载体型系数；
K3风压高度变化系数；
K4地形、地理条件系数； W0基本风压
第九节 桥梁风荷载
二、平均风作用的计算
纵向风力
对于梁式桥的上部结构，可不考虑纵向风力 桁架式纵向风压按横向风压的40% 吊桥塔架上的纵向风压按横向风压 桥墩上的纵向风压，按横向风压的70%，且桥墩间相互干扰应考虑折减 一般情况下，不考虑桥梁上车辆的风力；对于吊桥、斜拉桥、浮桥，必要 时可考虑桥上的车辆所受的风力
T1 (0.05 ~ 0.10)n
H T1 0.25 0.53 10 3 B
-3 2
T1 (0.06 ~ 0.08)n
取基本自振周期为：0.6s
例题
风振系数的计算： 按公式计算风振系数
z 1 z z
求脉动增大系数
先求
2 0 T1
2 0 T1 0.252
亚临界范围（ Re 3.0105）：风速较低，工程可采用构造措施控制结构顶
部风速 超临界范围（ 3.0105 Re 3.0106 ）：
结构横向振动具有随机性，不会产生共振响应，一般可不考虑横向风振
跨临界范围（ 3.0106 R e）：必须进行横向风振的验算，跨临界强风引起 的z高度处，振型j的等效风荷载按下式确定
第九节 桥梁风荷载
四、风升力的作用
哈工大_结构力学_第一章习题答案解密版
1-1 答：(a) 可看成11个刚片，F 、J 两个固定铰支座，想当四根链杆，再加上A 、E 处三个链杆，总计7根链杆。
B 、C 、D 、G 、H 、I 共6个连接三个刚片的复刚结点，相当于12个单铰。
因此，由计算公式()()20710h b +⋅+++=−33 113312W m g =⋅−⋅=×−×(单纯由W 的结果不能判断其是否能作为结构。
但是，显而易见，即使将ABCDEFGHIJ 整个看成一个刚片（当成一根梁），有A 、E 处三个链杆即构成“简支梁”，是静定的。
因此，W < 0体系属有多余约束的几何不变体系，是可以做结构用的，是有10个多余联系的几何不变体系（超静定结构）。
(b) 可看成1个刚片FJ 和 A 、B 、C 、D 、E 5点10根链杆（包括A 、E 处三个链杆）组成， F 、J 处两个单铰相当4根链杆，因此总链杆数为14。
由计算自由度公式可得 )()3232 =312500141W m j g h b =⋅+⋅−⋅+⋅+×+×−++=−W j单纯由W 的结果不能判断其是否能作为结构。
但是，利用减二元体规则可知体系几何不变，是有一个多余约束的超静定结构。
(c) 本题有6个结点，由31根链杆相连。
由计算自由度公式可得2216311b =⋅−332W =×−×3524332W =×−×−×=−210200W =×−=由此可确定此体系是几何可变体系，不能作为结构。
1-2 答：：(a) 三个刚片：AD 、BDEF 、FC ，刚片间有两个单铰： D 、F ， 三个刚结点：A 、B 、C 。
2334−×=−此体系几何不变，有4个多余约束，是超静定结构。
(b) 5个刚片：AD 、DE 、EBF 、FG 、GC ，4个单铰： D 、E 、F 、G ，三个刚结点：A 、B 、C 。
哈工大王焕定版结构力学参考答案
王焕定版结构力学第6章习题答案6-1 试确定图示结构位移法的基本未知量。
解(a) n=2(b) n=1(c) n=2 （e) n=5(f) n=2(d) n=36-2 试用位移法作图示刚架的M基本结构解 1111P 0k F Δ+=111P 1245kN m k i F ==−， 1154kN m iΔ=⋅11P M M M =Δ+习题5-2图90M P 图(kNm)1M 图M 图(kNm)6-3试用位移法作图示刚架的M图。
习题5-3图1M图及系数k11、k21的求解i3i/l2M图及系数k12、k22的求解M P 图及自由项F 1P 、F 2P 的求解解111221P 1112222P 111221222221P 2P 231239752124813197254F F k k F k k F i i k i k k k l lql ql ql ql i iΔΔΔΔ===−===Δ=−Δ=−1++=0++=0，，，， 图(ql ×E 25113928ql6-4试用位移法作图示刚架的M 图。
解1111P 111P P P101010k F k i F F lF l iΔ+===Δ=−，习题5-4图基本结构1M 图M p 图ECB0.3图(F6-5 作图示刚架的M 图。
基本结构习题5-5图DA30 9012i /l 2 6i /l6i /l 6i /l6-6习题5-6图 基本结构1M 图及系数k 11、k 21的求解 4i 2i k 12、k 22的求解2i 4i M P 图(kNm)及自由项F 1P 、F 2P 的求解 60535530 712570575F N6-7 试用位移法计算图示结构，并作内力图。
基本体系习题5-7图1M 图及系数k 11、k 21的求解k 11k 212M 图及系数k 12、k 22的求解k 22M P 图(kNm)及自由项F 1P 、F 2P 的求解F 2PM 图(kNm)解111221P 1212222P 1112212221P 2P 2123361m 1m 120kNm 20kN20kNm 40kNm 3k k F k k F ii k i k k k F F iiΔΔΔΔ===−===Δ=−Δ=−1++=0++=0，，， N 图(kN)F Q 206-8基本体系习题5-8图2M 图及系数k 12、k 22的求解3i解111221P 1212222P 111221221P 2P 1252250275505151k k F k k F k i k k i k iF F i i11ΔΔΔΔ======Δ=−Δ=1++=0++=0，，，，6-12 设支座 B 下沉0.5cm B Δ=，5310kN m EI 2=×⋅。
(完整版)哈工大结构力学题库一章
第一章平面体系的几何组成分析一判断题1. 图示体系是几何不变体系。
（×）题1图题2图题3图题4图2. 图示体系为几何可变体系。
（×）3. 图示体系是几何不变体系。
（×）4. 图示体系是几何不变体系。
（√）5. 图示体系是几何不变体系。
（×）题5图题6图题19图题20图6. 图示体系为几何不变有多余约束。
（×）7. 几何瞬变体系产生的运动非常微小并很快就转变成几何不变体系，因而可以用作工程结构。
（×）8. 两刚片或三刚片组成几何不变体系的规则中，不仅指明了必需的约束数目，而且指明了这些约束必需满足的条件。
（√）9. 在任意荷载下，仅用静力平衡方程即可确定全不反力和内力的体系是几何不变体系。
（√）10. 计算自由度W小于等于零是体系几何不变的充要条件。
(×)11. 几何可变体系在任何荷载作用下都不能平衡。
(×)12. 三个刚片由三个铰相联的体系一定是静定结构。
(×)13. 有多余约束的体系一定是超静定结构。
(×)14. 有些体系为几何可变体系但却有多余约束存在。
（√）15. 平面几何不变体系的三个基本组成规则是可以相互沟通的。
（√）16. 三刚片由三个单铰或任意六根链杆两两相联，体系必为几何不变。
（×）17. 两刚片用汇交于一点的三根链杆相联，可组成几何不变体系。
（×）18. 若体系计算自由度W<0，则它一定是几何可变体系。
（×）19. 在图示体系中，去掉其中任意两根支座链杆后，所余下都是几何不变的。
（×）20. 图示体系按三刚片法则分析，三铰共线，故为几何瞬变体系。
（×）21. 有多余约束的体系一定是几何不变体系。
（×）22. 几何不变体系的计算自由度一定等于零。
（×）23. 几何瞬变体系的计算自由度一定等于零。
（×）24. 图中链杆1和2的交点O可视为虚铰。
哈工大工程流体力学部分习题详解
题中给出平板“极薄”，故无需考虑平板的体积、重量及边缘效应等。
本题应求解的水平方向的拖力。
水平方向，薄板所受的拖力与流体作用在薄板上下表面上摩擦力平衡。
作用于薄板上表面的摩擦力为：
题中未给出流场的速度分布，且上下两无限大平板的间距不大，不妨设为线性分布。
设薄板到上面平板的距离为h，则有：
[陈书1-15]图轴在滑动轴承中转动，已知轴的直径 ，轴承宽度 ，间隙 。间隙中充满动力学粘性系数 的润滑油。若已知轴旋转时润滑油阻力的损耗功率 ，试求轴承的转速 当转速 时，消耗功率为多少？（轴承运动时维持恒定转速）
【解】轴表面承受的摩擦阻力矩为：
其中剪切应力：
表面积：
因为间隙内的流速可近似看作线性分布，而且对粘性流体，外表面上应取流速为零的条件，故径向流速梯度：
作用在曲面AB上任意点处的压强均与表面垂直，即压力的作用线通过球心。简单分析可知，曲面上水平方向的液体合压力为零，液体的曲面的总作用力仅体现在垂直方向，且合力方向向上，且合力作用线通过球心。
球面的外法线方向：
其中 为纬度角， 为经度角。
曲面AB上的垂向总液体压力：
其中： ，
所以：
将 和 代入上式，得：
将 ，h=2m，R=1m， 和 代入，得：
[陈书3-8]已知流体运动的速度场为 ， ， ，式中 为常数。试求： 时过 点的流线方程。
解：
流线满足的微分方程为：
将 ， ， ，代入上式，得：
（x-y平面内的二维运动）
移向得：
两边同时积分： （其中t为参数）
积分结果： （此即流线方程，其中C为积分常数）
将t=1, x=0, y=b代入上式，得：
（1）
哈工大结构力学题库四章
第四章 力 法一 判 断 题1. 图示结构，据平衡条件求出B 点约束力，进而得图示弯矩图，即最后弯矩图。
（ ）（X ）题1图 题2图2. 图示结构用力法求解时，可选切断杆件2，4后的体系作为基本结构。
（ ）（X ）3. 图a 结构，支座B 下沉a 。
取图b 中力法基本结构，典型方程中1C a ∆=-。
（ ） （X ）题3图 题4图4. 图a 所示桁架结构可选用图b 所示的体系作为力法基本体系。
（ ）（√）5. 图a 结构，取图为力法基本结构，1C l θ∆=。
（ ） （X ）题5图 题6图6. 图a 结构的力法基本体系如图b ，主系数3311/(3)/()l EI l EA δ=+。
（ ）（X ）7. 图示结构用力法解时，可选切断1，2，3，4杆中任一杆件后的体系作为基本结构.（ ）（X ）题7图 题9图 8. 图示结构受温度变化作用，已知α，h ，选解除支杆B 为力法基本体系(设B X 向上为正)，典型方程中自由项2121()/(4)t a t t l h ∆=--。
（ ）（X ）9. 图a 结构，力法基本体系如图b ，自由项412/(8)P ql EI ∆=-。
（ ）（X ）题10图 题11图10.图示超静定梁在支座转动1A ϕ=时的杆端弯矩26.310AB M KN m =⨯⋅，22( 6.310)EI KN m =⨯⋅。
（ ）（√） 11. 图a 结构，取图b 为力法基本结构，h 为截面高度，α为线胀系数，典型方程中2121()/(2)t a t t l h ∆=--。
（ ）（X ）题12图 题13图 12. 图a 结构，取力法基本体系如图b 所示，则1/C l ∆=∆（ ）。
（X ）13. 超静定结构在荷载作用下的反力和内力，只与各杆件刚度的相对数值有关。
（ ）（√）14. 图示结构的超静定次数为4。
（ ）（X ）题15图 题16图15. 图示结构，选切断水平杆为力法基本体系时，其3112/(3)h EI δ=。
哈工大结构力学试卷参考答案
哈工大结构力学试卷参考答案呼伦贝尔学院建筑工程学院《结构力学》试卷1参考答案考试时间120分钟满分100分学院专业级班姓名学号题号得分评卷人一二三四总分能够减少自由度的装置称为约束。
5、图6所示结构的超静定次数是 6 次，此结构位移法基本未知量的个数是 6 个。
6、结构力学的研究对象是杆件结构。
图67、利用位移计算总公式计算结构位移时，对于桁架只须考虑轴力项，对于梁和刚架只须考虑弯矩项，对于拱要考虑弯矩、轴力项。
三、单项选择题（2分×10题，共20分） 1、下列结构内力只有轴力的是（C ）。
A、梁 B、刚架 C、桁架 D、拱2、图7所示平面体系的几何组成性质是（ D ）。
A、几何不变且无多余约束 B、几何可变C、几何不变且有多余约束D、几何瞬变图73、当一个竖向单位荷载沿结构移动时，表示某一量值变化规律的图形是（C ）。
A、弯矩图B、轴力图C、影响线D、剪力图 4、三个刚片用三个铰两两联结而成的体系是（ D ）。
A、几何不变B、几何可变C、几何瞬变D、以上三者均有可能 5、静定结构在几何构造上的特征是（ D ）。
A、有多余约束 B、计算自由度W等于零一、判断题（对的打“√”错的打“×”，2分×5题，共10分） 1、静定结构受温度改变影响会产生内力。
（× ）2、所谓零秆，既该杆的轴力为零，故从该静定结构去掉，并不影响结构的功能。
（× ）3、如图1所示为某超静定刚架对应的力法基本体系，其力法方程的主系数δ36/EI。
（× ）4、如图25所示结构的M图是正确的。
（√）X1 EI pl pl s θ i (a)6m l 22是X2 2EI M图p s θ i (b) 6m 图1 l图2 l 图3 5、如图3所示，（a）与（b）所示梁A端的转动刚度示相同的。
（√ ） l/2 l/2 l 二、填空题（每空1分,共15分）ql 2q B 1、图4所示结构支座A的支座反力为 3ql ，方向向上，B截面的剪力为 3ql/2 ，2A C、无多余约束 D、几何不变，且无多余约束 6、位移法的基本未知量是（ A）。
哈尔滨工业大学01-03年春秋结构力学试卷及答案共20页word资料
哈工大 2019 年春季学期结构力学试卷(请考生注意：本试卷共5页)11分）1 . (本小题 3分)图示结构中DE 杆的轴力F NDE =F P /3。
（ ）.2 . (本小题 4分) 用力法解超静定结构时，只能采用多余约束力作为基本未知量。
（ ）3 . (本小题 2分) 力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比，它与外因无关。
（ ）4 . (本小题 2分)用位移法解超静定结构时，基本结构超静定次数一定比原结构高。
（ ） 二．选择题（将选中答案的字母填入括弧内）（本大题分5小题，共21分）1 （本小题6分）图示结构EI=常数，截面A 右侧的弯矩为：（ ）A ．2/M ；B ．M ； C ．0； D. )2/(EI M 。
2. （本小题4分）图示桁架下弦承载，下面画出的杆件内力影响线，此杆件是：（ ）Ａ.ch ; B.ci; C.dj; D .cj.23. (本小题 4分)图a 结构的最后弯矩图为：A. 图b;B. 图c;C. 图d;D.都不对。
（ ）( a) (b) (c) (d) 4. (本小题 4分) 用图乘法求位移的必要条件之一是： A.单位荷载下的弯矩图为一直线；B.结构可分为等截面直杆段；C.所有杆件EI 为常数且相同；D.结构必须是静定的。
( )5. （本小题3分） 图示梁A 点的竖向位移为（向下为正）：( )Ａ．F P l 3/(24EI ); B . F P l 3/(!6EI ); C . 5F P l 3/(96EI ); D. 5F P l 3/(48EI ).三（本大题 5分）对图示体系进行几何组成分析。
四（本大题 9分）图示结构B 支座下沉4 mm ，各杆EI=2.0×105 kN ·m 2，用力法计算并作M 图。
五（本大题 11分） 用力矩分配法计算图示结构，并作M 图。
EI =常数。
六（本大题14分）已知图示结构，422.110 kN m ,10 kN/m EI q =⨯⋅=求B 点的水平位移。
哈工大结构风工程02_NaturalWindCharacteristics_单页版[1]
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以年最大风速作为概率统计的样本，由重现期和风 速的概率分布获得的某地区的设计最大风速，得到基本 风速。
20
21
§2.2 补充：概率与数理统计基础
21
22
1. 随机变量 (Random Variable)
定义：设随机试验E的样本空间Ω={ω}，若对每个样 本点ω∈Ω，都有唯一的实数X(ω)与之对应，且对任 意实数x，都有确定的概率值 Pr(X(ω)≤x)与之对应，
k <0 : 极值II型分布 （Frechet分布）
k >0 : 极值III型分布 （Weibull 分布的一种）
统计分析认为，年极值风速服从极值I型分布。
31
32
用极值Ⅰ型分布求基本风速
xI = x = b − a ln(− ln FI )
FI
=1− 1 T
,T为重现期；
代入
a=
6
π
σ
x
b = x − 0.5772a
14
15
设标准地貌的基本风速、梯度风高度及地面粗糙度系数
分别为：U0、HT0、α0；任意地貌的对应值为： U、HT、α
标准地貌
非标准地貌
梯度风速：
U HT 0
=
U0
⎛ ⎜⎝
HT 0 10
⎞α0 ⎟⎠
U HT
=
U
(
z
)
⎛ ⎜⎝
HT z
⎞α ⎟⎠
U HT 0 = U HT
HT0 = 350m
( ) U z = ( HT 0 )α0 ( HT )−α
定义：设X是随机变量，x 是任意实数, 则事件{X≤x} 的概率Pr(X≤x)称为X的累积分布函数，记为FX(x)。
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结构风工程课后思考题参考答案二、大气边界层风特性1 对地表粗糙度的两种描述方式：指数律和对数律（将公式写上）。
2 非标准地貌下的风速换算原则（P14）和方法（P15公式）。
3 脉动风的生成：近地风在流动过程中由于受到地表因素的干扰，产生大小不同的涡旋，这些涡旋的迭加作用在宏观上表现为速度的随机脉动。
在接近地面时，由于受到地表阻力的影响，导致风速减慢并逐步发展为混乱无规则的湍流。
脉动风的能量及耗散机制：而湍流运动可以看做是能量由低频脉动向高频脉动过渡，并最终被流体粘性所耗散的过程。
在低频区漩涡尺度较大，向中频区（惯性子区）、高频区（耗散区）漩涡尺度逐渐减小，小尺度涡吸收由惯性子区传递过来的能量，能量最终被流体粘性所耗散。
4 Davenport谱的特点：先写出公式通过不同水平脉动风速谱的比较：（1）D谱不随高度变化，而其他谱（如Kaimal谱、Solari谱、Karman谱）则考虑了近地湍流随高度变化的特点；（D谱不随高度变化，在高频区符合-5/3律，没有考虑近地湍流随高度变化的特点；）（2）D谱的谱值比其它谱值偏大，会高估结构的动力反应，计算结果偏于保守。
（3）S u(0)=0,意味着L u=0，与实际不符。
5 湍流度随高度及地面粗糙程度的变化规律：随地面粗糙度的增大而增大，随高度的增加而减小。
积分尺度随高度及地面粗糙程度的变化规律：大量观测结果表明，大气边界层中的湍流积分尺度是地面粗糙度的减函数，而且随着高度的增加而增加。
功率谱随高度及地面粗糙程度的变化规律：随着高度增大和粗糙度的减小，能量在频率上的分布趋于集中，谱形显得高瘦；随着高度减小和粗糙度的增大，能量在频率上的分布趋于分散，谱形显得扁平。
相干函数随高度及地面粗糙程度的变化规律：随地面粗糙度的增大而减小，随高度的增加而增大。
6 阵风因子与峰值因子的区别：阵风因子G=U’/U,是最大风速与平均风速的比值；峰值因子g=u max/σu是最大脉动风速与脉动风速均方根的比值。
联系：二者可以相互换算：G=(U’+gσu)/U’=1+gσu/U’=1+gI U。
三、钝体空气动力学理论1 钝体绕流的主要特征有：（1）粘性效应：气体粘性随温度升高而增大，液体粘性随温度升高而减小。
（2）边界层的形成：由于粘性效应，使靠近物体表面的空气流动速度减慢，形成气流速度从表面等于零逐渐增大到与外层气流速度相等，形成近壁面流动现象。
（3）边界层分离：如果边界层内的流体微粒速度因惯性力减小到使靠近表面的气流倒流，便出现了边界层分离。
（4）再附：在一定条件下，自建筑物前缘分离的边界层会偶然再附到建筑物表面，这时附面层下会形成不通气的空腔，即分离泡。
每隔一段时间分离泡破裂产生较大的风吸值，产生一个风压脉冲。
（5）钝体尾流：对于细长钝体，漩涡脱落是在其两侧交替形成的。
漩涡脱落时导致建筑物出现横向振动的主要原因。
（6）下冲气流：由于受到迎风面的建筑物的阻挡作用，使部分气流转向下方形成漩涡，从而在地面上出现反向气流。
2 流体与固体在本构特性上的差异：流体与变形速度紧密相关，而固体在弹性阶段剪应力不随变形速度变化而变化。
（1）固体：弹性体与变形速度无关，理想弹性体在达到屈服应力后随变形速度增大而增大。
（2）液体：牛顿液体、非牛顿液体、理想流体。
粘性流体中，不仅产生剪应力，还会产生附加的法向应力。
基于牛顿流体的本构关系：P43 N-S方程中各项及反应的物理意义。
P4~P5瞬态项：即局部导数，代表同一位置处，由于时间变化而引起的速度变化，反映了场的非定常性。
对流项：即变位导数，代表同意瞬时，由于空间位置变化引起的速度变化，反映了场的非均匀性。
源项：与原始压力有关，且一直都存在。
耗散项：涉及动力粘性系数，与粘性有关，为非线性项。
4 拟定常假定以及基于该假定的脉动风压系数推导：P4~P55 气动导纳的作用:是结构形状、尺寸以及来流湍流特性的函数，用于描述风速谱与气动力谱之间的频率传递关系，作用是用准定常的气动力来表达非定常的气动力。
它是通过气动导纳函数χ2来实现，将一个真实物体的表面风压修正到完全相关的理想状态。
气动导纳随折减频率的变化规律：随频率的增加而减小，说明高频率的小尺度涡更易丧失相关性。
6 以圆柱绕流为例，叙述亚临界、超临界和高超临界区的流动特性：（1）亚临界区（3×102<R e<3×105）: （2）超临界区（3×105<R e<3.5×106）:（3）高超临界区（3×106<R e）：7 叙述几种改变雷诺数效应的方法：（1）提高表面粗糙度和来流湍流度均可减小临界雷诺数，提高最小阻力系数。
其根本在于促进了转捩的提前发生。
（2）采用尖角方柱。
尖角方柱的阻力系数基本不随R e变化，分离点位置固定在迎风尖角处。
（3）改变压力或温度。
（4）改变流场介质。
8 斯托拉哈数及其随雷诺数的变化规律（以圆柱为例进行说明）：斯托拉哈数是流体惯性力与粘性力的比值，摆出公式。
随雷诺数的变化规律：（1）在亚临界区，漩涡周期性脱落，S t约等于0.19，基本保持不变；（2）在超临界区，漩涡随机脱落，S t突增至0.4以上，并随R e的增大而减小；（3）在高超临界区，漩涡规则脱落，S t跳跃至0.2以下，约为0.19~0.30，并随R e的增大而增大。
四、结构风振响应分析与等效静力风荷载确定1 频响函数随频率比的变化规律：当β<1时，H随β增大而略呈增大趋势；当β在1附近时，结构将发生共振加强，H突然增大，当β=1时H达到峰值1/4ξ2k2；当β>1后，H随β增大而减小。
2 。
3 阵风荷载因子法与惯性力法的区别:（1）基本思想不同：阵风荷载因子法基本思想：用峰值响应与平均响应的比值（阵风荷载因子）来反映结构对脉动风的放大作用。
惯性力法基本思想：从结构动力平衡方程出发，研究峰值响从结构动力平衡方程出发，研究峰值响应对应的真实最不利荷载。
（2）计算思路不同：阵风荷载因子法：通过极值动力响应得到阵风荷载因子，求出等效静风荷载，并得到结构在等效静风荷载作用下的静力响应。
惯性力法：结构在脉动风荷载作用下的动力响应，可以看作在广义外荷载作用下的静力响应。
结合特征值方程，仅考虑第1阶振型的惯性力作用求得最大静力等效荷载和总静风荷载。
（3）适用条件不同：阵风荷载因子法：适用于刚度较大的结构。
惯性力法：适用于结构刚度较小的结构。
4 等效静风荷载的计算中需要注意的事项：（1）结构在脉动风荷载作用下的动力响应，可以看作在广义外荷载作用下的静力响应。
（2）仅考虑第1阶振型的惯性力作用（3）计算结构其它响应时（如高层结构的各高度处的剪力和弯矩），将有可能低估结构响应。
（4）该方法适用于结构刚度较小的结构。
5 如何根据结构的响应特点判断响应类型；（1）按响应方向判断：A若为顺风向响应，则一般为顺风向抖振；B若为横风向响应，则为一般为涡激振动或横风向弯曲驰振；C若既有顺风向又有横风向响应，则为横风向与顺风向振动的组合。
（2）按照失稳方式判断：A若为弯曲或扭着的单自由度气弹失稳，则为驰振；B若为弯扭耦合的气弹失稳，则为颤振。
（3）按响应性质判断：A若为由来流的速度脉动引起的结构随机振动,为抖振；B因结构自身或其它结构形成的涡旋引起的结构受迫振动，为涡激振动；C在某些情况下，激励部分可以产生负阻尼成分，当风速达到某值时负阻尼大于正阻尼，此时振幅增大，直到产生失稳式破坏，则为自激振动。
6 针对不同的风振响应类型，可采取哪些措施来提高结构的抗风性能（1）顺风向抖振振动，提高结构的抗风性能措施：可以通过增大结构或构件刚度，或减小质量，从而增大结构基频，使得横风向共振响应区后移，增大背景响应区所占比例，从而减小顺风向抖振响应。
（2）横风向涡激响应的控制措施：A增加结构构件。
最常用的是在结构中增加拉索式构件或加强层。
B安装耗散材料或装置。
C设置调频阻尼器。
（3）横风向弯曲驰振的控制措施：安装调质阻尼器(TMD)提高结构阻尼比以提高临界风速；对矩形截面采用倒角的方法以降低升力系数的负斜率的绝对值，从而提高临界风速；加大结构刚度，提高基频；加大结构的密度和阻尼。
架空输电导线的驰振（舞动）的控制措施：选择合理的线路走向，避开舞动多发地区及微气象、微地形区域；适当提高线路的机械及电气强度，以提高线路抗舞动的能力；对敏感区段加装防舞装置。
通过改变导线特性抑制舞动；通过提高导线系统的自阻尼抑制舞动；通过扰乱沿档气流来抑制舞动；采取有效的防覆冰措施抑制舞动。
（4）颤振响应的控制措施：A避免各种固有频率互相接近。
对于弯扭颤振来讲，应通过改变系统的刚度与质量的大小与分布，防止频率比接近1，使扭转振动与弯曲振动不合拍。
B提高结构或构件弯曲刚度与扭转刚度；C 合理降低结构或构件的重心。
7 横风向涡激共振P11与驰振临界风速P15计算。
五、风洞试验技术与数据分析1 直流风洞与回流风洞的优劣分析P22 简述哈工大风洞的主要性能指标：哈尔滨工业大学风浪联合实验室是一座闭口回流式矩形截面风洞，风洞电机额定功率为907千瓦。
有大小两个试验段，小试验段尺寸为4.0m宽、3.0m高、25m长；大试验段为风浪联合试验段，单独作为风洞试验段时其尺寸为6.0m宽、3.6m高、50m长，水槽的尺寸为5.0m宽、4.5m高、50m长，水槽段有一个5.0宽，5.0长，22m深的深井，在同类边界层风洞中目前仅加拿大西安大略大学和香港科技大学拥有造波系统，是国内唯一能够实现风浪联合作用结构试验的大型试验平台。
同时在大试验段安装了人工模拟降雨系统，可进行风-雨联合试验以及风-雨-浪联合试验。
试验风速范围从3m/s～50m/s（小试验段）和3m/s～30m/s（大试验段）连续可调，流场性能良好，试验区流场的速度不均匀性小于1%、湍流度小于0.46%、平均气流偏角小于0.5度。
在小试验段安装了两个用于边界层建筑结构模型试验的自动转盘系统。
两个转盘的直径均为 2.5m，可分别用于刚性测压模型和气动弹性模型。
类型：单回流闭口双实验段风洞平面尺寸：88.6m×23.3m小试验段：4.0m(宽)×3.0m (高)×25m (长)大试验段： 6.0m (宽)×3.6m (高)×50m(长)水槽：50m (长)×5.0m (宽)×4.5m (深)深井：10.0m (长)×5.0m (宽)×22.5m (深)最大风速：50m/s（小试验段），30m/s （大试验段）最大波高：0.4米波浪周期：0.5秒－5秒3 简述风洞的评价指标：（1)清楚所建风洞的用途与需求(风洞)（2）对试验段流场品质的要求：参照国军标《高速风洞和低速风洞流场品质规范》（GJB1179-91)对航空航天类风洞的规定指标：气流均匀性、方向场均匀性、轴向静压梯度、气流湍流度、气流稳定性、点气流偏角、平均气流偏角。