结构力学书面作业

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结构力学大作业

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比较五种静定结构的内力图姓名:邹家撇学号:1093310426梁、拱、刚架、桁架和组合结构五种静定结构在同跨度同荷载作用时内力图不同,而某一结构在同荷载不同作用方式时得到的内力图也不同,为了找出较合理的结构形式和作用方式,下面我会用结构力学求解器得到的结构及内力图进行分析和比较。

说明:下面结构所受的荷载总值(均布力时)为1,跨度为1一.梁在荷载作用下的内力图1.简支梁(1)均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为简支梁轴力为零,省略轴力图(2)集中力作用时○1集中力作用在梁的中点时其弯矩图为剪力图为简支梁轴力为零,省略轴力图○2集中力作用于离杆端1/3处时弯矩图为剪力图为○3集中力作用在杆端时其弯矩剪力和轴力均为零省略内力图由以上图示分析可知:集中力作用时,集中力越靠近杆端,其内力越小;均布力作用时最大弯矩值是0.13,比大多数集中力作用时都要合理。

2.伸臂梁以AB:BC:CD:DE=0.25:0.25:0.25:0.25时为例(1)伸臂梁在均布力作用时其弯矩图为剪力图为轴力为零,省略轴力图将此结构内力图和简支梁受均布力作用时的内力图进行比较,最大弯矩值0.03<0.13 最大剪力值0.25<0.50 可以看出在均布荷载作用时伸臂梁比简支梁更为合理。

(2)集中力作用时○1集中力作用于中点时弯矩图为剪力图为轴力为零,省略轴力图将此结构内力图与简支梁中点受集中力作用时的内力图进行比较:最大弯矩值0.13<0.25 最大剪力值0.50=0.50 同时此结构承弯承剪的部分较少,故此结构在集中力作用于中点时较合理。

○2集中力作用于支座处时该结构内力均为零,省略内力图○3集中力作用于杆端时弯矩图为剪力图为轴力为零,省略轴力图由以上图示分析可知:伸臂梁较简支梁合理,均布力作用较集中力合理,集中力作用时作用于支座处较合理。

最佳尺寸比,设AB=x,则CD=x,BC=1-2x,首先列出弯矩方程x*x/2-(1-x)*(1-x)/2+(1-2x)/4=0解得x=0.5二.拱在荷载作用下的内力图一)假设拱跨为1,拱高为0.251.拱在均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为轴力图为由弯矩图知其合理拱轴为将此结构内力图与伸臂梁受均布荷载作用时的内力图进行比较:最大弯矩值0.03=0.03,最大剪力值0.22<0.25,故三铰拱较伸臂梁合理2.集中力作用于顶部铰接点时此时杆件无弯矩无剪力,省略其弯矩图和剪力图轴力图为比较三铰拱在集中力作用和在均布荷载作用时的内力图:最大弯矩值0<0.03,最大剪力值0<0.22,最大轴力1.12>0.67,由于一般杆件受压强度较大,故集中力作用较均布力作用合理二)更改三铰拱结构形式拱高为0.251均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为轴力图为将此结构内力图与前面的三铰拱在均布力作用时的内力图比较:弯矩最大值0.03=0.03,剪力最大值0.31>0.22,轴力最大值0.53<0.67,再看内力分布此结构形式比前三铰拱结构形式均匀,故此结构形式在均布荷载作用时较合理2.集中力作用于顶端铰结点时弯矩图为剪力图为轴力图为此结构形式集中力作用内力图与均布力作用内力图进行比较:最大弯矩值0.06>0.03,最大剪力值0.63>0.31,最大轴力0.79>0.53 故此结构形式受均布力作用比较合理。

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结构力学课程——作业一1. 荷载类型有哪些?答:荷载按作用时间的久暂可分为恒载和活载;按荷载的作用位置是否变化分为固定荷载和移动荷载;根据荷载对结构所产生的动力效应大小分为静力荷载和动力荷载。

2. 简述支座和结点类型,并画出相应的计算简图。

答:支座分为:活动铰支座、固定铰支座、固定支座、滑动支座。

计算简图如下:结点主要分为:铰结点、刚结点、组合结点。

计算简图如下:3. 名词解释:1)自由度;2)计算自由度;3)联系;4)瞬变体系;5)常变体系;6)刚片;7)几何不变体系;8)几何可变体系;9)拱轴线;10)高跨比自由度:是指体系远动时所具有的独立运动方式数目,也就是体系运动时可以独立变化的几何参数数目,或者说确定体系位置所需的独立坐标数目。

计算自由度:在分析体系是否几何不变时,可以根据体系的自由度W首先判断联系的数目是否足够。

为此,把W称为体系的计算自由度。

联系:限制运动的装置称为联系(或约束),体系的自由度可因加入联系而减少,能减少一个自由度的装置称为一个联系。

原为几何可变,经微小位移后即转化为几何不变的体系,称为瞬变体系。

经微小位移后仍能继续发生刚体运动的几何可变体系称为常变体系。

在机动分析中,由于不考虑材料的变形,因此可以把一根杆件或已知是几何不变的部分看作是一个刚体,在平面体系中又将刚体称为刚片。

由两根杆件与地基组成的胶结三角形,受到任意荷载作用时,若不考虑材料的变形,则其几何形状与位置均能保持不变,这样的体系称为几何不变体系。

胶结四边形,即使不考虑材料的变形,在很小的荷载作用下,也会发生机械运动而不能保持原有的几何形状和位置,这样的体系称为几何可变体系。

拱身各横截面形心的连线称为拱轴线。

拱高与跨度之比f/l称为高跨比。

4. 试述几何不变体系的三个基本组成规则,为什么说它们是同一规则。

答:几何不变体系的三个基本组成规则为:1、三刚片规则:三个刚片用不在同一直线上的三个单铰两两铰联,组成的体系是几何不变的,而且没有多余的联系。

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《结构力学》大作业1 五类静定结构受力分析学院:交通学院姓名:张亚辉学号:1133210115《结构力学》大作业1前言:通过计算五类静定结构在同跨同荷载作用下的内力,并通过改变荷载、结构形式寻找比较合理的体系形式和尺寸比,并进行对比,提出最优判断的依据和构想。

五类静定结构:梁、刚架、桁架、曲拱和组合结构。

本文主要分为三个部分来讨论所要研究的问题:1.在五类静定结构不同荷载作用下的相互对比的过程中,梁选取的是简支梁,刚架选取的是三铰型刚架,桁架采用的是平行弦桁架,曲拱采用的是具有合理轴线的曲拱(未用集中荷载模拟均布荷载)。

2.在同一类静定结构的不同类型比较中,梁主要比较简支梁、伸臂梁、悬臂梁的差别;刚架主要比较简支刚架、悬臂刚架的之间的区别;桁架比较平行弦桁架、三角形桁架的区别;曲拱主要是比较拥有合理拱轴线和未拥有合理拱轴线的三铰拱之间的差别。

3.以桁架为例来探讨结构尺寸比的变化对结构内力的改变,同时还探讨结构杆件截面尺寸的改变对材料利用率及结构安全性的影响。

一、五类静定结构在不同荷载作用下的相互比较:1.五类静定结构在均布荷载作用下的内力比较(结构跨度为4m,均布荷载q=1KN/m)表 1 五类静定结构在均布力作用下内力图2.五类静定结构在集中力作用下的内力比较(结构跨度均为4m,集中力大小为1KN):表 2 五类静定结构在集中力作用下内力图荷载作用图弯矩图剪力图轴力图分析与结论:同一静定结构在不同类型的荷载作用下比较:当集中力与均布荷载力大小相同时,对同一个结构来说,均布荷载作用时的最大弯矩值小于集中力作用时的最大弯矩值。

不同形式的静定结构在同一形式荷载作用下比较:在集中力荷载作用下,桁架所受弯矩值为零是最小的,其次是三铰拱所受弯矩较小,组合结构次之,而简支梁、刚架、所受的弯矩值都较大;在均布荷载作用下,桁架、三铰拱的弯矩值依然较小,组合结构次之,而简支梁、刚架的弯矩值相对于桁架、三铰拱、组合结构来说依然是较大的。

复合材料结构力学作业

复合材料结构力学作业

一. 对材料AS4/3501-6进行设计已知61.1,134.0,3.0,86.6,65.9,2.147======ρυmm t GPa G MPa E MPa E T L MPa S MPa Y MPa Y MPa X MPa X C T c T 105,186,4.49,1468,2356=-==-==最大正应力准则为pi pi Tpi Tpi CpiTSY Y X X R 1222221111,,minσσσσσ=12STEP I Special Stacking Sequence (SSS)(一) 在Task I 载荷作用下已知Longitudinal Load =100 kN ,Transverse Load =-5 kN , Shear Load =30kN外加载荷可等效为{}{}m kN N N N N TT/600502000122211-==对[]0n S 度铺设层合板,{}MPa T447837314925}{-=σ,带入最大正应力准则得N=max{,,}=,所以[]0n S 所需的最小层数为层,且12σ先破坏 对[]90n S 度铺设层合板{}{}MPa T447814925373--=σN=max{,,}=,所以[]90n S 所需的最小层数为层,且22σ先破坏 对[](45)n S ±度铺设层合板45度 {}{}MPa T 3.19125.1801.5496-=σ, N=max{,,}=-45度 {}{}MPa T3.19127.3808.1218=σ, N=max{, ,}=所以对[](45)n S ±度铺设层合板,共需要*4=层,且12σ先破坏对[](0/60)n S ±度铺设层合板0度 {}{}MPa T7.2272.65.6366-=σ, N=max{,,}=+60度{}{}MPa T8.4507.1852267-=σ, N=max{,,}=-60度{}{}MPa 2237.3815.1918T-=σ, N=max{,,}=所以对[](0/60)n S ±度铺设层合板,共需要*6=层,且22σ先破坏 绘制在表格中,如下所示:从上表中可以看到,[]0n s 所需的层数最少,即质量最轻对])45/45/(90/0[z y x-铺层,设+45度和-45度的层数相同(1) 当0度铺层占10%,90度铺层占0%时, 则45度和-45度各占45%时 0度 {}MPa T43987030809}{-=σ, N=+45度 {}MPa T 6.24899.1484.9050}{-=σ, N=-45度 {}MPa T6.24891.5855.268}{-=σ, N=代入最大正应力准则进行校核,经比较得,N=,所以共需要*2=层(2) 当0度铺层占10%,90度铺层占10%时, 则45度和-45度各占40%时 0度,{}MPa T48243327954}{-=σ, N=max{,,}=90度, {}MPa T 482155514524}{-=σ, N=max{,,}=45度, {}MPa T200232211831}{=σ, N=max{,,}=-45度, {}MPa T6.20017.8005.1598}{=σ, N=max{,,}=代入最大正应力准则进行校核,经比较得,N=,所以共需要*2=层(3) 当0度铺层占10%,90度铺层占20%时, 则45度和-45度各占35%时90度 {}MPa T534158310498}{--=σ, N=+45度 {}MPa T 177943414048}{-=σ, N=-45度 {}MPa T17785.9652.2702}{=σ, N=经比较得,N=,所以共需*2=层(4) 当0度铺层占10%,90度铺层占25%时, 45度和-45度各占% 0度,{}MPa T5659027327}{-=σ, N=90度, {}MPa T3.5655.16149092}{--=σ, N=45度, {}MPa T171648115117}{=σ, N=-45度,{}MPa T.1.17169.10427.3118}{=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层(5)当0度铺层占10%,90度铺层占30%时, 则45度和-45度各占30%时 0度 {}MPa T606927618}{-=σ, N=90度 {}MPa T8.59916557933}{-=σ, N=+45度 {}MPa T 167552516207}{-=σ, N=-45度 {}MPa T16756.11202.3477}{=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层(6)当0度铺层占10%,90度铺层占40%时, 则45度和-45度各占25%时 0度 {}MPa T68313028732}{=σ, N=90度 {}MPa T 6839.17608.6107}{-=σ, N=+45度 {}MPa T164260618561}{-=σ, N= -45度 {}MPa T164212854062}{=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层(7)当0度铺层占10%,90度铺层占50%时, 45度和-45度各占20% 0度,{}MPa T79325530507}{=σ, N=90度,{}MPa T5.7936.19028.4691}{--=σ, N=-45度,{}MPa T6.16589.14724888}{=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=77层(8)当0度铺层占10%,90度铺层占60%时, 则45度和-45度各占15%时 0度 {}MPa T94637832990}{=σ, N=1490度 {}MPa T2.9463.20863607}{--=σ, N= +45度 {}MPa T172076224781}{-=σ, N=-45度 {}MPa T172017024701}{=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层(9)当0度铺层占10%,90度铺层占75%时, 则45度和-45度各占%时 0度 {}MPa T145062239942}{=σ, N=90度 {}MPa T8.144925721729.6-}{-=σ, N=+45度 {}MPa T196487734490}{-=σ, N=-45度 {}MPa T5.196323173722}{=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层(10)当0度铺层占25%,90度铺层占0%时, 则45度和-45度各占%时 0度 {}MPa T50756820231}{-=σ, N=+45度 {}MPa T16329.1-8284.7}{-=σ, N= -45度 {}MPa T9.16326.4949.2475}{-=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层(11)当0度铺层占25%,90度铺层占10%时, 则45度和-45度各占%时0度 {}MPa T56526519118}{-=σ, N=90度 {}MPa T5.5635.10725.9458}{--=σ, N=+45度 {}MPa T134712610829}{-=σ, N=-45度 {}MPa T5.13465.6844.1169}{-=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层(12) 当0度铺层占25%,90度铺层占25%时, 则45度和-45度各占25%时0度,{}MPa T6831819099}{-=σ, N=90度,{}MPa T2.68314117.5669}{--=σ, N=45度,{}MPa T116722213964}{-=σ, N=max{,,}=-45度,{}MPa T1.11676.9006.534}{-=σ, N=max{,,}=经比较得,N=,所以共需要*2=层(13)当0度铺层占25%,90度铺层占50%时, 则45度和-45度各占%时 0度 {}MPa T104722721050}{=σ, N=90度 {}MPa T 10473.13271.2452}{--=σ, N=+45度 {}MPa T110725720408}{-=σ, N= -45度 {}MPa T110712978.1809}{-=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层(14)当0度铺层占50%,90度铺层占0%时, 则45度和-45度各占25%时0度 {}MPa T68335712870}{-=σ, N=90度 {}MPa T2.6837.4718.9106}{--=σ, N= +45度 {}MPa T6.10351.1823.9131}{--=σ, N=-45度 {}MPa T6.10356.4967.5367}{-=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层(15)当0度铺层占50%,90度铺层占10%时, 则45度和-45度各占20%时0度 {}MPa T79312712568}{-=σ, N=90度 {}MPa T793.5-4.7185492.7-}{=σ, N= +45度 {}MPa T 8519811957}{--=σ, N=-45度 {}MPa T8518.6894882}{-=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层(16)当0度铺层占50%,90度铺层占25%时, 则45度和-45度各占%时0度 {}MPa T10475212812}{=σ, N=90度 {}MPa T10474.7839.2819}{--=σ, N=+45度 {}MPa T73710216105}{--=σ, N=-45度 {}MPa T6.7366.9379.6112}{-=σ, N=经比较得,N=,所以共需要*2=层在图表中表示如下:的层数最少,为22层,此时的重量最轻。

结构力学全部作业参考答案

结构力学全部作业参考答案

1:[论述题]1、(本题10分)作图示结构的弯矩图。

各杆EI相同,为常数。

图参考答案:先对右下铰支座取整体矩平衡方程求得左上活动铰支座反力为0,再对整体竖向投影平衡求得右下铰支座竖向反力为0;再取右下直杆作为隔离体可求出右下铰支座水平反力为m/l(向右),回到整体水平投影平衡求出左下活动铰支座反力为m/l(向左)。

反力求出后,即可绘出弯矩图如图所示。

图2:[填空题]2、(本题3分)力矩分配法适用于计算无结点超静定刚架。

参考答案:线位移3:[单选题]7、(本题3分)对称结构在对称荷载作用下,内力图为反对称的是A:弯矩图B:剪力图C:轴力图D:弯矩图和剪力图参考答案:B4:[填空题]1、(本题5分)图示梁截面C的弯矩M C = (以下侧受拉为正)图参考答案:F P a5:[判断题]4、(本小题2分)静定结构受外界因素影响均产生内力,内力大小与杆件截面尺寸无关。

参考答案:错误6:[判断题]3、(本小题 2分)在温度变化与支座移动因素作用下静定与超静定结构都有内力。

参考答案:错误7:[判断题]1、(本小题2分)在竖向均布荷载作用下,三铰拱的合理轴线为圆弧线。

参考答案:错误8:[论述题]2、(本小题10分)试对下图所示体系进行几何组成分析。

参考答案:结论:无多余约束的几何不变体系。

9:[单选题]1、(本小题3分)力法的基本未知量是A:结点角位移和线位移B:多余约束力C:广义位移D:广义力参考答案:B10:[单选题]2、(本小题3分)静定结构有温度变化时A:无变形,无位移,无内力B:有变形,有位移.无内力C:有变形.有位移,有内力D:无变形.有位移,无内力参考答案:B11:[判断题]2、(本小题2分)几何可变体系在任何荷载作用下都不能平衡。

参考答案:错误12:[判断题]5、(本小题2分) 按虚荷载原理所建立的虚功方程等价于几何方程。

参考答案:正确13:[单选题]3、(本小题3分)变形体虚功原理A:只适用于静定结构B:只适用于线弹性体C:只适用于超静定结构D:适用于任何变形体系参考答案:D14:[单选题]4、(本小题3分)由于静定结构内力仅由平衡条件决定,故在温度改变作用下静定结构将A:产生内力B:不产生内力C:产生内力和位移D:不产生内力和位移参考答案:B15:[单选题]5、(本小题3分)常用的杆件结构类型包括A:梁、拱、排架等B:梁、拱、刚架等C:梁、拱、悬索结构等D:梁、刚架、悬索结构等参考答案:B16:[单选题]6、(本题3分)图示计算简图是图A:为无多余约束的几何不变体系。

结构力学作业及答案土木工程管理本科课程

结构力学作业及答案土木工程管理本科课程
(B)第j个结点位移等于单位位移时,产生的第j个附加约束中的反力(矩)
(C)第j个结点位移等于单位位移时,产生的第i个附加约束中的反力(矩)
(D)第j个结点位移产生的第j个附加约束中的反力(矩)
正确答案:C
解答参考:
7.
考虑各杆件轴向变形,图示结构若用边界条件先处理法,结构刚度矩阵的容量为:
(A)15×15
(C)可求得支座结点位移
(D)无法求得结点位移
正确答案:D
解答参考:
14.单元刚度矩阵中元素 的物理意义是:( )
(A)当且仅当 时引起的与 相应的杆端力
(B)当且仅当 时引起的与 相应的杆端力
(C)当 时引起的与 相应的杆端力
(D)当 时引起的与 相应的杆端力
正确答案:C
解答参考:
15.
图示桁架的动力自由度数为( )
正确答案:说法错误
解答参考:
46.频率、主振型是体系本身的固有特性,与外荷载无关。( )
正确答案:说法正确
解答参考:
47.在动力荷载作用下,结构的内力和变形不仅与动力荷载的幅值有关,而且与动力荷载的变化规律以及结构本身的动力特性(自振频率、振型和阻尼等因素)有关。( )
正确答案:说法正确
解答参考:
48.结构的自振频率与质量、刚度及荷载有关。 ( )
正确答案:说法正确
解答参考:
33.一般情况下,矩阵位移法的基本未知量的数目比传统位移法的基本未知量的数目要多。( )
正确答案:说法正确
解答参考:
34.单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。( )
正确答案:说法错误
解答参考:
35.
图示四单元的l、EA、EI相同,所以它们整体坐标系下的单元刚度矩阵也相同。( )

结构力学作业一

结构力学作业一

《结构力学》大作业1一、单跨静定梁结构(简支梁、悬臂梁和右外伸梁)(一)简支梁1、简支梁(跨度10米)在集中荷载(F=1000N)的作用下的剪力图和弯矩图⑴集中力(F=1000N)在1/2处①剪力图:②弯矩图:最大弯矩为2500N*m⑵集中力(F=1000N)在1/4处①剪力图:②弯矩图:最大弯矩为1875N*m⑶集中力在(F1=500N、F2=500N)在1/3处和在2/3处①剪力图:②弯矩图:最大弯矩为1666.67N*m2、简支梁(跨度10米)在均布荷载(q=100N/m)的作用下的剪力图和弯矩图①剪力图:②弯矩图:最大弯矩为1250N*m分析:简支梁在均布荷载作用下的弯矩小于在集中力作用在1/2及1/3处,但中部弯矩较大,向两边递减,对于小跨度结构来说,选简支梁比较合理,但对于大跨度结构,中间处弯矩太大,故不适用。

(二)悬臂梁1、悬臂梁(跨度10米)在集中荷载(F=1000N)的作用下的剪力图和弯矩图⑴集中力(F=1000N)在1/2处①剪力图:②弯矩图:最大弯矩为5000N*m⑵集中力(F=1000N)在自由端①剪力图:②弯矩图:最大弯矩为10000N*m2、悬臂梁(跨度10m)在均布荷载(q=100N/m)的作用下的剪力图和弯矩图①剪力图:②弯矩图:最大弯矩为5000N*m分析:荷载加在越靠近悬臂梁固定端的位置相应的剪力和弯矩越小,越有利,故悬臂梁荷载最好加在靠近固定端处。

悬臂梁在集中荷载作用下对应处的弯矩剪力小于集中力作用于自由端处的弯矩。

但悬臂梁固端处弯矩较大,对支座有较高要求,一般不在工程中较少采用悬臂梁结构。

(三)右外伸梁1、右外伸梁(跨度10米)在集中荷载(F=1000N)的作用下的剪力图和弯矩图⑴集中力(F=1000N)在外伸部分自由端处①剪力图:②弯矩图:最大弯矩为5000N*m⑵集中力(F=1000N)在外伸部分1/2处①剪力图:②弯矩图:最大弯矩为2500N/m⑶集中力(F=1000N)在内部1/2处①剪力图:②弯矩图:最大弯矩为2500N*m2、右外伸梁(跨度10米)在均布荷载(q=100N/m)的作用下的剪力图和弯矩图①剪力图:②弯矩图:二、多跨静定梁结构1、多跨静定梁(跨度10米)在集中荷载(F总=1000N)的作用下的剪力图和弯矩图①剪力图:最大剪力为50N②弯矩图:最大弯矩为12.5N*m2、多跨静定梁(跨度10米)在均布荷载(q=100N/m)的作用下的剪力图和弯矩图①剪力图:②弯矩图:最大剪力为50N最大弯矩为12.5N*m分析:三、刚架结构1、三铰刚架(梁跨度10米)在集中荷载(F=1000N)的作用下的内力图2、三铰刚架(梁跨度10米)在均布荷载(q=100N/m)的作用下的内力图四、桁架结构1、平行桁架结构(跨度10米)在集中荷载(F=1000N)的作用下的内力图。

结构力学—纸质作业答案

结构力学—纸质作业答案

《结构力学》纸质作业答案第一章重点要求掌握:第一章介绍结构力学基本概念、结构力学研究对象、结构力学的任务、解题方法、结构计算简图及其简化要点、结构与基础间连接的简化、计算简图、杆件结构的分类、载荷解:从基础开始分析:将地基看成刚片,刚片AB与地基有三个链杆连接,三链杆不交同一点,组成几何不变体;刚片CD与扩大的地基有三个链杆连接三链杆不交同一点,组成几何不变体;刚片EF与扩大的地基有三个链杆连接三链杆不交同一点,组成几何不变体。

总计,图示体系为几何不变体,没有多于约束2-2对图示体系作几何组成分析,如果是具有多于约束的几何不变体系,指出多于约束的数目解:将ABC看成一个刚片,将CDE看成另一个刚片,地基是第三个刚片,三个刚片由铰A、C、E链接,三铰不共线,组成没有多于约束的几何不变体数目解:用一根链杆将BB’连接起来,所示体系按照二元体规则,A、A’、E、E’点拆掉,解:杆ADE和杆BE通过铰E相连,在通过铰A、B与地基相连,A、B、E三铰不共线,组成几何不变体成为扩大的地基,刚片CE通过两根杆与地基连接,所以图示体系缺少一个必要约束,是几何可变体。

数目解:将曲杆AC和曲杆BD看成刚片,两刚片通过瞬铰G相连,地基为第三个刚片,三个和铰B和铰杆AE和杆DI固定在地基上,成为地基的一部分,刚片CH通过铰C和链杆HI固定在基础上,成为不变体,刚片BG通过三根杆约束到地基上,整个体系是没有多于约束的几何不变体。

2-11对图示体系作几何组成分析,如果是具有多于约束的几何不变体系,指出多于约束的数目解:节点D通过两根链杆固定在地基上,同样节点C、E分别通过两根链杆固定在地基上,构成几何不变体,扩大了基础,在从左向右分析,刚片FG通过不交一点的三根链杆连接个多于约束的几何不变体,即一次超静定结构2-14对图示体系作几何组成分析,如果是具有多于约束的几何不变体系,指出多于约束的数目解:先分析内部,杆AC、AF、FD组成的三角形为一个刚片,杆BC、BG、GE组成的三角形为另一个刚片,EF为第三个刚片,三个刚片通过不再同一条直线上的三铰C、F、G 相连,构成一个大刚片,大刚片再由三个小链杆与基础相连,整个体系是没有多于约束的几何不变体。

结构力学 第三章 作业参考答案

结构力学 第三章 作业参考答案

40kN m
10kN m M图(kN m)
32.5kN
20kN
20kN F(kN) S
解:求支座反力。取整体:
47.5kN
∑M ∑F
A
=0
FB × 8 − 20 ×10 − 10 ×10 × 3 − 40 = 0 FAy + FB − 10 ×10 − 20 = 0
然后即可做出弯矩图,利用弯矩图即可作出剪力图。
1m
D 80
30
40 E
20 40
40 C F
80 E
40
A
解: (1) 求支座反力
B
40
∑F = 0 ∑M = 0 ∑F = 0
y A x
FC − 10 × 4 − 20 = 0 FA − FB = 0
⇒ FC = 60 kN ⇒ FC = 10 kN
(1) (2) (3)
FB ×1 − 50 − 10 × 4 × 6 − 20 × 10 = 0 ⇒ FB = 10 kN
然后即可做出弯矩图。
4
结构力学 第三章 习题 参考答案
3—10 试不计算反力绘出梁的 M 图。
A E B F C G D H
2M M
2M
2M
首先可作出悬臂段 AE 的弯矩图,如上图; B 点为铰结点,弯矩为零,故可作出 EB 段弯矩; B 铰左右两边的剪力相等,故弯矩图为一直线,就可以将 EB 段弯矩延长至 F,其余作法与之 相同。
4 = 77.6 kN 17
1 = −19.4 kN 17 = − FDy = −(20 + 20 × 7) = −160 kN
验证结点 B 的 FS 、 FN 的受力平衡如图(b)所示。

《结构力学》书面大作业题目

《结构力学》书面大作业题目

《结构力学》大作业
注意事项:
1、以书面形式(纸张大小为A4纸,封面按照统一格式)完成大作业,书面、打印皆可;
2、作业上交截止时间为:2014年6月29日;
3、抄袭、雷同作业一律按零分处理。

一(20分)、机动法作图示梁M K 的影响线,并利用影响线求出在图示荷载作用下M K 大
小。

二(20分)、试利用余能驻值原理,求图始结构A 支座水平反力H A (线弹性材料,EI =
常数)。

三(20分)、如图示结构,利用位移法求B 结点的转角和D 结点的位移(EI =常数)。

四(20分)、采用直接刚度法求出图示连续梁支座2处的转角。

五(20分)、如图示两自由度体系,求其频率和振型。

已知∶m 1=m 2=m ,其刚度矩阵为[]⎥


⎢⎣⎡--=3111k K (k 为常数)。

题一图
题四图
8
Pl
M M BA AB -
=-= 题五图
题二图。

结构力学作业参考

结构力学作业参考

结构力学课程作业答案第一章绪论1、按照不同的构造特征和受力特点,平面杆件结构可分为哪几类?2、何为静定结构和超静定结构?从几何构造分析的角度看,结构必须是几何不变体系。

根据多余约束 n ,几何不变体系又分为:有多余约束( n > 0)的几何不变体系——超静定结构;无多余约束( n = 0)的几何不变体系——静定结构。

从求解内力和反力的方法也可以认为:静定结构:凡只需要利用静力平衡条件就能计算出结构的全部支座反力和杆件内力的结构。

超静定结构:若结构的全部支座反力和杆件内力,不能只有静力平衡条件来确定的结构。

3、土建、水利等工程中的荷载,根据其不同的特征,主要有哪些分类?第二章平面结构的几何组成分析作业题:1、何为平面体系的几何组成分析?按照机械运动及几何学的观点,对平面结构或体系的组成情况进行分析,称为平面体系的几何组成分析。

2、何为几何不变体系?何为几何可变体系?几何不变体系—若不考虑材料的应变,体系的位置和形状不会改变。

几何可变体系—若不考虑材料的应变,体系的位置和形状是可以改变的。

3、几何组成分析的目的是什么?1)保证结构的几何不变性,以确保结构能承受荷载和维持体系平衡.2)判别某一体系是否为几何不变,从而决定它能否作为结构.3)研究几何不变体系的组成规则,以保证所设计的结构是几何不变体系,从而能承受荷载而维持平衡.4)根据体系的几何组成分析,正确区分静定结构和超静定结构,从而选择适当的计算方法进行结构的反力和内力计算.5)通过几何组成分析,明确结构的构成特点,从而选择结构受力分析的顺序以简化计算.4、何为一个体系的自由度?知悉体系计算自由度的公式。

5、试对下图所示体系进行几何组成分析。

图1图2图3图46、试求图示各体系的计算自由度数W。

7、例2-1 例2-28、习题 2.1~2.12 试对图示体系作几何组成分析。

第三章静定梁、静定平面刚架和三角拱的计算作业题:1、单跨静定梁有简支梁、外伸梁、悬臂梁等形式。

结构力学作业

结构力学作业

一、判断1. (5分)纠错答案 错误 解析 3. (5分)图(a )对称结构可简化为图(b )结构来计算。

( )图示简支斜梁,在荷载P作用下,若改变B支座链杆方向,则梁的内力将是M、N不变,Q 改变。

()纠错得分: 5知识点: 3.2 多跨静定梁的内力分析解析5.(5分)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。

()纠错 得分: 5知识点: 结构力学 展开解析(5分)纠错得分: 5知识点: 结构力学,3.3 静定平面刚架的内力分析图示结构中杆AC 由于加热伸长了Δ,则杆AB 的变形是0。

( )展开解析答案正确解析8.得分: 5 知识点:结构力学展开解析答案正确解析 10. (5分)纠错答案 错误 解析 12. (5分)图示为一刚架的力法基本体系,E=常数。

其δ为EI/8。

( )纠错得分: 5知识点: 结构力学 展开解析答案 错误 解析 13. (5分)纠错 得分: 5知识点: 3.3 静定平面刚架的内力分析 展开解析答案 正确 解析 14. (5分)下图能用力矩分配法计算。

( ) 图示结构EI=常数,在给定荷载作用下,固定端的反力矩为,逆时针旋转。

( )图示简支斜梁,在荷载P 作用下,若改变B 支座链杆方向,则梁的内力将是M 不变,Q 、N 改变。

( )纠错得分: 5知识点:结构力学,3.2 多跨静定梁的内力分析展开解析(5分)图示结构中,n1、n2均为比例常数,当n1大于n2时,则M大于M。

()纠错得分: 5知识点: 结构力学 展开解析答案 正确 解析 纠错得分: 5知识点: 3.3 静定平面刚架的内力分析 展开解析图示结构中,各杆I 、A 、l 均相同,截面K 的内力Q=0。

( )答案正确解析19.(5分)一、判断1.(5分)图示结构,要使结点B产生单位转角,则在结点B需施加外力偶为13i。

()纠错 得分: 5知识点: 6.4 位移法的典型方程 展开解析(5分)纠错得分: 5知识点: 结构力学图示结构中杆AC 由于加热伸长了Δ,则杆AB 的变形是缩短。

东北农业大学2021年9月《结构力学》作业考核试题及答案参考14

东北农业大学2021年9月《结构力学》作业考核试题及答案参考14

东北农业大学2021年9月《结构力学》作业考核试题及答案参考1. 计算有侧移刚架时,在一定条件下也可采用力矩分配法。

( )计算有侧移刚架时,在一定条件下也可采用力矩分配法。

( )A.正确B.错误参考答案:A2. 桁架中某弦杆的内力计算一般是( )。

桁架中某弦杆的内力计算一般是( )。

A.对应弦杆上某点的弯矩平衡来求解B.利用腹杆的投影平衡来求解C.利用对称来求解参考答案:A3. 位移法基本方程为( )。

位移法基本方程为( )。

A.几何的平衡方程B.力的平衡方程C.位移的平衡方程参考答案:B4. 若载荷仅作用在多跨静定梁的附属部分上,则基本部分的内力等于零。

( )A.正确B.错误参考答案:B5. 直杆无荷载区段的弯矩因为直线。

( )直杆无荷载区段的弯矩因为直线。

( )A.正确B.错误参考答案:A6. 带静定伸臂杆的力矩分配法去掉静定伸臂,将其上荷载向结点作等效平移。

( ) 带静定伸臂杆的力矩分配法去掉静定伸臂,将其上荷载向结点作等效平移。

( )A.错误B.正确参考答案:B7. 力法典型方程中付系数δik表示基本体系由Xk=1产生的Xi方向上的位移。

( )力法典型方程中付系数δik表示基本体系由Xk=1产生的Xi方向上的位移。

( )A.错误B.正确参考答案:B8. 结构的极限荷载与施加的荷载形式无关。

( )结构的极限荷载与施加的荷载形式无关。

( )A.正确B.错误参考答案:B9. 计算多跨静定梁时,应遵循的原则是先计算基本部分,后计算附属部分。

( ) 计算多跨静定梁时,应遵循的原则是先计算基本部分,后计算附属部分。

( )A.正确B.错误参考答案:B10. 简支梁跨中任意截面K的弯矩影响线的物理意义是:单位力P=l作用在截面K时整个梁的弯矩图形。

( )A.正确B.错误参考答案:B11. 计算简图中的等截面直杆用( )表示。

A.杆件的构造图B.杆轴线段C.杆件承载面上的直线D.通过表面的直线参考答案:B12. 在线性变形体中,状态Ⅰ的外力由于状态Ⅱ的位移所作的虚功( )状态Ⅱ的外力由于状态Ⅰ的位移所作的虚功。

结构力学作业及答案

结构力学作业及答案
F P =1
A
a L
E
b
B
c
C
d
F
e L
de l
D


F点的弯矩的影响线
ce l c l e l



F点剪力的影响线
d l
51
P4-3 用静力法求刚架中A点的弯矩和竖向支座反力以及K点的 弯矩和剪力的影响线。。
Fp = 1
B A
L b c
lc b
K
a
C
D
E


A点的弯矩的影响线
l
1


c b
A点的竖向支座反力的影响线
4m
1
4m

1 4
A点支座反力的影响线
5 4
1

1 4
1 4
C点支座反力的影响线
1 4

1
1 4
B点左截面的剪力的影响线
55
P4-7 用静力法作图示静定多跨梁A、C点支座反力、 B点左、 右截面的剪力和 F点及G点的弯矩和 剪力的影响线。。
A F B H G I C D E
1
2m
2m
1
1 1 1 1
4m
1
4m

B点右截面的剪力的影响线
1

1 2
1 2
F点弯矩的影响线
1 4
1 2


1 2
1 4
F点剪力的影响线
56
P4-7 用静力法作图示静定多跨梁A、C点支座反力、 B点左、 右截面的剪力和 F点及G点的弯矩和 剪力的影响线。。
A F B H G I C D E

结构力学作业

结构力学作业

一、判断1.(5分)图(a)对称结构可简化为图(b)结构来计算。

()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案正确解析2.(5分)图示对称刚架,在反对称荷载作用下,半边结构图(c)所示。

()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案错误解析3.(5分)图示简支斜梁,在荷载P作用下,若改变B支座链杆方向,则梁的内力将是M、N不变,Q改变。

()••纠错得分:5知识点:3.2 多跨静定梁的内力分析展开解析答案错误解析4.(5分)计算图示桁架中指定杆件内力,各杆EA=常数,N2=−P/2。

()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案正确解析5.(5分)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。

()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案正确解析6.(5分)图示对称结构,EI=常数;较简便的力法基本结构如图所示。

()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案正确解析7.(5分)图示结构中杆AC由于加热伸长了Δ,则杆AB的变形是0。

()••纠错得分:5知识点:结构力学,3.3 静定平面刚架的内力分析展开解析答案正确解析8.(5分)图示结构EI=常数,求K点的竖向位移时,由图乘法得:ΔK=(1/EI)×y1ω1。

()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案错误解析9.(5分)图示体系的几何组成为几何不变,无多余联系。

()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案正确解析10.(5分)图示为一刚架的力法基本体系,E=常数。

其δ12为EI/8。

()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案错误解析11.(5分)图示刚架,EI=常数,B点的竖向位移(↓)为Pl3/(6EI)。

()••纠错得分:5知识点:结构力学,3.3 静定平面刚架的内力分析展开解析答案错误解析12.(5分)下图能用力矩分配法计算。

()••纠错得分:5知识点:结构力学展开解析答案错误解析13.(5分)图示结构EI=常数,在给定荷载作用下,固定端的反力矩为,逆时针旋转。

结构力学作业(2)

结构力学作业(2)

结构力学作业(2)第1次作业1、简述刚架内力计算步骤答:(1)求支座反力。

简单刚架可由三个整体平衡方程求出支座反力,三铰刚架及主从刚架等,一般要利用整体平衡和局部平衡求支座反力。

(2)求控制截面的内力。

控制截面一般选在支承点、结点、集中荷载作用点、分布荷载不连续点。

控制截面把刚架划分成受力简单的区段。

运用截面法或直接由截面一边的外力求出控制截面的内力值。

(3)根据每区段内的荷载情况,利用"零平斜弯”及叠加法作出弯矩图。

作刚架Q、N图有两种方法,一是通过求控制截面的内力作出;另一种方法是首先作出M图;然后取杆件为分离体,建立矩平衡方程,由杆端弯矩求杆端剪力;最后取结点为分离体,利用投影平衡由杆端剪力求杆端轴力。

当刚架构造较复杂(如有斜杆),计算内力较麻烦事,采用第二种方法。

(4)结点处有不同的杆端截面。

各截面上的内力用该杆两端字母作为下标来表示,并把该端字母列在前面。

(5)注意结点的平衡条件。

2、力法的基本思路:答:(1)、解除多余约束代以基本未知力,确定基本结构,基本体系;(2)、分析基本结构在未知力和“荷载”共同作用下的变形,消除与原结构的差别,建立力法典型方程;(3)、求解未知力,将超静定结构化为静定结构。

将超静定结构的计算转化为静定结构的计算,首先选择基本结构和基本体系,然后利用基本体系与原结构之间在多余约束方向的位移一致性和变形叠加列出力法典型方程,最后求出多余未知力和原结构的内力。

第一步:去掉原结构的多余约束,代之以多余未知力,得到静定的基本体系。

第二步:基本体系和原结构的变形相同,特别是基本体系上与多余未知力相应的位移与原超静定结构上多余约束处的位移条件一致,这是确定多余未知力大小的依据。

一般情况下,当原结构上在多余约束处没有支座位移时,则基本体系应满足的变形条件是:与多余未知力相应的位移为零。

3、结构力学的研究方法:答:结构力学的研究方法主要有工程结构的使用分析、实验研究、理论分析和计算三种。

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