电大土木工程力学形成性考核答案教程文件

土木工程力学（本）形成性考核册作业一一、选择题（每小题2分，共20分）1．三刚片组成几何不变体系的规则是（）A 三链杆相联，不平行也不相交于一点B 三铰两两相联，三铰不在一直线上C 三铰三链杆相联，杆不通过铰D 一铰一链杆相联，杆不过铰2．在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（）A 可变体系B 瞬变体系C 无多余约束的几何不变体系D 有多余约束的几何不变体系3．瞬变体系在一般荷载作用下，（）A产生很小的内力 B不产生内力C产生很大的内力 D不存在静力解答4．已知某体系的计算自由度W=-3，则体系的（）A自由度为3 B自由度等于0C 多余约束数等于3D 多余约束数大于等于35．不能作为建筑结构使用的是（）A无多余约束的几何不变体系B有多余约束的几何不变体系C 几何不变体系 D几何可变体系6．图示桁架有几根零杆（）10．三铰拱在集中力作用下其合理拱轴线形状是（）A 折线B 圆弧C 双曲线D 抛物线二、判断题（每小题2分，共20分）1．多余约束是体系中不需要的约束。

（⨯）2．如果体系的计算自由度大于零，那么体系一定是几何可变体系。

（∨）3．两根链杆的约束作用相当于一个单铰。

（⨯）4．一个体系是有n个自由度的几何可变体系，那么加入n个约束后就成为无多余约束的几何不变体系。

（⨯）5．两刚片用三链杆相联，且三链杆平行不等长，则构成瞬变体系。

（∨）题2-7图题2-10图12．解：3．解：⨯⨯4．解：四、绘制下图所示各结构的弯矩图。

（每小题10分，共30分）1．作弯矩图如下：2．作弯矩图如下：3．解：作弯矩图如下：解：求支座反力土木工程力学（本）形成性考核册作业二一、选择题（每小题2分，共10分）1．用力法计算超静定结构时，其基本未知量为（ ）A 杆端弯矩B 结点角位移C 结点线位移D 多余未知力2．力法方程中的系数ij δ代表基本体系在1=j X 作用下产生的（ ） A i XB j XC i X 方向的位移D j X 方向的位移 3．在力法方程的系数和自由项中（ ） A ij δ恒大于零 B ii δ恒大于零C ji δ恒大于零D iP ∆恒大于零4．下列哪一条不是图乘法求位移的适用条件？（ ） A 直杆 B EI 为常数 C P M 、M 至少有一个为直线形 D P M 、M 都必须是直线形5．下图所示同一结构在两种不同荷载作用下，它们之间的关系是（ ） A A 点的水平位移相同 B C 点的水平位移相同 C C 点的水平位移相同 D BC 杆变形相同二、判断题（每小题2分，共10分）1．静定结构由于支座移动引起的位移与刚度无关。

（ ） 2．反力互等定理仅对超静定结构才有使用价值。

（ ∨ ）3．用力法求解超静定刚架在荷载和支座移动作用下的内力，只需知道各杆刚度的相对值。

（ ⨯ ）4．同一结构的力法基本体系不是唯一的。

（ ∨ ）5．用力法计算超静定结构，选取的基本结构不同，则典型方程中的系数和自由项数值也不同。

（ ∨ ）三、求图示简支粱C 点的竖向位移，EI =常数。

（9分）解：（1）作M P 图（2）作M 图（3）计算C 点竖向位移四、计算图示刚架结点C 的水平位移和转角，EI=常数。

1．计算C点水平位移解：（1）作M P图（2）作M图（3）计算C点水平位移2．计算C 点转角 （1）M P 图同上 （2）作M 图（3）计算C 点转角EI=常数。

l/2l/2解：（1）作M P图（2）作M图（3）计算D点竖向位移六、求图示桁架结点B的竖向位移，已知桁架各杆的EA=21 104 kN。

3m3m3m3m解：（1）计算实际荷载作用下桁架各杆的轴力（2）计算虚设单位荷载作用下桁架各杆的轴力（3）计算B点竖向位移九、用力法计算下列刚架，并作弯矩图。

EI为常数。

解：4十、用力法计算图示结构，并作弯矩图。

链杆EA=∞。

解：（1）取基本结构：P十一、利用对称性计算图示刚架，并绘制弯矩图。

q（5）作M图：作原结构M 图如下：土木工程力学（本）形成性考核册作业三一、选择题（每小题2分，共10分） 1．位移法典型方程实质上是（ ）A 平衡方程B 位移条件C 物理关系D 位移互等定理2．位移法典型方程中的系数ij k 代表1=∆j 在基本结构上产生的（ ）A i ∆B j ∆C 第i 个附加约束中的约束反力D 第j 个附加约束中的约束反力3．用位移法计算刚架，常引入轴向刚度条件，即 “ 受弯直杆在变形后两端距离保持不变 ”。

此结论是由下述假定导出的（ ）A 忽略受弯直杆的轴向变形和剪切变形B 弯曲变形是微小的C 变形后杆件截面仍与变形曲线相垂直D 假定A 与B 同时成立4．在力矩分配法中传递系数C 与什么有关（ ） A 荷载 B 线刚度 C 近端支承 D 远端支承度。

（ ）5．力矩分配法适用于连续梁和有侧移刚架。

（ ）三、用位移法计算图示连续梁，并绘出弯矩图。

各杆EI 相同且为常数。

（10分）解：（1）选取基本结构如下图所示，Δ1为基本未知量。

（2）写出位移法方程如下：（3）计算系数k 11及自由项F 1P 作1M 图和M P 图如下：（4）求解位移法基本未知量将系数及自由项代入位移法方程，得：四、用位移法计算图示刚架，并绘制弯矩图。

（10分）解： （1）选取基本结构如下图所示，Δ1、Δ2为基本未知量。

（2）写出位移法方程如下：（3）计算系数及自由项M图和M P图如下：作1M图、2五、用位移法计算图示刚架，并绘出弯矩图。

（10分）解：六、用位移法计算图示刚架(利用对称性)，并绘出弯矩图。

各杆EI相同且为常数。

（10分）七、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。

各杆EI相同且为常数。

（10分）八、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。

各杆EI相同且为常数。

10分）九、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。

各杆EI相同且为常数。

10分）十、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。

各杆EI相同且为常数。

10分）作业四参考答案一、选择题1．A 2．C 3．A 4．B 5．C二、判断题1．⨯2．⨯3．⨯4．⨯5．⨯三、画图示伸臂梁M K，F RA的影响线。

（10分）解： 用机动法作影响线如下：四、绘制伸臂梁C 截面、D 截面的弯矩影响线和剪力影响线。

（10分）ABCKӨ1 M K 影响线⊕ 1ABCӨ1/2 F RA 影响线⊕1解： 用机动法作影响线如下：CӨ0.5M C 影响线⊕0.75C Ө0.5F QC 影响线⊕0.75Ө 0.25DӨ1.5M D 影响线⊕D1F QD 影响线五、作图示梁F yA 、M C 的影响线，并利用影响线计算图示荷载作用下的F yA 、M C 值。

（20分）解：作F yA 、M C 影响线如下：AF yA 影响线1Ө0.25C计算F yA 、M C 的值：yA 1F =120.5120.25830.2502⨯⨯⨯⨯⨯=--C 1M =12183124kN m 2⨯⨯⨯⨯=g ---六、试求图示体系的自振频率。

EI=常数，杆长均为L 。

（10分）AM C 影响线 Ө 1C解：（1）计算柔度系数δ11用力法作图示M 图，如图所示。

由M 图应用图乘法，可求得柔度系数δ11311121L L 2L 1227L δ=L L L ++L L L =2EI 32EI 32322EI 3312EI⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ （2）体系自振频率ω为：ω===七、求图示体系的自振频率。

忽略杆件自身的质量。

（15分）M 图0.5L•l/2ml•ml/2kEI=∞ A解：由下图列出体系动力学平衡方程：对A 点取矩，列出体系动力学平衡方程：y 3y 3(m )ky (m )02222lll -----=g gg gg g gg g 其中：y (m )22l-g gg g 和3y(m )2-g gg为惯性力，ky -为弹性力。

又： y αl =， y αl =g g g g，代入动力学平衡方程，整理后得： 2kαα05m+=g g故得：ω=八、求图示体系的自振频率。

质量m 集中在横梁上。

各杆EI=常数。

（15分）mEI解：取横梁为研究对象，计算刚度系数由xF0=∑1133333EI 12EI 3EI 18EIk =++=h h h h结构的自振频率为：ω==3h 312EIh 33EIh。