龙驭球《结构力学Ⅰ》(第三版)辅导系列-第12章 超静定结构总论【圣才出品】
龙驭球《结构力学Ⅰ》(第3版)章节题库-虚功原理与结构位移计算(中册)(圣才出品)
8（b）所示，结点 K 处的竖向位移为
．
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图 5-8
【答案】
【解析】此结构为二次超静定，要求结点 K 的位移，可以取其一静定基本结构（图 5-
9（a）），在此基本结构上 K 处虚设一竖向单位力，画出其弯矩图（图 5-9（b）），再与已知
的原结构的弯矩图图乘即可求得 K 点竖向位移．
图 5-9
此题选取的基本结构可以有多种形式，相应的 图也不一样，与 M 图图乘时的计算量 就不同．所以在选择基本结构时应尽量使图乘时的计算量小（弯矩图分布范围小且简单）．
4．已知图 5-10（a）所示弯矩图，图 5-10（b）中由 （已知）产生的 C 截面竖向位
MA＝0 有
（拉）．
要求铰 C 处的竖向位移，需要画出此结构的弯矩图（图 5-13（c））；然后在结构上 C 处
虚设一竖向单位力（图 5-13（d）），求出此时 AC 杆弯矩和 EG 杆轴力，然后图乘得 C 点竖
向位移为
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挠度大
．
【答案】
图 5-18
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【解析】（1）结构为静定，图 5-18（a）、（b）两图的唯一区别是在图 5-18（a）中竖 向支座链杆处会有变形，而图 5-18（b）中没有，静定结构的支座移动不会引起内力，所以 两结构的弯矩图完全一样．
移等于
．
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图 5-10 【答案】 【解析】（1）选一基本结构，在 C 处虚设一竖向单位力，作 图（图 5-11）．
龙驭球《结构力学Ⅰ》(第3版上册)名校考研真题【圣才出品】
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的铰 E 和链杆 FC 相连形成几何不变体系，DGH 即为一个多余约束。 2．如图 2-6（a）所示体系的几何组成为________体系。[南京理工大学 2011 研]
图 2-6 【答案】无多余约束的几何不变 【解析】由于体系与基础呈简支状态，因此，可去除基础只分析上部体系的几何组成特 性。简化后的体系如图 2-6（b）所示，选择刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，三刚片通过不在同一直线上 的三铰两两相连，满足三刚片规则，所以，原体系为无多余约束的几何不变体系。
图 2-3
2．图 2-4（a）所示体系的几何组成是（ ）。[武汉大学 2012 研、郑州大学 2010 研、华南理工大学 2007 研、河海大学 2007 研]
A．无多余约束的几何不变体系 B．几何可变体系 C．有多余约束的几何不变体系
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D．瞬变十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
图 2-9 （2）几何构成分析 本题上部体系与基础呈简支状态，故去除基础只分析上部体系。首先选 ACDB 作为刚 片Ⅰ，然后顺杆件 CE 和 DF 找到杆件 EF 作为刚片Ⅱ，再由杆件 EG 和 FH 找到杆件 GH 作 为刚片Ⅲ，最后由杆件 GA 和 HB 回到刚片Ⅰ，如图 2-9（c）所示，由三个瞬铰的位置可 以判断其满足三刚片规则，所以，原体系为无多余约束的几何不变体系。 4．对图 2-10（a）平面体系进行几何组成分析，给出必要分析过程和说明。[宁波大学 2013 研、大连理工大学 2005 研]
二、选择题 1．图 2-2 所示平面体系的几何组成是（ ）。[浙江大学 2010 研] A．几何不变，无多余约束 B．几何不变，有多余约束 C．几何常变
龙驭球《结构力学Ⅰ》笔记和课后习题(含考研真题)详解(虚功原理与结构位移计算)
第5章虚功原理与结构位移计算5.1 复习笔记一、应用虚力原理求刚体体系的位移1．推导位移计算一般公式的基本思路推导过程的基本思路是“化整为零和积零为整”：把结构的整体变形分解为局部变形，应先用刚体体系的虚力原理导出局部变形时的位移公式，然后应用叠加原理，导出整体变形时的位移公式。
2．结构位移计算概述（1）计算结构位移的目的①验算结构的刚度；②为超静定结构的内力分析打下基础。
（2）产生位移的原因①荷载作用；②温度变化和材料胀缩；③支座沉降制造误差。
3．应用虚力原理求刚体体系的位移——单位荷载法例如，图5-1-1（a）中的静定梁，支座A向上移动一个已知距离c，现在拟求B点1的竖向位移 。
图5-1-1位移状态已给定，力系则可根据我们的意图来虚设。
在拟求位移∆的方向设置单位荷载，根据平衡条件，可得支座A 的反力R1F ＝ba-，图5-1-1（b ）中的虚设平衡力系在实际刚体位移上作虚功，虚功方程为可以求解出 1=b c a∆在拟求的位移∆方向虚设单位荷载，并利用平衡条件求出与1c 相应的支座反力R1F 。
这个解法称为单位荷载法。
4．支座移动时静定结构的位移计算 归纳求解步骤如下：（1）沿拟求位移Δ方向虚设相应的单位荷载，并求出单位荷载作用下的支座反力；（2）令虚设力系在实际位移上作虚功，建立虚功方程R 10K K F c ∆⋅+∑⋅=（3）由虚力方程，解出拟求位移二、结构位移计算的一般公式——单位荷载法1．局部变形时静定结构的位移计算举例图5-1-2（a）所示悬臂梁在B处两个相邻截面有相对转角θ。
试求A点的竖向位移Δ。
图5-1-2解：图5-1-2（a）中的实际位移状态可改用图5-1-2（b）来表示。
这里，在B处加铰，把实际位移状态明确地表示为刚体体系的位移状态。
为了求未知位移Δ，可虚设力系如图5-1-2（c）所示。
这里，在A点沿拟求位移Δ的方向虚设单位荷载。
此外．在铰B处还必须虚设一对弯矩根据平衡条件可求出均数值如下令图5-1-2（c）中的平衡力系在图5-1-2（b）中的实际位移上作功，可写出虚功方程如下解得由此看出，位移Δ与截面相对转角θ成正比，它们之间的比例系数正好就是虚设单位荷载在该截面引起的弯矩。
龙驭球《结构力学Ⅰ》(第3版)笔记和课后习题详解(上册)(静定结构的受力分析)【圣才出品】
第2章 结构的几何构造分析2.1 复习笔记一、几何构造分析的几个概念1．几何不变体系和几何可变体系在不考虑材料应变的条件下，体系的位置和形状是不能改变的，该体系称为几何不变体系，否则称为几何可变体系。
2．自由度（1）表述1一个体系运动时能产生的独立运动方式的个数称为自由度的个数。
（2）表述2一个体系运动时可以独立改变的坐标数目为自由度的个数。
注：凡是自由度的个数大于零的体系都是几何可变体系。
3．约束与多余约束（1）约束：减少体系自由度的装置。
一个支杆相当于一个约束；一个铰相当于两个约束；一个刚结点相当于三个约束。
（2）多余约束：不能减少体系自由度的约束。
一个体系有多个约束时，只有非多余约束对体系的自由度有影响。
4．瞬变体系与常变体系（1）一个几何可变体系发生微小的位移后，在短暂的瞬时转换成几何不变体系，称为瞬变体系；（2）如果一个几何可变体系可以发生大位移，则称为常变体系。
注1：瞬变体系仍属于可变体系，是可变体系的特例。
可变体系包含瞬变体系与常变体系。
注2：一般来说，在任一瞬变体系中必然存在多余约束，即瞬变体系既是可变体系，又是有多余约束的体系。
5．瞬铰两根不平行的链杆连接两个刚片，两杆的延长线交于点O，则两杆的约束相当于在O 点起一个铰的作用，这个铰称为瞬铰。
（1）在某刚片发生微小转动时，此刚片的瞬时运动与此刚片在O点用铰与另一刚片相连接时的运动情况完全相同；（2）在刚片运动的过程中，与两根链杆相应的瞬铰也随着在改变。
6．无穷远处的瞬铰（1）两根平行的链杆连接两个刚片，瞬铰在无穷远处。
此时，刚片可以有瞬时平动。
（2）射影几何中关于∞点和∞线的四点结论：①每个方向有一个∞点；②不同方向有不同的∞点；③各∞点都在同一∞线上；④各有限点都不在∞线上。
二、平面几何不变体系的组成规律——铰结三角形规律1．三个点之间的连接方式整体，且没有多余约束。
2．一个点与一个刚片之间的连接方式一个刚片与一个点用两根链杆相连，且三个铰不在一直线上，则组成几何不变的整体，且没有多余约束。
龙驭球《结构力学》笔记和课后习题(含真题)详解(能量原理)【圣才出品】
——结构可能位移下的应变能，对于刚架通常只考虑弯曲应变能，用扰度 表示则 为：
——结构的荷载势能，用位移表示：
2．势能驻值原理 势能驻值原理：如果结构位移满足几何条件，且不位移相应的内力（即根据物理条件由 此位移求得的内力）还满足静力条件，则该位移必使其势能 EP 为驻值；反之，位移满足几 何条件，且此位移还使势能 EP 为驻值，则该位移相应的内力必然满足静力条件。 可用下列图示表示：
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如果结构的位移既满足几何条件，其相应的内力又满足静力条件，则此位移就是结构的 真实位移。因此，势能驻值原理又可以表示为：真实位移使势能为驻值；反之，使势能为驻 值的可能位移就是真实位移。
3．基于势能原理的解法 以能量形式表示的位移法：
式中， 是多余未知力，
和
分别是静定的基本结构在单
位力
和给定荷载 作用下产生的平衡内力。
总的来说，真实内力必定是可能内力；而可能内力一般丌等同于真实内力。
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3．静力可能应变
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应用物理条件，由静力可能内力导出的应变称为静力可能应变。
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第 13 章 能量原理
13.1 复习笔记
一、可能内力不可能位移 静力可能内力：平衡内力 几何可能内力：协调位移 1．静力方程 杆件的静力方程有三组：①各杆的平衡微分方程；②杆端的静力边界条件；③结点的静 力联结条件。 （1）杆件的平衡微分方程：采用局部坐标
龙驭球《结构力学》(第3版)配套模拟试题及详解【圣才出品】
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3.图 16 所示组合结构，FP＝1 在 ACB 段移动，链杆 DE 轴力的影响线在 C 点处的竖标
值为
。
图 16
【答案】1 【解析】根据影响线定义，本题实际是求将 FP＝1 移至 C 点时 DE 的轴力。
4．图 17 所示结构按矩阵位移法计算，则不结点位移 1、2（正方向见图虚线标示）对
应的等效结点荷载向量为：[
， ]T。
图 17
【答案】 ql 2 ； ql 2 24 2
【解析】将 B 处固结，画出相应荷载下的弯矩图，取 B 结点进行受力分析，可得 F1P， F2P，直接根据相应荷载下的受力图得到。
8．图 11 所示单自由度动力体系，质量 m 在杆件中点，各杆 EI、l 相同，其自振频率 的大小排列次序为（ ）。
A．（a）>（b）>（c） B．（c）>（b）>（a） C．（b）>（a）>（c） D．（a）>（c）>（b）
【答案】C 【解析】解法一：由
图 11 ，δ11 小者 ω 大。
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图9
7．图 10（a）所示弹性支承刚性压杆体系，其临界荷载 FPcr 圣才电子书
C．FPcr＝2kl
D．FPcr＝ kl 2
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图 10 【答案】B 【解析】结构失稳形式如图 10（b）所示，由∑MB＝0 得 kyl×2－FPcry×2＝0 FPcr＝ kl。
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结构力学龙驭球第三版课后习题答案
2kN.m A
2 A
3kN/m
B
4m
2m
6
(4) (3) 1.5
6
1.5
B 2
2kN.m
3kN/m
A 4m
B 2m
6
(4)
2 6
(3) 1.5 1.5
A
B
2
H
24
M 图(kN.m)
P.108 3-2 判断内力图正确与否，将错误改正
(a)
q
M
B
M图
q
M
B
M
M
M图
FQ图 FQ图
H
25
P.108 3-2 判断内力图正确与否，将错误改正
3) 作载面m-m 求2、3杆轴 力。
10kN 2m
A 1
3 m
8a
10kN
aa
H
66
P.114 3-14 (c) 讨论桁架中指定杆内力的求法
10kN
10kN
10kN
10kN 10kN
1
A F RA
c
D
B
1 4m×8=32m
2a b
2
30kN
C F RC
4m
1) D以左，由∑MD=0求得A支座反力。 2) 作1-1截面求得FNc。 3) 由整体平衡求得支座C的反力。
(a)
q
M
q
M
B
M图
B
M
M
M图
FQ图 FQ图
H
26
P.108 3-2 判断内力图正确与否，将错误改正 (b)
M图
M图
FQ图
FQ图
H
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P.108 3-2 判断内力图正确与否，将错误改正 (b)
龙驭球《结构力学Ⅰ》(配套题库【名校考研真题】(静定结构的受力分析)
第3章静定结构的受力分析一、判断题1.图3-1所示桁架杆件AB、AF、AG内力都不为零。
（）[厦门大学2007研]图3-1【答案】错【解析】本题为静定结构，根据静定结构的性质：在荷载作用下，如果仅靠结构某一局部就能够平衡外荷载时，则仅此局部受力，其余部分没有内力。
知杆件AB、AF、AG内力都为零。
2.图3-2所示桁架，各杆EA为常数，仅AB杆有轴力，其他杆的轴力为零。
（）[天津大学2007研]图3-2【答案】错【解析】本题是一对平衡力作用在超静定部分ADBC 上，故整个超静定部分ADBC 都会产生内力。
倘若本题为静定桁架，则只有AB 杆受力。
3.若某直杆段的弯矩为0，则剪力必定为0；反之，若剪力为0，则弯矩必定为0。
（ ）[中南大学2005研]【答案】错【解析】由弯矩和剪力的微分关系Q dMF dx可知，剪力为零，但弯矩不一定必为零。
比如，受纯弯曲的杆段。
二、选择题1.如图3-3所示结构在所示荷载作用下，其支座A 的竖向反力与支座B 的反力相比为（ ）。
[郑州大学2010研、哈尔滨工业大学2008研]A ．前者大于后者B．二者相等，方向相同C．前者小于后者D．二者相等，方向相反图3-3【答案】B【解析】直接对C点列力矩方程∑M C＝0即可判断。
2.图3-4所示结构，当高度h增加时，杆件1的内力（）。
[南京理工大学2012研]A．增大B．减小C．不确定D．不变【答案】D【解析】根据K形结点的特性，因结构是对称的，荷载也是对称的，所以各杆件的内力是对称的，所以杆件1、2均为零杆，与结构高度h增加与否无关。
图3-43.图3-5所示对称三铰拱截面C的轴力已知为F NC＝48kN（压），则矢高f应等于（）。
[清华大学2003研]A．4m B．4.5m C．4.8m D．5m图3-5【答案】D【解析】先求得B支座竖向反力为50kN，后求出相应简支梁跨中弯矩为240kN·m，再用相应简支梁跨中弯矩除以轴力（水平推力）48kN，于是得到矢高f应等于5m。
龙驭球《结构力学Ⅰ》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(静定结构总论)【圣才出品】
第9章静定结构总论9.1 复习笔记本章对静定结构的相关知识进行了归纳总结。
介绍了几何构造分析与受力分析之间的对偶关系，归纳了零载法的详细求解步骤，分析了空间杆件体系的几何构造，阐述了空间杆件体系与平面杆件体系的联系，介绍了静定结构的受力特性，比较了静定结构不同结构形式的优缺点。
一、几何构造分析与受力分析之间的对偶关系几何构造分析与受力分析之间的对偶关系是指“各部件的自由度总数”与“全部约束（包括多余约束）数”之间的相互关系，二者之间的差值为计算自由度W。
根据表9-1-1，体系的W值不同，其静力特性也不同。
表9-1-1 具有不同计算自由度W的结构特性二、零载法（见表9-1-2）表9-1-2 具有不同计算自由度W的结构特性三、空间杆件体系的几何构造分析1．空间结构的概念空间结构是指各杆件轴线不在同一平面内的结构，它分为空间刚架结构和空间桁架结构，这两种空间结构的区别见表9-1-3。
表9-1-3 空间刚架和空间桁架的区别2．空间杆件体系的基本组成规律空间杆件体系有三种组成方式：四个铰连接、一个铰与一个刚体连接、一个刚体与另一个刚体（基础）连接。
不同组成方式的连接方式、限值条件见表9-1-4，此外，表9-1-4还分析了空间杆件体系与平面杆件体系之间的联系。
表9-1-4 空间杆件体系的连接方式3．空间铰接体系的计算自由度W设体系上结点的总数为j，链杆与支杆总数为b。
空间中一个点具有3个自由度，一根链杆或支杆约束结点一个自由度，因此体系多余自由度个数W表示为W＝3j－b根据表9-1-1可判断不同W值下结构的静力特性。
四、静定空间刚架1．空间刚架问题当组成刚架的杆件轴线与外荷载不在同一平面内时，这类问题称为空间刚架问题。
2．内力计算空间刚架有3个位移自由度、3个转动自由度，因此杆件截面具有6个内力分量（F N、F Q1、F Q2、M X、M Y、M Z），可由6个平衡方程分别求解，其计算方法与平面刚架体系相同。
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①设想先在结点B加一个阻止转动的附加约束阻止结点B转动，然后再 加载荷。载荷在附加约束处产生约束力矩 ，且结构发生如图8-11（b）所示变形。
②解除附加约束，使结构恢复到原来状态，相当于在原有附加约束力矩 处施加力偶（ ），力偶使结构产生变形,如图8-1-1（c）。
（1）忽略侧移的影响，用力矩分配法计算； （2）忽略每层梁的竖向荷载对其他各层的影响，把多层刚架分解，一 层一层地单独计算。
3．在水平荷载作用下忽略刚架的结点转角——反弯点法 多层多跨刚架采用反弯点法，基本假设是把刚架中的横梁简化为刚性 梁。
七、超静定结构各类解法的比较和合理选用
1．基本方程直接解法和渐近解法的比较 （1）直接解法是首先建立基本方程，通常是一组线性代数方程，然后 采用直接法求解这组线性代数方程；
（a） 弯矩方程可以表示为
（b）
（3）采用力矩分配法求得基本结构在荷载作用下的附加反力 和弯 矩。
（4）假设
，基本结构产生附加反力 和弯矩 。
（5）根据位移法的基本方程（a）,求出节点线位移
然后按式（b）可作出弯矩图。 六、近似法
1．忽略剪力和轴力引起的变形。 2．在竖向荷载作用下忽略刚架的侧移——分层计算法 分层计算法就是忽略侧移影响的一种近似法，采用两个近似假设：
③把图8-1-1（b）、（c）所示两种情况叠加，就得到结构实际的变形， 如图8-1-1（a）所示。此时将图8-1-1（b）、（c）两种情况下的杆端弯 矩叠加，可得图8-1-1（a）实际情况下的杆端弯矩。
二、多结点的力矩分配
1．多结点转动的连续梁和无侧移刚架的计算
对于具有多个结点转动的连续梁和无侧移刚架，只要逐次对每一个结点 应用单结点的基本运算，就可以渐近方式求出解答，求出杆端弯矩。
龙驭球《结构力学Ⅱ》(第3版)章节题库-第十一章至第十八章【圣才出品】
（2）利用已知（a）作弯矩图。MP， M 1 如图 12-3
图 12-3 （3）图乘法计算系数和常数
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（4）确定基本未知量 （5）作最后弯矩图如 12-4。
图 12-4 3．对图 12-5a 所示刚架选择计算方法，并作 M 图。
分配系数为
“固端弯矩”为杆 CE、BD 因其两端有相对线位移△1＝1 所产生的杆端弯矩，即
力矩分配计算（过程略）可得 图，如图 12-5c 所示。由杆端弯矩求得杆端剪力为
由此求得
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（4）求自由项 F1p 用力矩分配法求荷载作用下图 12-5b 所示基本结构的 Mp 图，分 配系数同上。固端弯矩为
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第 12 章 超静定结构总论
1．图 12-1 所示结构各杆 EI 均为常数。试问求图示结构内力时采用什么计算方法最简 便？（各小题均可简化到只有一个基本未知量。）
图 12-1
解：（a）力法；（b）半结构，位移法（或力矩分配法）；（c）分解荷载，半结构，力法： （d）半结构，位移法（或力矩分配法）；（e）q 作用下，取半结构，位移法；FP 分解，在 反对称分量下取半结构，无剪力分配法；（f）取 结构，力法。
图 12-5
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解：（1）分析可知，若仅用力法或位移法求解，基本未知量过多。又因结点 D 有竖向 线位移，不能单独用力矩分配法，可运用位移法与力矩分配法联合求解。
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第6章力法一、选择题1．图6-1所示结构的弯矩图轮廓是（选项见图）（）。
[浙江大学2012研]图6-1【答案】A【解析】B项，将支座位移分成正对称和反对称两种情况来分析，在Δ/2正对称位移作用下，弯矩图为0；在Δ/2反对称位移作用下，弯矩图为反对称。
CD两项，根据竖杆的弯矩图判断出CD两项的两柱都有水平方向的剪力且方向相同，但由于原结构上无荷载作用，不满足∑=0F。
x2．设图6-2所示结构在荷载作用下，横梁跨中产生正弯矩。
现欲使横梁跨中产生负弯矩，应采用的方法是（）。
[哈尔滨工业大学2012研]A．减小加劲杆刚度及增大横梁刚度B．增大加劲杆刚度及减小横梁刚度C．增加横梁刚度D．减小加劲杆刚度图6-2【答案】B【解析】本题关键在于中间的竖杆。
当竖杆EA→0时，相当于没有竖杆，这时水平杆为简支梁，跨中弯矩为正弯矩；当竖杆EA→∞时，相当于刚性支座杆，这时水平杆为双跨梁，跨中弯矩为负弯矩。
因此增大劲杆刚度会使跨中产生负弯矩；同样如果减小横梁刚度，也就相当于劲杆的刚度相对增加了。
3．图6-3（a）、（b）所示两结构（EI＝常数），右端支座均沉降Δ＝1，两支座弯矩关系为（）。
[西南交通大学2009研]A．M B＞M DB．M B＝M DC．M B＜M DD．MB＝－M D图6-3【答案】C【解析】画出6-3（a）、（b）两图对应的图及支座位移引起的位移图，分别见图6-3（c）、（d）、（e）、（f），对应的力法方程分别为δ11X1＋Δ1C＝0和。
两式系数的关系为：，[因为图乘时图6-3（c）中斜杆的长度大于图6-3（e）中相应直杆的长度]，因此，而，所以M B＜M D。
二、填空题1．原结构及温度变化（E 1I1，）下的M图如图6-4所示，若材料的有关特性改为（E2I2，），且/＝1.063，E1I1/E2I2＝1.947，以外侧受拉为正，则M B＝________。
[天津大学2008研]图6-4【答案】61.84kN·m【解析】根据已知条件得：，因此M B缩小为原来的2.07倍，即M B2＝128/2.07＝61.84kN·m。
龙驭球《结构力学Ⅱ》配套题库-名校考研真题(超静定结构总论)【圣才出品】
第12章超静定结构总论一、判断题1．若图所示梁的材料、截面形状、温度变化均为改变而欲减少其杆端弯矩，则应减小的值。
（）[西南交通大学2008年研]图12-1【答案】对二、选择题1．超静定梁和钢架成为破坏机构时，塑性铰的数目m与结构超静定次数n之间的关系为（）。
[浙江大学2005年研]A．m＝n；B．m＞n；C．m＜n；D．取决于体系构造和所受荷载的情况．【答案】D三、计算题1．试不经计算绘出图示刚架弯矩图的大致形状．[同济大学2006年研]图12-2解：（1）为了方便研究，首先在各个刚节点处添加附加刚臂以约束刚节点的旋转，由节点荷载的作用位置可知，各个节点的位移大小排序为：Gx Jx Ix Fx Ex ∆>∆>∆>∆>∆因此可得各个杆件的剪力图，且有：QCG QGJ QFI QBF QAB F F F F F >=>>则可知此时的弯矩图如下所示：图12-3（2）由以上分析可知，此时节点E 、F 、G 和I 将发生顺时针转动，而节点J 会发生逆时针转动，由此可知横梁的F端上侧受拉，而E端下侧受拉，横梁GH和IJ均为下侧受拉．据此可以画出横梁的弯矩图。
系统在刚节点处弯矩是平衡的，所以可以确定柱AE和CG均为上端右侧受拉，而下端左侧受拉；柱GJ相反．柱BF和FI的B端和I端分别为左侧和右侧受拉，又知BF的F端为右侧受拉，柱FI的F端为左侧受拉。
综合上述，可大致画出弯矩图如下所示：图12-42．试不经计算，画出图示刚架弯矩图的大致形状，设各杆EI＝常数。
[同济大学2003年研]图12-5解：（1）将结构编号，如图12-6所示：图12-6将结构从D点拆开，则刚节点可以等效为一端由旋转弹性支座和滑动铰支座组成，首先研究CD端．CD段在图示荷载作用下D端发生逆时针的转动，由于C端是滑动支座，所以荷载P的左端弯矩是常量即为平行于CD杆的直线，并且是下端受拉，而D端是上侧受拉，则可绘出弯矩的大致图像，如图12-7所示：图12-7（2）D点右侧是一个刚架，由以上的分析可知，需在D点加一个水平的滑动铰支坐．D 端在弯矩作用下会产生逆时针的转动，由于AD杆和DF杆约束比较相近，所以产生的弯矩形状也相同，且D端的弯矩分别是远端A和F的弯矩的两倍。
龙驭球《结构力学》笔记和课后习题(含真题)详解(超静定结构总论)【圣才出品】
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图 12-12
实际结构
基本体系
图 12-8
1．分区混合法的基本未知量和基本体系
a 区：多余约束少，结点位秱多的部分——用力法分析，基本体系去除多余约束；
b 区：多余约束多，结点位秱少的部分——用位秱法分析，基本体系中附加约束。
2．混合法的基本方程（发形协调条件和平衡方程）
3．基本方程中的四类系数和两类自由项
图 12-9
代入方程组，解得： 叠加法绘制弨矩图
图 12-10 4．分区混合法的典型方程：
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是 a 区不力 X 相应的柔度矩阵； K 是 b 区不位秱 相应的刚度矩阵；
' 是由位秱 引起的沿力 X 方向的位秱影响系数矩阵；
图 12-6
代入方程得； 利用弨矩叠加公式：
绘制弨矩图
图 12-7
二、分区混合法 混合法是指，在所叏的基本未知量中，即有位秱又有力，二者混杂在一起。混合法有两 种应用方式：分区混合法和全区混合法，这里只介绍前者。以图 12-8 为例迚行分析。
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主系数11 ——此即力法中的柔度系数；
主系数 k 22 ——此即位秱法中的刚度系数；
副系数
' 12
——单位位秱
1
1 引起的位秱；
副系数 k1'2 ——单位位秱 X1 1 引起的约束力。
系数和自由项的求法：
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龙驭球《结构力学Ⅰ》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(上册)-第一章至第三章【圣才出品】
第1章绪论1.1复习笔记一、结构力学的学科内容和教学要求1．结构建筑物、工程设施中承受和传递荷载而起骨架作用的部分。
从几何角度上可分为杆件结构、板壳结构、实体结构三类。
2．结构力学研究内容（1）结构力学的研究对象，主要是杆件结构；（2）结构力学的研究任务，是根据力学原理研究在外力和其他外界因素作用下结构的内力和变形，结构的强度、刚度、稳定性和动力反应，以及结构的组成规律和受力性能；（3）结构力学的研究方法，包含理论分析、实验研究和数值计算三个方面；（4）结构力学的基本方程，包含力系的平衡方程或运动方程、变形与位移间的几何方程和应力与变形间的物理方程（本构方程）。
3．能力培养包括分析能力、计算能力、自学能力、表达能力。
二、结构的计算简图和简化要点1．结构的计算简图计算中需要寻求一个简化的图形来代替实际结构，这个图就称为结构的计算简图。
它的确定原则：（1）从实际出发，即要反映结构的主要受力特征；（2）分清主次，略去细节，以便于计算。
2．简化要点（1）结构体系，常略去次要空间约束，简化为平面结构计算；（2）杆件用轴线简化，杆件间的连接区用结点表示，杆长用结点间距离表示，荷载作用点也转移到轴线上；（3）杆件间的连接区，根据实际情况简化为铰结点或刚结点；（4）结构和基础连接，一般简化为滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座；（5）材料性质，一般简化为连续、均匀、各向同性、完全弹性或弹塑性的材料；（6）荷载，均简化为作用在杆件轴线上，分为集中荷载和均布荷载。
三、杆件、杆件结构、荷载的分类1．杆件通常分为梁、拱、桁架、刚架、组合结构。
2．杆件结构（1）根据空间特性，分为平面结构和空间结构；（2）根据计算特性，分为静定结构、超静定结构。
3．荷载（1）根据作用时间，分为恒载和活载；（2）根据作用性质，分为静力荷载和动力荷载。
四、学习方法（1）加——广采厚积，织网生根（博学）；（2）减——去粗取精，弃形取神（学识）；（3）问——知惑解惑，开启迷宫（学问）；（4）用——实践检验，多用巧生（学习）；（5）创新——觅真理立巨人肩上，出新意于法度之中（读破）。
龙驭球《结构力学Ⅰ》笔记和课后习题(含考研真题)详解(力 法)【圣才出品】
第6章力法6.1 复习笔记一、超静定次数的确定——力法的前期工作1．超静定结构的静力平衡特征和几何构造特征（1）静力平衡特征一个结构，如果它的支座反力和各截面的内力不能完全由静力平衡条件唯一地加以确定，就称为超静定结构。
（2）几何构造特征超静定结构是有多余约束的几何不变体系。
2．超静定次数的确定（1）从几何构造看，超静定次数＝多余约束的个数。
（2）从静力分析看，超静定次数＝未知力个数－平衡方程的个数。
（3）求超静定次数时，应注意以下事项：①撤去一根支杆或切断一根链杆，等于拆掉一个约束；②撤去一个铰支座或撤去一个单铰，等于拆掉两个约束；③撤去一个固定端或切断一个梁式杆，等于拆掉三个约束；④在连续杆中加入一个单铰，等于拆掉一个约束；⑤不要把必要约束拆掉；⑥要把全部多余约束都拆除。
二、力法的基本概念1.力法的基本未知量、基本体系和基本方程 （1）力法的基本未知量把多余未知力的计算问题当作超静定问题的关键问题，把多余未知力当作处于关键地位的未知力——称为力法的基本未知量。
（2）力法的基本体系和基本结构①含有多余未知力的静定结构，称为力法的“基本体系”； ②去掉多余约束力和荷载后的静定结构，称为力法的“基本结构”。
（3）力法的基本方程11δ——基本结构在单位未知力单独作用下沿1X 方向的位移；1X ——未知力；1P ∆——基本结构在荷载单独作用下沿1X 方向的位移。
2.多次超静定结构的计算 （1）二次超静定结构①图6-1-1（a ）为二次超静定结构，取B 点两个支杆为多余约束，用X 1、X 2作为基本未知量代替，则基本体系如图6-1-1（b ）所示。
图6-1-1②二次超静定结构的力法基本方程（2）多次超静定——力法典型方程——由荷载产生的沿方向的位移；——由单位力产生的沿方向的位移，常称为柔度系数。
在得到多余未知力的数值之后，超静定结构的内力可根据平衡条件求出，或者根据叠加原理用下式计算三、力法解超静定刚架和排架1.刚架的解法步骤（1）选取基本体系；（2）列出力法方程；（3）求系数和自由项；（4）求多余未知力；（5）作内力图。
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第12章 超静定结构总论
12.1 复习笔记
一、广义基本结构、广义单元和子结构的应用
1．力法中采用超静定基本结构
（1
）图12-1a 所示为一个三跨门式刚架，七次超静定，使用图12-1b 中所示的基本结构，包括三个超静定单元，基本未知力只有两个。
图12-1
力法方程简化为
（2）求系数和自由项时，必须使用超静定单元的内力公式和位移公式，可由有关设计手册查出。
（3）在力法中使用超静定的基本结构可以减少力法基本方程中的未知量个数。
2．位移法中采用复杂单元
（1）位移法的基本思路是把结构分解成单元，再由单元的刚度公式装配成结构的刚度公式，建立位移法基本方程。
（2）通常作法的区别
①减少了未知数的个数；
②需要的单元种类增加不仅仅是等截面直杆。
（3）在选择这种基本结构时，必须先得出复杂单元的刚度方程，才能按基本结构进行位移法计算。
3．子结构的应用
应用子结构进行分析的过程
（1）将整个结构划分为几个子结构；
（2）分别确定子结构的刚度或柔度特性；
（3）将子结构进行整体分析。
二、分区混合法
1．分区混合法的基本未知量
——混合选用多余约束力和结点位移
（1）分区混合法的特点
把结构分为两部分，一部分是按力法分析，另一部分按位移法分析，兼有力法和位移法的双重优点。
（2）分区的基本未知量
图12-2
①a 区按照力法以多余约束力X 1为基本未知量；
②b 区按照位移法以结点角位移△2作为基本未知量。
2．分区混合法的基本体系——a 区去多余约束，b 区附加约束
（1）基本体系如图12-2b 所示
①在a 区去掉与支座反力X 1相应的多余支杆，代以可任意变化的变量力X 1；
②在b 区增设与结点转角△2相应的附加约束，使△2成为可任意变化的变量位移。
（2）图12-2b 中的基本结构兼备了力法基本结构和位移法基本结构的双重优点①a 区的各杆内力是静定的，可由平衡条件直接确定；
②b 区的各杆都分隔成各自单独变形的直杆单元，单元杆端内力也可由转角位移方程和固端内力公式确定。
3．分区混合法的基本方程——由变形协调条件和平衡条件混合组成
分区混合法的基本方程包含两类条件
（1）变形协调条件—沿X 1方向的位移D 1应为零；
（2）静力条件—与△2相应的附加约束力矩F 2应为零。
4．基本方程中的四类系数和两类自由项
（1）四类系数
①主系数——此即力法中的柔度系数；
11δ②主系数——此即位移法中的刚度系数；
22k ③副系数——单位位移引起的位移；'
12δ11∆=④副系数——单位位移引起的约束力。
'12k 1
1X =（2）两类自由项
①D 1P ，是荷载作用下在基本结构中引起的位移；
②F2P，是荷载作用下在基本结构中引起的约束力。
5．分区混合法的典型方程
（1）δ是a区与力X相应的柔度矩阵；
（2）K是b区与位移△相应的刚度矩阵；
（3）δ′和K′是两个交叉的影响系数矩阵；
（4）δ′是由位移△引起的沿力X方向的位移影响系数矩阵；
（5）K′是由力X引起的沿位移△方向的约束力影响系数矩阵。
三、超静定结构的受力特性
1．多余约束力的存在及其影响
（1）静定结构有一个约束破坏时，就成为几何可变体系，相对来说超静定结构有较强的防护能力；
（2）局部荷载在超静定结构中的影响范围，一般比在静定结构中大，也正因为超静定结构中内力分布范围较广，其内力分布相对均匀些，内力的峰值也小些。
（3）由于多余约束的存在，超静定结构的刚度和稳定性都比静定结构有所提高。
2．各杆刚度比值的改变对内力分布的影响
（1）由上式可以看出，如果各杆的刚度比值有改变，各系数和自由项之间的比值也随着改变，因而内力分布也改变。
（2）由于超静定结构的内力状态与各杆刚度比值有关，因此在设计超静定结构时，须事先假设截面尺寸，才能求出内力；然后再根据内力来重新选择截面。
而静定结构则无此问题。
3．温度改变和支座移动等因素引起的内力状态
（1）基本方程
（2）相应的内力叠加
（3）生产应用
①设计结构时要防止、消除或减轻自内力的不利影响；
②主动的利用内力来调节超静定结构的内力。
四、结构计算简图续论
1．影响计算简图的主要因素
（1）结构的重要性—对重要的结构应采用比较精确的计算简图；
（2）设计阶段—在初步设计阶段可使用粗糙的计算简图，在技术设计阶段再使用比较精确的计算简图；
（3）计算问题的性质—一般说来，对结构作静力计算时，可使用比较复杂的计算简
图；对结构作动力计算和稳定计算时，由于问题比较复杂，要使用比较简单的计算简图；
（4）计算工具—使用的计算工具愈先进，采用的计算简图就可以愈精确。
计算机的应用使许多复杂的计算简图得以采用。
2．将空间结构分解为平面结构
（1）取平面单元计算
（2）沿纵向和横向分别按平面结构计算
①进行纵向计算；
②进行横向计算。
（3）综合为平面结构计算
①把各类平面结构合成一个总的平面结构，并算出每类平面结构所分配的荷载；②按所分配的荷载分别计算每类平面结构。
（
4）计算时采用的假设
①假设楼板在自身平面内的刚度为无穷大；
②假设刚架和剪力墙都是对称布置。
2．交叉体系的荷载传递方式及其简化
交叉梁系是一种常见的交叉体系，板壳结构有时也简化为交叉体系。
（1）矩形楼板的简化计算
图12-3。