结构力学,西南大学,作业

1、图8所示桁架1杆的轴力 -F 。

图8 图9 图102、若以图9所示图取作虚拟静力状态，求结构位移时，则所求的位移是3的比值，它与杆件远端的支座约束有关。

4、图10所示拱结构拉杆DE的轴力为。

5、简述结构力学的任务：1、研究荷载等因素在结构中所产生的内力（强度计算）；2、计算荷载等因素所产生的变形（刚度计算）；3、分析结构的稳定性（稳定性计算）；4、探讨结构的组成规律及合理形式。

进行强度、稳定性计算的目的，在于保证结构满足安全和经济的要求。

计算刚度的目的，在于保证结构不至于发生过大的变形，以至于影响正常使用。

研究组成规律目的，在于保证结构各部分，不至于发生相对的刚体运动，而能承受荷载维持平衡。

探讨结构合理的形式，是为了有效地利用材料，使其性能得到充分发挥。

6、简述拱结构的特点（1）弯矩比相应简支梁小，水平推力存在的原因。

（2）用料省、自重轻、跨度大。

（3）可用抗压性能强的砖石材料。

（4）构造复杂，施工费用高。

7、用力法计算并作图所示结构的M图。

解：用力法基本体系、单位和荷载弯矩图如下：8、用力法解如图所示超静定结构,作M图。

9、试写出用力法计算图11所示结构的典型方程（采用右图所示基本体系），并求出方程中的全部系数和自由项（不求解方程）。

已知各杆EI=常数。

10、图1所示桁架杆的轴力-Fp/3 。

图1 图2 图311、使图2所示悬臂梁B点的竖向位移BV ∆=的F = 38 ql 。

12、力法方程的实质是 变形连续条件 ； 位移法方程的实质是 平衡方程 。

13、利用位移法判断图3结构中结点A 的转角A ϕ的转向为 顺时针 。

图4 图514、图4所示结构中AC 杆C 截面的弯矩CA M =____0_______。

（设内侧受拉为正） 15、图5（a ）所示结构A 支座的弯距大小为A M ，则图5（b ）所示结构A 支座的弯距大小为 3A M 。

1617、对图1所示体系进行几何组成分析，结论是 具有曲线形状的结构一定是拱结构 。

23211P 1111P 111P 1P 1140 d d 33 4M M M l Ml X x x EI EI EI EIM X M M X M lδ∆δ∆+=====-==+∑∑⎰⎰18、图2所示结构中C 点的竖向位移为 2m （假设竖直向上为正）。

19、图3示桁架结构的1、2杆的轴力分别为 4N ，3N 。

20、图4示结构的位移法未知量有 3 个。

图1图2图3 图419、解： 求解过程如下所示力法方程、系数及求解结果如下20、简述什么是结构位移以及计算结构位移的目的答：结构在荷载、温度变化、支座移动与制造误差等各种因素作用下发生变形，因而结构上个点的位置会有变动。

这种位置的变动称为位移。

结构的位移通常分为线位移和角位移两种，线位移是指结构上点的移动，角位移是指杆件横截面产生的转动。

计算位移的目的为(1) 验算结构的刚度。

校核结构的位移是否超过允许限值，以防止构件和结构产生过大的变形而影响结构的正常使用。

(2) 为超静定结构的内力分析打基础。

超静定结构的计算要同时满足平衡条件和变形连续条件。

(3) 结构制作、施工过程中也常需先知道结构的位移21、简述刚架结构的特点刚架是横梁和柱以整体连接方式构成的一种门形结构。

由于梁和柱是刚性节点，在竖向荷载作用下柱对梁有约束作用，因而能减少梁的跨中弯矩；同样，在水平荷载作用下，梁对柱也有约束作用，能减少柱内的弯矩。

22、图1所示结构的超静定次数是用力法计算时基本未知量的数目有 5 个；用位移法计算时基本未知量的数目 7 个。

图1 图223、图2所示桁架C杆的轴力 FP 。

24、拱型结构受力的主要特点是在竖向荷载作用下有水平推力产生。

25、图1所示计算简图是：（ A ）A、为无多余约束的几何不变体系。

结构多余约束数为0 ,自由度数为0。

B、为无多余约束的几何可变体系。

结构多余约束数为0 ,自由度数为1。

C、为有多余约束的几何不变体系。

结构多余约束数为1 ,自由度数为0。

D、为有多余约束的几何可变体系。

结构多余约束数为0 ,自由度数为1。

26、图2所示结构的超静定次数、未知结点位移数是：（ D ）A、超静定次数是0、未知结点位移数是0。

B、超静定次数是1、未知结点位移数是0。

C、超静定次数是1、未知结点位移数是1。

D、超静定次数是1、未知结点位移数是0。

27、图3所示梁，：（ C ）A、。

B、。

C、。

D 、。

图1 图2图3 图428、图4所示结构，分配系数是BC BA μμ,（ D ）A 、43,41==BC BA μμ。

B 、31,31==BC BA μμ。

C 、32,31-=-=BC BAμμ。

D 、32,31==BC BA μμ。

29、用图乘法求位移的必要条件之一是： ( B )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。

30、当上部体系只用不交于一点也不全平行的三根链杆与大地相连时，只需分析上部体系的几何组成，就能确定原体系的几何组成。

（ √ ） 31、简支的斜梁，在竖向荷载作用下，其内力与等跨度且同荷载的水平简支梁相同。

（ × ）32、实际工程中的桁架结构，只有轴力，没有弯矩和剪力。

（ × ） 33、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。

（ × ） 34、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。

（ √ ） 35、仅有支座位移的静定结构位移计算，如果单位广义力引起的反力均与支座位移同向，则所求位移必为正。

（ × ）36、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。

（ √ ）37、由虚功方程推得的位移计算公式只适用于静定结构。

（ × ） 38图1所示结构中的反力H =-M /L 。

（）39图2为有一个多余约束的几何不变体系。

（ √ ）图1 图240、图3所示桁架结构中内力为零的杆件的数目（包括支座连杆）为（ c ）A、9个；B、10个；C、11个；D、12个。

41、图4所示结构杆1的轴力(以拉为正)为( B )A、0；B、；C、；D、2F。

图3 图4 图542、图5所示两结构及其受载状态，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。

43、对于三铰拱结构，下面哪个结论是正确的（ D ）A、在竖向荷载作用下，三铰拱的水平推力与矢高比f成反比，且与拱轴线形状有关；B、当三铰拱的轴线为合理拱轴线时，那么在任意荷载作用下，拱上各截面都只承受轴力，弯矩为零；C、拱在均匀水压力作用下的合理拱轴线为抛物线；D、三铰拱在任意荷载作用下都存在与其相应的合理轴线。

44、矩形截面梁受弯曲变形，如果梁横截面的高度增加一倍时，则梁内的最大正应力为原来的多少倍？梁的最大挠度为原来的多少倍？（ B ）A、正应力为1/2倍，挠度为1/4倍；B、正应力为1/4倍，挠度为1/8倍；C、正应力和挠度均为1/4倍；D、无法确定45、增加各杆刚度，则结构的结点位移就一定减少。

（错）46、有变形就有应力，有应力就有变形。

（错）47、结构只在荷载作用下的，力法典型方程中的系数与自由项，有的与结构的刚度有关，有的与结构的刚度无关。

（错）48、图1所示体系，去掉其中任意一根支座链杆后，剩下部分都是几何不变无多余约束的体系。

（错）49、图7中图A～图所示结构均可作为图7（a）所示结构的力法基本结构，使得力法计算最为简便的基本结构是（ c ）图7A、AB、BC、CD、D50、图3（a）所示超静定梁M图与图3（b）所示静定梁M图相同。

（对）图351、图6所示结构，B截面转角方向是（ B ）图6A：顺时针 B：逆时针 C：等于0 D：不能确定52、图2所示体系是一个静定结构。

（错）53、位移法和力矩分配法只能用于求超静定结构的内力，不能用于求静定结构的内力。

( 错）一、正误判断题。

每题3分。

正确的打“√”，错误的打“Ⅹ”。

（1）图1所示计算简图是：静定结构。

（√）。

图1（2）图2所示结构，。

（√）。

图2（3） 静定结构的内力与荷载有关，而与材料的性质、截面的形状及大小无关。

（ √ ）。

（4 位移法方程的主系数可能00≤≥或。

（ Ⅹ ）。

（5） 用力法计算超静定结构时，其基本未知量是未知结点位移。

（ Ⅹ ）。

二、单项选择题，每题5分。

4个答案中， 只有1个是正确的，将正确答案填在括号中。

（1）图3所示计算简图是：（A ）（A ） 为无多余约束的几何不变体系。

结构多余约束数为0 ,自由度数为0。

（B ） 为无多余约束的几何可变体系。

结构多余约束数为0 ,自由度数为1。

（C ） 为有多余约束的几何不变体系。

结构多余约束数为1 ,自由度数为0。

（D ） 为有多余约束的几何可变体系。

结构多余约束数为0 ,自由度数为1。

图3（2）图4所示梁，是剪力弯矩QCB BA F M ,：（ C ）（A ）kN F m kN M QCB BA 40;,40=⋅=下侧受拉。

（B ）kN F m kN M QCB BA 40;,40=⋅=上侧受拉。

（C ）kN F m kN M QCB BA 0;,40=⋅=上侧受拉。

（D ）kN F m kN M QCB BA 40;,42=⋅=下侧受拉。

图4（3）图5所示结构的超静定次数、未知结点位移数是：（ D ）（A ） 超静定次数是0、未知结点位移数是0。

（B ） 超静定次数是1、未知结点位移数是0。

（C ） 超静定次数是1、未知结点位移数是1。

（D ） 超静定次数是1、未知结点位移数是0。

图5（4）图6所示结构，分配系数:,是BC BA μμ（ D ）（A ）43,41==BC BA μμ。

（B ）31,31==BC BA μμ。

（C ）32,31-=-=BC BA μμ。

（D ）32,31==BC BAμμ。

图6三、用力法计算图8所示结构并求各杆轴力。

（15分）图8解：（1）选择基本体系（2）列力法方程：（3）计算单位力引起的轴力和荷载引起的轴力并计算系数、自由项（4）解方程得（5）计算最后轴力四、用位移法(利用对称性)计算图9所示结构并画弯矩图。

（EI=常数）（20分）图92、图示两结构相同的是图（ D ）A：剪力 B：轴力 C：C点竖向位移 D：弯矩1、力法和位移法既能用于求超静定结构的内力，又能用于求静定结构的内力。

（错）1、图示结构，A截面转角方向是图（ B ）A：等于0 B：顺时针 C：逆时针 D：不能确定3、图示结构，去掉其中任意两根支座链杆后余下部分都可作为力法计算的基本体系。

（错）图2、静定结构在非荷载外因（支座移动、温度改变、制造误差）作用下，不产生内力，但产生位移。