结构力学大作业

西南大学网络与继续教育学院课程考

试答题卷

学号： 姓名： 层次：

类别： 专业： 201 年 月

课程名称【编号】： 【 】 卷

题号一二三四五总分评卷人

得分

（横线以下为答题区）

一、名词解释：本大题共10个名词，请任选5个作答，每个4分，共计20分。

1、结构的计算简图：实际结构往往是很复杂的,进行力学计算以前，必

须加以适当地简化，忽略次要因素，显示其基本的特点，用一个简化的

图形来代替实际结构，这个图形称为结构的计算简图。

2、几何不变体系：在不考虑材料应变的条件下，在任意荷载作用下，

几何形状和位置保持不变的体系。

3、自由度：是指物体或体系运动时可以独立变化的几何参数的数目。

即确定物体或体系位置所需的独立坐标数。

4、约束（或联系）：用于限制体系运动的装置

5、叠加原理：结构中有一组荷载（外力、温度、支座沉陷等）产生的内力或位移等于每一荷载单独作用产生的内力或位移的总和。

二、简答题：本大题共3小题，请任选2小题作答，每题10分，共20分。

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、简述计算结构位移的目的。

答：(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。

三、分析计算题：本大题共3小题，每小题20分，共计60分。

1、几何组成分析：本题共3个体系如图1，图2，图3所示，任选2个进行分析，每个10分，计20分。

图1 图2 图3

解：

对图1所示体系进行几何组成分析时，可把地基作为一个刚片，当

中的T字形部分BCE作为一个刚片。左边的AB部分虽为折线，但本身是

一个刚片而且只用两个铰与其他部分相联，因此它实际上与A、B两铰

连线上的一根链杆（如图中虚线所示）的作用相同。同理，右边的CD

部分也相当于一根链杆。这样，此体系便是两个刚片用AB、CD和EF三

根链杆相联而组成，三杆不全平行也不同交于一点，故为几何不变体

系，而且没有多余约束。

对图2所示体系有：去二元体DEBF；去二元体FBC；去二元体

CB；AB杆件与地基刚接构成刚片；整个体系为无多余约束的几何不变

体系。 AB为基本部分，其它为附属部分。

对图3所示体系有：DE杆件与地基构成几何不变体系；CB刚片与地

基之间用AB链杆和C处两个平行链杆相连接，三个链杆不平行也不交与

一点满足二刚片规则，故CB与地基构成几何不变体系；BD链杆为多余

联系；故整个体系为有一个多余约束的几何不变体系。

2、结构位移求解：本题共2题，任选1题作答，计20分。

（1）试求如图4所示外伸梁C点的竖向位移。梁的EI为常数。

解

作

和

图，分别如图(b)、(c)。BC段

图是标准二次抛物线图形；AB段

图不是标准二次抛物线图形，现将其分解为一个三角形和一个标准二次抛物线图形。由图乘法可得

3、超静定结构求解：本题共2题，任选1题作答，计20分。

（1）用力法作图6所示结构的M图.EI=常数。

图6

解：因为结构对称荷载反对称，可利用对称性如下

q

q

q

q

2q

q

q

对称半结构用位移法求解

q

2ql2/72

4ql2/72

4ql2/72

2ql2/72

对称弯矩图\