结构力学复习资料资料
结构力学复习要点知识大纲
第一章绪论本章复习内容:结构、结构计算简图、铰结点、刚结点、滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座等基本概念。
1、首先必须深刻理解结构、结构计算简图的概念。
结构力学中的概念,都可在理解的基础上用自己的语言表达,不必死记教材上的原话,所谓理解概念,就是弄清其目的、条件、实现目的的手段、适用场合等。
结构是建筑物中承载的骨架部分,本课程研究的是狭义的结构,即杆件结构。
实际的结构是很复杂的,完全按照结构的实际情况进行力学分析是不可能的(可以断言,即使许多年后科学更发达,100%按照结构的实际情况进行力学分析仍然是不可能的!因为结构的复杂性是无穷尽的,科学的发展是无止境的),也是不必要的(次要因素的影响较小,抓住主要因素即可满足工程误差要求)。
因此,对实际结构去掉不重要的细节,抓住其本质的特点,得到一个理想化的力学模型,用一个简化的图形来代替实际结构,就是结构计算简图。
获得结构计算简图没有现成的公式可以套用,必须发挥研究者和工程师的智慧(正是在这点上体现他们水平的高低),经过长期研究和实践,他们总结出以下6方面的简化要点:结构体系的简化(由空间到平面);杆件的简化(用轴线代替杆);杆件间连接的简化(结构内部结点的简化);结构及基础间连接的简化(结构外部支座的简化);材料性质的简化(杆件材料物理力学特性的简化);荷载的简化(结构受外部作用的简化)2、对支座的位移限制、约束反力的认识非常重要,因为土木工程结构都是非自由体,不可避免要处理各种支座。
特将本课程中常见的4种支座归纳如下:去掉对某方向平动的限制去掉对转动的限制第二章平面杆件体系的几何构成分析在绪论之后,第二章并没有一头扎进去计算各种结构,因为结构是多个杆件组成的系统,必须对此杆件系统进行几何构成分析,是否能作为结构承载,若是结构,它是怎样“搭”成的,为正确、简便地“拆”结构进行分析打下基础。
正如前面所述,本章非常重要,是结构力学分析的重要基础。
本章复习内容:深刻理解几何不变体系、刚片、自由度、约束、瞬铰、多余约束、二元体、瞬变体系等基本概念,深刻理解几何不变体系的组成规律;熟练掌握用几何不变体系的组成规律对平面杆件体系作几何构成分析。
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1、飞机外载荷分类按产生载荷的环境,分为:飞行载荷和地面载荷 按载荷所作用的结构部位,分为:表面力和体力 按载荷作用的区域大小,分为:分布力和集中力按载荷随时间的变化速率,分为:静载荷、动载荷、冲击载荷和疲劳载荷2、飞机结构强度设计准则静强度设计。
静载荷特点:不考虑载荷随时间的变化的影响。
以飞机使用中遭遇到的载荷中的最严重的情况为依据进行结构强度校核。
动强度设计。
动载荷特点:非常迅速地作用到结构上,结构上质点的形变和位移的变化也很快,从而产生惯性力。
采用在静载荷基础上乘以一个大于1的动载荷系数的方法考虑动载荷的影响。
保证结构的颤振临界速度大于使用中的最大速度。
冲击强度设计。
冲击载荷特点:载荷作用极其迅猛,使结构局部产生很大的变形和应力集中。
采用“冲击韧性”作为强度准则。
疲劳强度设计。
交变(疲劳)载荷特点:波动的、呈现重复加载和卸载形式,载荷变化幅度较小——准静态载荷;结构和材料在远小于静态极限强度的交变应力的长时间作用下可能产生疲劳裂纹,并持续扩展,直至发生突然的断裂破坏。
采用疲劳或断裂破坏准则。
3、飞机结构强度设计准则的演变历程:传统的静强度设计;应用疲劳设计准则的安全寿命设计;考虑使用与维修的经济性和应用断裂力学准则的耐久性和损伤容限设计;应用结构可靠性分析方法的可靠性设计。
4、《飞机强度(刚度)规范》的一些基本概念⑴设计情况:飞机结构能够承受各种可能载荷分布中最不利、最严峻的组合。
⑵限制载荷(使用载荷):在整个飞机使用寿命期内预期出现的最大载荷。
⑶极限载荷(设计载荷):考虑飞机乘员的生理承受能力并不至于导致飞机结构发生破坏或永久变形的最大飞行载荷。
⑷安全系数:极限载荷和限制载荷的比值,大于1;对飞机结构,除了个别特殊要求外,一般都取为1.5。
⑸飞机重心过载:作用在飞机某方向除重力之外的外载荷与飞机重量的比值;飞机在y 轴方向的过载是飞机结构设计的主要指标之一。
5、 《飞机强度(刚度)规范》的主要内容根据不同的飞机类型和所执行的特定飞行任务,对飞机载荷的类型和大小、飞机的设计情况和飞机的强度、刚度等建立明确的要求,规定相应的设计准则。
《结构力学》课程知识 复习 学习材料 试题与参考答案
《结构力学》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选题1.力矩分配法是基于( A )原理推导出来的。
A.位移法B.力法 C.叠加法D.图乘法2.位移法中的形常数是( B )计算出来的。
A.用力矩分配法 B.力法C.叠加法D.图乘法3. ( A )不是力法的三要素。
A.基础连接方式 B. 力法方程C.基本结构 D. 基本未知量4.( B )可以作为结构A.瞬变体系B.几何不变体系C.有多余约束的可变体系D.自由度小于零的体系5.不属于画梁结构Q图的控制载面是( A )A.力偶作用面B.集中力作用面C.均布荷载的始截面D.均布荷载的末截面6.( A )不称为性线变形体系的互等定理A.功能互等定理B.功的互等定理C.位移互等定理D.反力互等定理7.超静定次数不可以用( D )方法求取A.求多余未知力个数 B.求结构自由度数C. 撤除多余约束D.分析外载形式8.(C )不是位移法的三要素A.基本未知量 B.基本体系 C.基本参数 D.基本方程9.载常数是利用(D )求出来的A.位移法 B.叠加法 C.图乘法 D.力法10.力矩分配法的主要步骤顺序是(C )A.分配与传递叠加求杆端弯矩求分配系数求固端弯矩B. 分配与传递叠加求杆端弯矩求固端弯矩求分配系数C. 求固端弯矩求固端弯矩分配与传递叠加求杆端弯矩D. 求固端弯矩求固端弯矩叠加求杆端弯矩分配与传递11.结构力学中主要研究的对象是( D )。
A.单个杆件B. 板壳C. 实体D. 杆系结构12.以下( D )不可以看成一个刚片。
A单个杆件 B.某一个几何不变的部分 C.地基 D. 某一几何可变的部分13.静定结构因支座移动,( B )A、会产生内力,但无位移B、会产生位移,但无内力C、内力和位移均不会产生D、内力和位移均会产生14. 结构的计算校核不包含有( B )。
A.计算过程的校核 B. 支座反力的校核C.平衡条件的校核 D. 位移条件的校核15. 零力杆是指( B )的杆件。
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图2图3结构力学复习资料一、填空题1.杆系结构中联结杆件的基本结点有 铰结点 和 刚结点 两种。
2.连接n 根杆件的复铰,相当于 n-1 个单铰, 2n-2 个约束。
3.无荷载作用杆段,其剪力图表现为一条 平直线 ,弯矩图则为一条 斜直线 。
4.如右图(1)示桁架,杆1、2的内力分别为 4 kN 和 零 kN 。
5.运用图乘法时,两图中至少应有一图是 直线 图,且形心纵坐标y c 一定是取自于 直线 图。
6.如右图(2)结构, 4 次超静定。
若用力法求解,则有4 个未知量;若用位移法求解,则有 3 个未知量,其中角位移未知量有 2 个,线位移未知量有 2 个。
7.如图(3)所示基本结构中,应视B 支座为 固定支座 ,则转动刚度S BA = 4i=12 ,S BC = 3i=12 。
8.绘制影响线有 静定 和 机动 两种方法。
9、杆系结构按其受力特性不同可分为: 梁 、拱、 刚架 、 桁架 、组合结构、悬臂结构。
10、拱的主要特征是在竖向荷载作用下会产生 水平推力 。
11、计算桁架内力的方法有两种,分别是 截面法 和 结点法 。
12、从几何组成上讲,静定和超静定结构都是 几何不变 体系,前者 无 多余约束而后者 有 多余约束。
13、连接n 根杆件的复铰相当于 n-1 个单铰,相当于 2n-2 个约束,一个固定铰支座相当于 个约束,一个固定端支座相当于 3 个约束。
14、几何不变体系的三个基本组成规则分别是三刚片规则、 二元体 规则、 两刚片 规则。
15、力法中符号表示基本结构中在 xj=1 作用下沿 xi 方向的位移,一次超静定结构的力法基本方程为 。
ij16、力矩分配法中的刚节于某个节点的分配系数和等于 1 。
17、绘制影响线的两种基本方法有静力法和 机动 法。
19.在固定荷载作用下使拱处于无弯矩状态的轴线称为合理拱轴线 。
20.静定多跨梁由 附属 部分和 基础 部分组成,在计算时应遵循的 原则是先计算附属部分,再计算 基础部分。
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10 kN / m
三 求图示静定桁架中杆1、2、3轴力。(12分)08
FP
1
FP
2m
2
3
d
d
d
A
B
2m
d
1m 1m
d
d
四 结构位移计算 1 单位荷载法、虚力状态设置 单位荷载法、 2 图乘法及应用条件 3 常见图形面积及形心位置 4 图乘法求位移
1 求图示伸臂梁C点竖向位移∆cy,EI为常数。(12分)
q 2l l/2
2ql
q
EI
B
ql
l
荷载作用下图示悬臂梁B点竖向位移为 荷载作用下图示悬臂梁 点竖向位移为____(4分) 点竖向位移为 分
左 FQC
五 影响线 1 影响线概念 2 静力法、机动法作静定梁等的影响线 静力法、
5 当FP=1沿结构移动时MK影响线方程为MK=___(-a≤x≤a); MK=___(a≤x≤2a)。(6分)08
A
B
A
B
2 等截面直杆转角位移方程的建立
C AB = −1
3 位移法基本未知量与数目确定
10 图示结构用位移法计算时,基本未知量数目为:结点角位移=____, 独立结点线位移=____。 (2分)
EI1 =∞ 6m 6m
EI 6 EI 6
EI
4 位移法基本结构、方程及系数自由项计算 位移法基本结构、 5 用位移法计算有侧移刚架
2 kN / m
EI EI
EI
4m
EI
4m
3m
4m
3m
4m
七 位移法 1 等截面直杆的形、载常数 等截面直杆的形、
3i
3i 2i
结构力学复习资料(整理)
结构力学复习资料(整理)1. 引言本文整理了结构力学的重要概念和公式,以帮助读者复和掌握相关知识。
2. 静力学2.1 受力分析- 讲解了受力分析的基本原理和常用方法,如平衡方程和自由体图法。
- 提供了受力分析的步骤和实例,以加深理解。
2.2 结构的静力平衡- 介绍了结构的静力平衡条件,包括平衡方程和力矩平衡方程。
- 强调了结构的静力平衡在工程中的重要性。
2.3 支座反力计算- 讲解了支座反力计算的方法,包括自由体图法和平衡方程。
- 提供了支座反力计算的实例和注意事项。
3. 动力学3.1 动力学基本概念- 解释了动力学的基本概念,包括质点、力、加速度等。
- 提供了动力学相关公式和例题,以加强记忆。
3.2 牛顿第二定律- 介绍了牛顿第二定律的含义和应用,强调了力和加速度之间的关系。
- 提供了牛顿第二定律的公式和应用实例,帮助读者理解和运用该定律。
3.3 动量与冲量- 解释了动量与冲量的概念和计算方法。
- 强调了动量守恒定律和冲量定律的重要性。
- 提供了动量与冲量的公式和练题。
4. 应力与应变4.1 应力的概念- 介绍了应力的定义和常见类型,如拉应力、压应力和剪应力。
- 解释了应力的计算方法和单位,以及应力与受力的关系。
4.2 应变的概念- 讲解了应变的定义和类型,如线性应变和剪切应变。
- 强调了应变的计算方法和单位,以及应变与形变的关系。
4.3 应力-应变关系- 介绍了应力-应变关系的基本原理,包括胡克定律和弹性模量的概念。
- 提供了应力-应变关系的公式和实例,以帮助读者理解和运用该关系。
5. 结语本文整理了结构力学的复资料,包括静力学、动力学和应力与应变的重要概念和公式。
希望本文可以帮助读者复和巩固相关知识,提高结构力学的理解和应用能力。
以上为结构力学复习资料的简要整理,更详细的内容请参考相关教材和课堂讲义。
结构力学复习大纲
结构力学复习大纲结构力学是工程力学的一个分支,主要研究物体受力的变形和破坏规律。
在工程设计和建筑施工中,结构力学是一个非常重要的学科,因此需要对其进行全面的复习。
下面是一个结构力学复习大纲,供参考:一、力学基础知识复习1.矢量代数:矢量的基本运算,点积和叉积的性质与运算。
2.牛顿定律:质点的平衡和运动规律。
3.刚体静力学:刚体的平衡条件,杆件和框架的平衡条件。
4.动力学:质点的运动学和动力学方程。
二、材料力学复习1.应力和应变的概念:正应力、剪应力、正应变、剪应变等。
2.弹性力学:胡克定律和弹性模量,杨氏模量、切变模量和泊松比的计算。
3.索拉力学:索拉应变和索拉模量,单轴应力状态和双轴应力状态下的应变计算。
三、静力学复习1.平面力系统:力的合成与分解,质点组的平面并力,力矩与力偶。
2.刚性平衡:平面力系和空间力系的等效条件,刚体的平衡条件。
3.杆件平衡:由受力杆件的平衡条件,如杆件内力的计算,反力和剪力图的绘制。
四、结构力学基本原理复习1. Hooke定律:应力和应变的关系,弹性体和弹塑性体的应力应变曲线。
2.支座反力和内力的平衡:梁和桁架的静力学平衡条件,计算支座反力和截面内力的方法。
五、梁的静力学复习1.梁的基本概念:梁的简介,静力学基本方程。
2.梁的弯曲:弯矩和弯曲曲率的关系,截面形状对梁的弯曲影响。
3.梁的剪力和轴力:剪力和剪力图的计算,轴力和轴力图的计算。
六、桁架的静力学复习1.三力平衡法:三力平衡条件下的桁架分析,用应力法分析桁架。
2.节点分析法:节点分析条件,节点力的计算。
3.桁架的应变能和位移计算:桁架的应变能和位移方程,桁架的位移计算方法。
七、悬链线和弧形结构的静力学复习1.悬链线静力学:悬链线的方程和性质,悬链线的支座反力计算。
2.圆弧和平曲线的静力学:圆弧和平曲线的性质和力学分析。
八、结构的稳定性复习1.固定端的稳定性:差动转角法和角加速度法分析结构的稳定性。
2.欧拉稳定性理论:欧拉稳定性方程和临界载荷计算公式。
结构力学复习题资料资料
一、填空题1、有多余约束的几何不变体称为_________。
2、位移法中k12表示基本体系在_________单独作用时,在第_________个附加约束中产生的约束力。
3、当三铰拱的轴线为合理拱轴时,其横截面上的内力只有_________,三铰拱在竖向均布荷载作用下的合理拱轴线是:_________。
4、一个单铰相当于_________个约束。
5、本来是几何可变,经过微小位移后又变成几何不变体系称为_________。
6、结构位移产生的原因主要有_________、_________、_________。
7、根据结构构件的几何特征,可以将建筑结构分为_________、_________和实体结构。
8、根据荷载作用时间的久暂,荷载可以分为_________荷载和_________荷载。
9、由于三铰拱支座处存在_________,使得三铰拱截面上的弯矩,比跨度相同,荷载相同的简支梁要小。
10、平面内一刚片有_________个自由度;一个刚结点相当于_________约束。
11、两个刚片通过一个单铰联结,该单铰相当于()个约束。
12、力法中Δ1p表示基本结构在_________单独作用时,沿_________方向的位移。
13、位移法中R1P表示基本体系在_________单独作用时,在第_________个附加约束中产生的约束力。
14、当三铰拱的轴线为合理拱轴时,其横截面上的内力只有_________,三铰拱在静水压力作用下的合理拱轴线是:_________。
15、一个联结三个刚片的复铰相当于_________个单铰。
16、将刚结处改为单铰联结相当于去掉_________个联系。
18、对称结构在对称荷载作用下弯矩图_________,剪力图_________,轴力图_________。
19、无多余约束的几何不变体称为_________。
二、单项选择题1、图-1所示结构自由度W为()。
A.-1 B.0 C.2 D.-22、与简支梁相比,下列有关三铰拱说法错误的是()。
结构力学复习
1.结构力学包括的杆件类型分为哪几类?梁,拱,桁架,刚架,组合结构2.承担荷载,传递荷载,其股价作用的平面体系称为结构。
3.常用的结点简化有哪几种?铰接点,刚结点4.结构的组成分析,三刚片连接原则?三刚片用不在同一条直线上的三个铰两两相连,组成的体系内部几何不变且无多余联系。
5.什么叫杆系结构?由若干杆件通过铰接,刚接,链杆连接起来组成的结构体系称为杆系结构。
6.计算自由度公式,三中计算结果?以刚片为研究对象:W=3m-2h-r (m为刚片数,h为单铰数,r为支座链杆数)以结点为研究对象:W=2j-b-r (j为铰接点数,b为链杆数,r为支座链杆数)三种计算结果:W>0时,说明体系联系不够,有独立的运动参变量,体系为几何可变体系;W=0时,说明体系具有几何不变体系所需的最少联系数;W<0时,说明体系具有多余联系。
13页例2.2:以结点为研究对象,由题可得:j=8, 链杆数为b=13,支座链杆数r=3故:w=2j-b-r=2x8-13-3=07.单铰,实铰,复铰,虚铰的概念?单铰:连接两刚片之间的铰称为单铰,一个单铰相当于两根链杆作用,减少2个自由度。
复铰:连接两个以上刚片的铰称为复铰。
实铰:连接两刚片的两个链杆直接相交所形成的铰称为实铰。
虚铰:两链杆中各自链杆杆件轴线延长线的交点。
8.什么事二元体,几何组成分析?二元体:有两根不在同一直线上的链杆铰接产生一个新结点的装置。
两刚片规则:两刚片用一个铰和一根不过铰心的链杆相连,组成的体系内部几何不变且无多余联系。
(14页图2.9)三刚片规则:三刚片用不在同一直线上的三个铰两两相连,组成的体系内部几何不变且无多余联系。
(14页图2.10)二元体规则:在一个原体系上依次增加或减少二元体,体系的几何不变性保持不变。
(15页图2.11)几何组成分析:16页至17页例2.3,例2.4,例2.5。
9.静定结构:从组成看,无多余联系的几何不变体系;从静力分析看,在任意荷载作用下,其支座反力及各杆件内力均可由静力平衡条件唯一确定的结构。
结构力学总复习
加*号的量表示虚设量 (2)变形体虚位移方程:虚设变形形态,则虚功方程可写为
* * * F F c ( M F F P N Q 0 )ds * * RK K B A
结构位移计算的一般公式 在支座处还有给定位移cK
( M FN FQ 0 )ds FRK cK
变形体的虚功原理
设变形体在力系作用下处于平衡状态,
又设变形体由于其他原因产生符合约束条件的微小连续变形,
则外力在位移上所作外虚功W恒等于各个微段的应力合力在变形 上所作的内力虚功Wi。即 W Wi
变形体虚功方程的两种应用
(1)变形体虚力方程:虚设平衡力系,则虚功方程可写为
* * * F F c ( M F F N Q 0 )ds * P * RK K B A
80
4m
20kN 3ql2/4
XA YA
A
B
XB
l
l YB
C
2 2 YA 2l 0 M ql 0 . 5 ql B
3ql/8 YA
A
B YB
3ql/8
YA ql 4 2 2 M ql ql 4 X A 2l 0 C
XA 3ql 8
2l
M(kN.m)
第 1章
绪论
结构的概念和结构力学的研究内容 结构计算简图的简化要点 杆件结构的分类 荷载的分类
第 2章
平面体系的机动分析
几何构造分析的概念
平面几何不变体系的组成规律
平面杆件体系的计算自由度
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 几何不变体系—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。 几何可变体系—在不考虑材料应变的条件下,体系的位置和
《结构力学》知识点归纳梳理(最祥版本)
《结构力学》知识点归纳梳理(最祥版本)第一章绪论第一节:结构力学的研究对象和任务一、结构的定义:由基本构件(如拉杆、柱、梁、板等)按照合理的方式所组成的构件的体系,用以支承荷载并传递荷载起支撑作用的部分。
注:结构一般由多个构件联结而成,如:桥梁、各种房屋(框架、桁架、单层厂房)等。
最简单的结构可以是单个的构件,如单跨梁、独立柱等。
二、结构的分类:由构件的几何特征可分为以下三类1.杆件结构——由杆件组成,构件长度远远大于截面的宽度和高度,如梁、柱、拉压杆。
2.薄壁结构——结构的厚度远小于其它两个尺度,平面为板曲面为壳,如楼面、屋面等。
3.实体结构——结构的三个尺度为同一量级,如挡土墙、堤坝、大块基础等。
第二节结构计算简图一、计算简图的概念:将一个具体的工程结构用一个简化的受力图形来表示。
选择计算简图时,要它能反映工程结构物的如下特征:1.受力特性(荷载的大小、方向、作用位置)2.几何特性(构件的轴线、形状、长度)3.支承特性(支座的约束反力性质、杆件连接形式)二、结构计算简图的简化原则1.计算简图要尽可能反映实际结构的主要受力和变形特点..............,使计算结果安全可靠;2.略去次要因素,便于分析和计算.......。
三、结构计算简图的几个简化要点1.实际工程结构的简化:由空间向平面简化2.杆件的简化:以杆件的轴线代替杆件3.结点的简化:杆件之间的连接由理想结点来代替(1)铰结点:铰结点所连各杆端可独自绕铰心自由转动,即各杆端之间的夹角可任意改变。
不存在结点对杆的转动约束,即由于转动在杆端不会产生力矩,也不会传递力矩,只能传递轴力和剪力,一般用小圆圈表示。
(2)刚结点:结点对与之相连的各杆件的转动有约束作用,转动时各杆间的夹角保持不变,杆端除产生轴力和剪力外,还产生弯矩,同时某杆件上的弯矩也可以通过结点传给其它杆件。
(3)组合结点(半铰):刚结点与铰结点的组合体。
4.支座的简化:以理想支座代替结构与其支承物(一般是大地)之间的连结(1)可动铰支座:又称活动铰支座、链杆支座、辊轴支座,允许沿支座链杆垂直方向的微小移动。
结构力学总复习完美版
练习: 利用上述关系作弯矩图,剪力图
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5.叠加法做弯矩图
MA
q
Y
A
MB 假定:在外荷载作用下,
结构构件材料均处于线弹
Y
B
性阶段。
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MA
M
MB
M
荷载叠加法:
当梁上有多个荷载作用时,
MA
MB 任意截面的弯矩是各荷载单
M
+
独作用时的弯矩的代数和,
且凸向与荷载指向相同. 3.集中力作用处,Q图有突变,且突变量等于力值; M
图有尖点,且指向与荷载相同.
M图 Q图
YANGTZEU UNIVERSITY
A支座的反力 大小为多少, ql 2 / 2 M图 方向怎样? Q图
M图
Q图
YANGTZEU UNIVERSITY
1.无荷载分布段(q=0),Q图为水平线,M图为斜直线. 2.均布荷载段(q=常数),Q图为斜直线,M图为抛物线,且凸向 与荷载指向相同. 3.集中力作用处,Q图有突变,且突变量等于力值; M图有尖 点,且指向与荷载相同. 4.集中力偶作用处, M图有突变,且突变量等于力偶值; Q图 无变化.
总数, 再算出所加入的约束总数, 将两者的差值定义为:
体系的计算自由度W。即:
W=(各部件自由度总数)-(全部约束总数)
如刚片数m,单铰数n,支承链杆数r,g为单刚结点个数,则
W=3m -(3g+2n+r)
(2—6)
注意:1、复连接要换算成单连接。
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连四刚片 n=3
③ ⑧⑨
C
结构力学复习资料
1一、简答题1. 简要说明图乘法的使用条件。
a )EI =常数;b )直杆;c )两个弯矩图至少有一个是直线。
2. 写出刚架和桁架的位移计算公式,并说明字母的含义?⎰∑=∆ds EIM M PEAlN N ds EA N N ds EA N N P P P ∑=∑=∑=∆⎰⎰3.请简述结构产生位移的主要原因。
荷载作用;温度变化和材料胀缩;支座沉降和制造误差4. 写出荷载作用下弹性位移的一般公式二、计算题1、作图示静定梁的弯矩图和剪力图。
[解](1)计算支座反力 由0)(=∑F MC得 F Ay =8kN (↑) 由0)(=∑F MA得 F Cy =20kN (↑)根据本例梁上荷载作用的情况,应分AB 、BC 两段作内力图。
(2)作F Q 图 (3)作M 图 )2 求超净定结构弯矩图,选作两题中的一题。
a 、用力法计算图示结构,作弯矩图。
EI=常数。
2m2m4m解:(1) 一次超静定,基本体系和基本未知量,如图(a )所示。
(2) 列力法方程0X 11111=∆+=∆P δ(3) 作1M 图,见图(b ) 作P M 图,见图(c ) (4) 计算δ11、∆1PEI EI EI EI M 325644413844211d s 2111=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯==∑⎰δ∑⎰∑⎰∑⎰++=∆s GAF F k s EA F F s EI M M d d d QP Q NP N P2EI EI EI d EI M M S P P 311604420131022021111-=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-==∆∑⎰32145X 1=(kN )-m(a ) (b )(c ) (5) 作M 图mb 、用位移法列出杆端方程及位移法基本方程。
(图中i AD =i CB= i DC =2i ,L AD =L BC =4m 、L DC =8m ,均布荷载为5kN/m )解:基本未知量为D θ∆、杆端方程:2141254412AD D M i iθ∆=--⨯⨯ 2181254412DA D M i iθ∆=-+⨯⨯ 6DCD M i θ= 64BC M i ∆=-0DAM=∑ 0D A D CM M+=20163043D i iθ∆-+= (1) 212241044QDA D i F i θ∆=-+-264QCBi F ∆= 0QDA QCB F F += 127.5400D i i θ-+∆-= (1)因此位移方程为20163043127.5400D D i i i i θθ∆⎧-+=⎪⎨⎪-+∆-=⎩3、用力矩分配法计算,并绘图示结构的M 图。
《结构力学》复习讲义要点
《结构力学》复习讲义要点第一部分:力学基础1. 力学的基本概念:质点、力、力的性质、力的合成与分解、力的共线条件等。
2. 刚体力学:平动与转动、力矩、角动量、转动惯量、力矩的几何与代数相等条件等。
3. 静力学:平衡条件、力偶、杆条受力分析、平衡多边形等。
第二部分:截面力学1. 杆件截面特征:截面形状、截面形心、截面面积、截面宽度、截面模数等。
2. 拉压杆截面特征:杆轴力计算、细长杆的安全系数、压杆的稳定性、杆件受拉压状态分析等。
3. 扭转杆截面特征:杆件受扭力分析、圆形截面的极限扭矩、扭转角的计算等。
4. 弯曲杆截面特征:直线梁与弧形梁的受力分析、力的截面矩阵表示、梁截面的正向弯矩与反向弯矩、杨氏梁受力分析等。
第三部分:结构受力分析1. 杆系内力分析:截面法则、杆系的内力与外力关系、榀杆的变形与位移、杆系内力的计算等。
2. 杆系的受力分析:平衡条件的写法、平面结构与空间结构的受力分析、杆系的平面剪力图与弯矩图、受力分析的极端情况等。
3. 简支梁:梁的受力分析、悬臂梁的转角计算、剪力与弯矩图表、弹性线与弯矩-曲率关系等。
4. 悬链线与悬链线梁:悬链线形状方程、悬链线的性质与应用、悬链线梁的分析等。
第四部分:梁的变形1. 杆系的变形:位移分量的约束关系、虚功原理、单杆件的变形与位移、受约束的杆件变形计算等。
2. 弹性力学基本方程:胡克定律、弹性应变能、变形力、应变与变形的关系、应力分析与位移分析等。
3. 简支梁的本构关系:平衡微分方程、简支梁的自由振动、简支梁的拟静状态、简支梁的弹性力学与变形等。
第五部分:结构稳定性1. 稳定性基本概念:平衡与稳定的关系、平衡的稳定性判定、等效单轴刚度、曲线弯矩法等。
2. 简支梁的稳定性:轴力屈曲、弯曲屈曲与扭转屈曲、边界条件与截面要求等。
3. 大变形理论:弹性力学与大变形理论的区别、弹性线的切线方向、悬臂梁的大变形计算等。
总结:这份复习讲义总结了《结构力学》的核心要点,包含了力学基础、截面力学、结构受力分析、梁的变形和结构稳定性的内容。
《结构力学》课程复习提纲
《结构力学》课程复习提纲结构力学是土木工程建筑学科的基础课程,也是土木工程建筑师擅长的话题。
学习结构力学是非常重要的,它可以帮助我们深入理解建筑结构、分析结构系统,从而更好地设计和维护土木工程建筑。
下面是有关结构力学复习提纲:一、结构力学基础知识1、结构力学概述结构力学是土木工程建筑学科的基础课程,是土木工程建筑师擅长的话题。
结构力学的目的是为了更好地理解建筑结构的基本原理,并分析建筑系统的变形机制。
它以力学原理为根基,包含以下研究内容:分析结构的基本力学特性,探索施加在结构上的力的变形、变形速率和力学性能。
2、结构力学材料结构力学材料主要包括钢、铝、混凝土和木材等。
钢是由铁素体和均匀分布的碳和硅组成的合金,具有较高的强度、刚性和韧性,是一种常用的结构材料,在土木工程建筑中常用来做支撑、支承等。
铝是一种轻质金属,具有良好的抗腐蚀性和耐高温性,因其质量轻而被广泛用于结构力学,特别是在航空航天工程中具有重要的应用。
混凝土是一种重要的建筑材料,由水泥和骨料搭配组成,具有较高的抗压应力和抗剪应力性能,因此在结构力学设计中也得到了广泛应用。
木材是一种古老而又优质的建筑材料,具有较高的耐久性、良好的抗压强度、抗剪强度和绝缘性,常用于建筑的可塑性和装饰性质。
二、结构力学分析方法1、平面布置法平面布置法是结构力学中最常用的分析方法,也叫做单元法。
该方法根据材料的物理特性,将建筑结构分解为若干个分析单元,再根据这些单元之间的关系,建立起整个结构系统的力学模型,进行结构力学分析。
2、节点分析法节点分析法是结构力学中比较复杂的分析方法,它能够准确地模拟出结构受力时的变形情况,并且可以更深入地研究结构的变形机制和力学性能。
三、结构力学设计结构力学设计的基本过程包括建筑结构的规划、材料的选择、结构图绘制、分析计算和结构试验等。
需要注意的是,每一步的设计都要根据当前的技术条件和经济条件来确定,以保证最终建筑结构的完整性、可靠性和稳定性。
结构力学必考知识点
KP
yc
EI
图乘法几点说明
• 必须符合以上三个条件
• 与 yc分别取自不同M图,且 yc 只能是直线
M图的竖标 • 图乘法范围必须一致,且每一段图乘范围内,
y c 所在M图只有一条直线
• 若 与 yc 受拉侧相同, yc为正,反之为负
要熟练应用图乘法计算结构的位移,必须牢记一些常用 标准图形的面积和形心位置(如三角形,标准二次抛物 线等),对于非标准图形,可利用迭加原理进行分解。
mBB
mA
mB
P
+
mB Pl/4
M图的迭加不是图形的简单拼凑,而是竖标迭加
2 多跨静定梁 多跨静定梁的组成 基本部分--能独立
附属部分--不能独 承载的部分。 立承载的部分。
多跨静定梁的内力计算:先附后基
3 静定平面刚架
▪ 刚架:若干不共线杆件通过若干刚结点连接,组成的结构
▪ 平面刚架:刚架中的所有杆件和荷载均位于同一平面内
n W
式中,n为结构的超静定次数, W为体系的计算自由度。 (2)去约束法 将多余约束去掉,使原结构转化为静定结构,则所去联系总数, 即为原结构的超静定次数。 (3)框格法 框格法计算超静定次数的公式
n 3m h
式中,m为封闭框格数,h为单铰数
n=3×5-7=8 n=3×7-13=8
3. 力法的基本概念 基本未知量:多余约束力。 基本结构:去掉多余联系后的结构。 基本方程:利用基本结构与原结构变形一致的条件建立的求解 多余约束力的方程,又称为力法的典型方程或简称力法方程。 4. 力法的思路 力法的思路是搭桥法。即:综合考虑结构的平衡条件、物理条 件和位移条件,将超静定结构的计算转化为静定结构的计算。 可见,力法计算实际上是对静定结构进行计算。
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参考答案:B
、下列结构内力只有轴力的是 【 】
梁
B.刚架
桁架
D.拱
C
参考答案:C
、结构力学中主要研究的对象是 【 】
杆件
B.板壳
实体
D.杆件体系
D
参考答案:D
、下列说法错误的是: 【 】
图乘法求位移适用于所有的梁和刚架
B.荷载、温度改变、支座沉降等的位移计算都可以利用叠加原理
B.计算顺序与结构组装顺序相同
仅通过平衡方程既可求出所有未知
D.列平衡方程时应尽量只包含一个未知量
B
参考答案:B
、三个刚片用三个铰两两相联,所得的体系 【 】
一定为几何不变体系
B.一定为几何瞬变体系
一定为几何常变体系
D.不能确定
B
参考答案:D
、连接5个刚片的复铰相当于( )个单铰。 【 】
参考答案:相同点:都是几何不变体系。不同点:静定结构无多余约束,其内力只依据平衡条件就可求出,
、结构杆件间连接的简化方式有哪几种?
,铰结点和组合结点
参考答案:通常可简化为刚结点,铰结点和组合结点。
D
参考答案:D
、下列关于位移法说法错误的是 【 】
需加约束数等于超静定次数
B.基本未知量为独立结点位移
基本体系为一组单跨超静定梁
D.基本方程为平衡条件
A
参考答案:A
、用图乘法求位移的必要条件之一是 【 】
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
所有杆件EI为常数且相同
做虚功的力和位移状态其中之一可以
D.温度改变的状态功的互等定理不成立。
A
参考答案:A
、力法典型方程是根据以下哪个条件得到的 【 】
结构的平衡条件
B.结构的物理条件
多余约束处的位移协调条件
D.同时满足A、B两个条件
A
参考答案:C
、用位移法计算超静定结构时,独立的结点角位移数等于 【 】
、单选题
、
B.FP /2
D.FP
A
参考答案:A
、用位移法解超静定结构其基本未知量的数目等于 【 】
独立的结点位移数目
B.刚结点数目
线位移数目
D.超静定次数
A
参考答案:A
、
B.0kN
D.14.14 kN
A
参考答案:B
、
B.4
D.6
C
参考答案:C
2.00000
、在梁、刚架、拱、桁架四种常见结构中,主要受弯的是梁和______。
刚架
刚架
、有多余约束的几何不变体称为______。
超静定结构的
、三铰拱在竖向均布荷载作用下的合理拱轴线是______。
抛物线
、对称结构在对称荷载作用下,所有的内力和变形都 ______。
对称
、两刚片用一个铰和______相联,组成无多余约束的几何不变体系。
不通过此铰的链杆
、静定多跨梁包括______部分和附属部分。
基本
基本
、当三铰拱的轴线为合理拱轴时,其横截面上的内力只有______。
轴力
、平面内一钢片有______个自由度。
、静定结构的几何特征是: 【 】
无多余的约束
B.几何不变体系
运动自由度等于零
D.几何不变且无多余约束
D
参考答案:D
、下列关于超静定结构求解说法正确的是 【 】
力法和位移法求解时有相同的基本体系
B.力法通过增加约束得到基本体
力法和位移法的基本方程实质上都是平衡方
D.内力与结构各段相对刚度有关
D.利用对称性可以减少基本未知量的个数
B
参考答案:B
、与简支梁相比,下列有关三铰拱说法错误的是 【 】
宜采用耐拉不耐压的材料
B.应力沿截面高度分布较均匀
节省材料,减轻自重,能跨越大跨度
D.弯矩、剪力较小,轴压力较大
D
参考答案:D
、静定结构由于支座沉降(位移)或制造误差,结构内部将: 【 】
无关
B.相对值有关
绝对值有关
D.相对值绝对值都有关
B
参考答案:B
、力矩分配法是基于( )原理推导出来的 【 】
位移法
B.力法
叠加法
D.图乘法
A
参考答案:A
、( )可以作为结构 【 】
瞬变体系
B.几何不变体系
有多余约束的可变体系
D.自由度小于零的体系
B
参考答案:B
、选取结构计算简图时,一般要进行杆件简化、结点简化、支座简化和______简化。
荷载
、计算题
、
参考答案:
、
参考答案:
、
参考答案:
、
参考答案:
、
参考答案:
、
参考答案:
、
参考答案:
B.5.00000
D.7.00000
A
参考答案:A
、力法方程是沿基本未知量方向的 : 【 】
力的平衡方程
B.位移为零方程
位移协调方程
D.力的平衡及位移为零方程
C
参考答案:C
、关于使用图乘法计算位移错误的说法是 【 】
为常数
B.两个弯矩图中至少有一个为直线
适用于直杆和曲杆
、
B.-10kN
D.14.14kN
B
参考答案:A
、
B.10kN
D.0kN
D
参考答案:D
、
B.0
D.2Fp
B
参考答案:B
、关于理想桁架结构的下列说法,错误的为 【 】
结点都是光滑的铰结点
B.各杆都是直杆且通过铰的中心
各杆内力有轴力、剪力和弯矩
D.荷载和支座反力都作用在结点上
、当远端为定向支座时,弯矩传递系数为______。
-1.00000
-1.00000
、静定多跨梁包括基本部分和附属部分,内力计算从______部分开始。
附属部分
、平面内一根链杆自由运动时的自由度等于______。
3.00000
3.00000
几何不变
、一个单铰相当于______个约束。
2.00000
、从几何角度,可把结构分为三类:______、实体结构和杆件结构。
板壳结构
板壳结构
、在梁、刚架、拱、桁架四种常见结构中,主要受弯的是______和刚架。
梁
梁
、力法中Δ1p表示基本结构在荷载单独作用时,沿______方向的位移。
铰结点数
B.刚结点数
多余约束数
D.不确定
B
参考答案:B
、位移法典型方程的物理意义是 【 】
附加约束上的平衡方程
B.附加约束上的位移条件
外力与内力的关系
D.反力互等定理
A
参考答案:A
、下列关于力法说法错误的是 【 】
基本未知量为多余未知力
B.基本体系是唯一的
基本体系为静定结构
不交于一点且不互相平行
、力矩分配法适用于计算连续梁和______。
无侧移刚架
、根据虚设状态的不同,虚功原理主要有两种应用形式,其一是______;其二是虚力原理。
虚位移原理
、原为几何可变体系,经微小位移后又成为几何不变的体系称为 ______体系。
C
参考答案:C
、静定结构在支座移动时,会产生: 【 】
内力
B.应力
位移
D.应变
D
参考答案:C
、下列有关静定结构说法错误的是 【 】
内力与结构杆件的截面刚度无关
B.支座位移和温度变化不会产生内
仅基本部分上作用荷载,附属部分上无内
D.内力分布与材料物理特性有关
D
参考答案:B
有内力,有位移
B.无内力,有位移
有内力,无位移
D.无内力,无位移
B
参考答案:B
、位移法典型方程中系数kij=kji反映了 【 】
位移互等定理
B.反力互等定理
变形协调
D.位移反力互等定理
C
参考答案:C
、下列有关静定梁内力求解说法错误的是 【 】
先计算附属部分,再计算基本部分
3.00000
、分析静定桁架内力的方法主要是结点法和______。
截面法
截面法
、静定结构在荷截作用下,当杆件截面增大时,其内力______。
不变
、几何组成分析中,在平面内固定一个点,需要______。
2.00000
、从几何组成上讲 , 静定和超静定结构都是______体系。
D.面积ω与竖标y0在杆的异侧,ωy0 取负号
C
参考答案:C
、位移法典型方程的物理意义是 【 】
附加约束上的平衡方程
B.附加约束上的位移条件
外力与内力的关系
D.反力互等定理
A
参考答案:A
、三铰拱在竖向荷载作用下,若跨度和荷载不变,只改变拱高,则 【 】
水平反力和竖向反力均不变
D.结构必须是静定的
B
参考答案:B
、在径向均布荷载作用下 , 三铰拱的合理轴线为: 【 】
圆弧线
B.抛物线
悬链线
D.正弦曲线
A
参考答案:A
、超静定结构的超静定次数等于结构中 【 】