结构力学题库第七章力法习题解答范文
结构力学习题及答案武汉大学
2-7〜2-15试对图示体系进行几何组成分析。
若是具有多余约束的几何不变体系， 则需结构力学习题第2章平面体系的几何组成分析2-1〜2-6试确定图示体系的计算自由度。
指明多余约束的数目。
题2-5图题2-7图题2-9图■/ ED FB Z77 7T1D 题2-14图题2-11图题2-15图题2-17图题2-20图2-1 W 12-1 W 92-3 W 32-4 W 22-5 W 12-6 W 42-7、2-8、2-12、2-16、2-17无多余约束的几何不变体系2-9、2-10、2-15具有一个多余约束的几何不变体系2-11具有六个多余约束的几何不变体系2-13、2-14几何可变体系为(a)2-18、2-19瞬变体系 2-20、2-21具有三个多余约束的几何不变体系第3章 静定梁和静定平面刚架的内力分析3-1试作图示静定梁的内力图。
ZOAA' FFF20Jt.¥AJ H H i h i H i HI11 i Hrr誌*毗7cIttkA' tftc AA y BY " D 叮啣-m柿(C) (d)习题3-1图3-2试作图示多跨静定梁的内力图。
I" bi __皿 ■(b)2in20kX 15fc\(C)XV屮........................................................J习题3-2图3-3〜3-9试作图示静定刚架的内力图。
40kV u>L T L Hr.习题3-4图习题3-6图习题3-7图AR GA-A'm--------------------5C习题3-8图习题3-9图3-10试判断图示静定结构的弯矩图是否正确。
EHHUniDn~订H i 卄T 1 nL J\ /I(b)（a）(c) (d)部分习题答案3-1 ( a)M B 80kN m (上侧受拉)，F Q R 60kN，F Q B60kN(b)M A 20kN m （上侧受拉），M B40kN m （上侧受拉），F QA 32.5kN，F QA 20kN，F QB47.5kN，F Q B 20kN（c）M e口（下侧受拉），F Q C匸COS4 23-2 (a) M E0，M F40kN m （上侧受拉），M B120kN m （上侧受拉）(b) RM H 15kN m（上侧受拉），M E11.25kN m （下侧受拉）(c) M G29kN m （下侧受拉），M D8.5kN m（上侧受拉），M H 15kN m（下侧受拉）3-3 M CB 10kN m （左侧受拉），M DF 8kN m （上侧受拉），M DE 20kN m （右侧受拉）3- 4 M BA 120kN m （左侧受拉）3-5 M F40kN m （左侧受拉），M DC160kN m （上侧受拉），M EB80kNm（右侧受拉）3- 6 M BA60kN m（右侧受拉），M BD45kN m （上侧受拉），F QBD28.46kN3-7 M 下70kN m （左侧受拉），M DE150kN m （上侧受拉），M EB70kN m（右侧受拉）3-8 M CB 0.36kN m （上侧受拉），M BA 0.36kN m （右侧受拉）3-9 M AB10kN m （左侧受拉），M BC10kN m （上侧受拉）3-10 （a）错误（b）错误（c）错误（d）正确第4章静定平面桁架和组合结构的内力分析4-1试判别习题4-1图所示桁架中的零杆。
结构力学课后答案第7章位移法
解：（1）确定基本未知量
两个位移未知量，各种M图如下
（2）位移法典型方程
（3）确定系数并解方程
代入，解得
（4）求最终弯矩图
(e)
解：（1）确定基本未知量
两个角位移未知量，各种M图如下
（2）位移法典型方程
（3）确定系数并解方程
代入，解得
（4）求最终弯矩图
7-7试分析以下结构内力的特点，并说明原因。若考虑杆件的轴向变形，结构内力有何变化？
(a)
解：（1）利用对称性得：
（2）由图可知：
可得：
（3）求最终弯矩图
(b)
解：（1）利用对称性，可得：
（2）由图可知，各系数分别为：
解得：
（3）求最终弯矩图如下
(c)
解：（1）在D下面加一支座，向上作用1个单位位移，由于BD杆会在压力作用下缩短，所以先分析上半部分，如下图。
D点向上作用1个单位，设B向上移动x个单位，则 ，得 个单位。
习题
7-1试确定图示结构的位移法基本未知量数目，并绘出基本结构。
(a)(b) (c)
1个角位移3个角位移，1个线位移4个角位移，3个线位移
位移3个角位移，2个线位移
(g)(h)(i)
一个角位移，一个线位移一个角位移，一个线位移三个角位移，一个线位移
7-2试回答：位移法基本未知量选取的原则是什么？为何将这些基本未知位移称为关键位移？是否可以将静定部分的结点位移也选作位移法未知量？
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
7-8试计算图示具有牵连位移关系的结构，并绘出M图。
(a)
解：（1）画出 图
由图可得：
由图可知：
（2）列方程及解方程组
结构力学第七章 力法
11 ——基本结构在X1=1作用下沿X1方向的位移； 1P ——基本结构在FP作用下沿X1方向的位移。
12
3. 力法计算 1) 求系数及自由项
FP l 2
FP
A
B l
1C FRK CK l
4）求未知力X1
3EI X 1 1C / 11 l 3 l 3EI 2 ( ) l
3EI X 1 / 11 l 3EI ( ) l
21
5） 作内力图
A
3EI l
B
M图
3EI 2 l
A FQ图
B
3EI 2 l
在基本体系II中，若X1为逆时针方向，如下图 示，则力法方程成为：
A
X1=1
B
11 X1
22
小结：
1）当超静定结构有支座位移时，所取的基本体 系上可能保留有支座移动，也可能没有支座移 动。应当尽量取无支座移动的基本体系。 2）当基本体系有支座移动时，自由项按下式求 解： 1C FRK CK
6
c)
X3
X1
X2
原结构
n=3
d)
X2
X1
X1
X2
n=2
原结构
7
e)
原结构
X1
X2
n=1 f)
原结构
不要把原结构拆成几何 可变体系。此外，要把超 静定结构的多余约束全部 拆除。
n=3
X1
X3
X2
8
§7-2 力法基本原理
解超静定结构，除应满足平衡条件外，还必 须满足位移协调条件。
《结构力学习题》(含答案解析)
《结构力学习题》(含答案解析)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March20 第三章 静定结构的位移计算一、判断题：1、虚位移原理等价于变形谐调条件，可用于求体系的位移。
2、按虚力原理所建立的虚功方程等价于几何方程。
3、在非荷载因素(支座移动、温度变化、材料收缩等)作用下，静定结构不产生内力，但会有位移且位移只与杆件相对刚度有关。
4、求图示梁铰C 左侧截面的转角时，其虚拟状态应取：A.;; B.D.M C.=1=1=15、功的互等、位移互等、反力互等和位移反力互等的四个定理仅适用于线性变形体系。
6、已知M p 、M k 图，用图乘法求位移的结果为：()/()ωω1122y y EI +。
M kM p 21y 1y 2**ωω( a )M =17、图a 、b 两种状态中，粱的转角ϕ与竖向位移δ间的关系为：δ=ϕ 。
8、图示桁架各杆E A 相同，结点A 和结点B 的竖向位移均为零。
Aa a9、图示桁架各杆EA =常数，由于荷载P是反对称性质的，故结点B的竖向位移等于零。
2121二、计算题：10、求图示结构铰A 两侧截面的相对转角ϕA ，EI = 常数。
q l l l /211、求图示静定梁D 端的竖向位移 ∆DV 。
EI = 常数 ，a = 2m 。
a a a 10kN/m12、求图示结构E 点的竖向位移。
EI = 常数 。
l l l /3 2 /3/3q13、图示结构，EI=常数 ，M =⋅90kN m , P = 30kN 。
求D 点的竖向位移。
P 3m 3m 3m14、求图示刚架B 端的竖向位移。
q15、求图示刚架结点C 的转角和水平位移，EI = 常数 。
q16、求图示刚架中Ｄ点的竖向位移。
EI ＝常数。
l ll/217、求图示刚架横梁中Ｄ点的竖向位移。
EI＝常数。
18、求图示刚架中D点的竖向位移。
结构力学 第七章 力法
§7-3 力法的基本概念
1 0
力1.确法定步基骤本:体系111X111
1P
11
0
力法 方程
2.写出位移条件,力11法 X方1程 1P 0
34..作 求单 出位系弯数1 矩和图自11 由,荷l项载3 /弯3E矩I 图;1P ql 4 / 8EI
5.解力法方程X1 3ql / 8() M M1 X1 M P
11
1 2EI
l2 2
2l 3
1 EI
l3
7 6
l3 EI
EI
l
2 X1
12
1 EI
l2 2
l
1 2
l3 EI
l 荷载作用下超静定 结构内1力1 分布与刚度的12
21
1 EI
l2 2
l
1 2
l3 EI
绝对值无关只与各杆X刚2=1
l度内Mq1的力21 分比XX1=布1值1 与有关.l
22
M2 X 2
X5
X4
X9
X6
X 10
638 10
§7-4 力法的典型方程
1.力法的典型方程
q 2EI EI l
q
1 X2
变形条件:
2EI
l
EI
2 X1 l
12
0 0
l
1.力法的典型方程
q
2EI
EI
l
q 2
1 X2
X1
变形条件:
12
0 0
1 11 X1 12 X2 1P 0
2 21 X1 22 X2 2P 0
M3 31X1 32 X 2 33 X3 3P 0
MP
X1
X2
X3
7力法结构力学
(6) 解力法方程求出多余未知力 X i
(7) 根据叠加原理作超静定结构的内力图，并校核
M Mi Xi MP i
FN FNi Xi FNP i
FQ
i
FQi
Xi
FQP
2 力法的算例
例1.用力法解图示结构,作M图.
21 X1 22 X2 2P 0
q
X1 3ql / 20, X 2 ql 2 / 40XFra bibliotek X2法2
12
0 0
11 X1 12 X2 1P 0 21 X1 22 X2 2P 0
X1 ql 2 / 20, X 2 ql 2 / 40
P 3Pl / 32
M
EI
EI
l/2 l/2 l P
X1
M1
l / 2 X1=1 P
Pl / 4
MP 3Pl / 8
解: 1 0
11X1 1P 0
11 l 3 / 6EI
即可使结构的内力重新分布.
ql 2 20
ql 2 / 40 M
原结构
约束力
解除多余约束 代以约束反力
基本未知量
“超” 静
=0 位移条件
基本体系
线性代数 方程
§7-5 力法的计算步骤和示例
1 回顾力法的计算步骤
(1) 判断结构的超静定次数，解除多余约束代以多余约束力， 确定基本结构与基本体系
注意： (a) 超静定次数 = 变成基本结构所需解除的多余约束数 = 多余未知力数
二.超静定结构的计算方法
李廉锟《结构力学》笔记和课后习题(含考研真题)详解-第7章 力 法【圣才出品】
第7章 力 法
7.1 复习笔记【知识框架】
【重点难点归纳】
一、概述（见表7-1-1） ★★
表7-1-1 概述
二、超静定次数的确定（见表7-1-2） ★★★★
表7-1-2 超静定次数的确定
三、力法的基本概念（见表7-1-3） ★★★
力法的基本概念，包括基本未知量、基本体系、基本结构以及基本方程见表7-1-3，此外，表中还归纳了超静定结构的力法分析步骤。
表7-1-3 力法的基本未知量、基本体系和基本方程
四、力法的典型方程（见表7-1-4） ★★★
表7-1-4 力法的典型方程
五、对称性的利用 ★★★★
1．对称结构及作用荷载的对称性（表7-1-5）
表7-1-5 对称结构及作用荷载的对称性
2．非对称荷载的处理（表7-1-6）
表7-1-6 非对称荷载的处理。
结构力学力法习题及答案
力法 作业 01〔0601-0610 为课后练习，答案已给出〕0601 图示结构，假设取梁 B 截面弯矩为力法的基本未知量 1X ，当 2I 增大时，则 1X 绝对值：A ．增大；B ．减小；C ．不变；D ．增大或减小，取决于21/I I 比值 。
〔 C 〕q0602 图示桁架取杆 AC 轴力(拉为正)为力法的基本未知量1X ，则有：A ．X 10=；B ．X 10>；C ．X 10<；D ．1X 不定 ，取决于12A A 值及α值 。
〔 A 〕aD0603 图 b 示图a 结构的力法基本体系，则力法方程中的系数和自由项为：A ．∆11200P ><,; δB ．∆11200P <<,;δC ．∆11200P >>,;δ D ．∆11200P <>,δ 。
〔 B 〕X X0604 图 a 结构取力法基本体系如图 b ，1X 是基本未知量，其力法方程可写为11111c X δ+∆=∆，其中： A ．∆∆1100c >=,； B ．∆∆1100c<=,；C ．∆∆1100c =>,； D ．∆∆1100c =<, 。
〔 A 〕(a)(b)X 10605 图 a 结构的最后弯矩图为 ：A ．图 b ；B ．图 c ；C ．图 d ；D ．都不 对 。
〔 A 〕l 3M /4M /4(a)(b)M /43M /4M /8M /43M /4M /2(c)(d)0606 图示结构 f (柔 度) 从小到大时，固定端弯矩 m 为：A ．从小到大；B ．从大到小；C ．不变化;D ． m 反向 。
〔 B 〕0607 图示对称结构，其半结构计算简图为图：B.原 图〔 A 〕0608图示结构( f 为柔度)：A ．M MA C >;B ．M M AC =; C ．M M A C <;D ．M M A C =- 。
结构力学第7章力法
结构力学第7章力法力法是结构力学中的一种分析方法，通过力法可以计算结构系统中各个构件的受力情况。
力法分为两种，即静力法和动力法。
静力法是力法的一种基本形式，它假设结构系统处于静止状态，通过平衡条件来计算结构中构件的受力。
在应用静力法时，我们根据不同的受力情况选择适当的计算方法。
常见的静力法有三种，即图解法、解析法和力平衡方程法。
图解法是最直观、易于理解和应用的方法之一、在图解法中，我们首先绘制结构的荷载图和支座反力图。
然后，根据等效荷载和支座反力，我们可以通过直观的力平衡图来计算结构中各个构件的受力情况。
解析法是一种较为精确的力法方法。
在解析法中，我们可以通过力平衡方程来计算结构中各个构件的受力。
通过将力平衡方程应用于不同的构件，我们可以得到方程组，并解得未知力的数值。
常见的解析法有支反推移法、拆解法和替换法。
支反推移法是一种常见的解析法，它通过将处于平衡状态的内力反向传递来计算结构中各个构件的受力。
该方法适用于简单、对称的结构系统。
拆解法是一种适用于复杂结构的方法，它将结构系统拆解为多个简单结构，在每个简单结构中应用平衡条件计算受力。
替换法是一种常用于桁架结构的方法，它通过将构件按照等效的支座反力进行替换，然后计算受力。
力平衡方程法是一种广泛应用于结构力学中的方法。
在力平衡方程法中，我们通过应用力平衡方程来计算结构中各个构件的受力。
在计算过程中，我们需要考虑结构的平衡条件、力的合成和分解等因素。
常见的力平衡方程法有梁静力法、杆件静力法和平面结构静力法等。
动力法是力法的另一种形式，它适用于分析结构在动力作用下的响应。
动力法通过求解结构的动力方程，计算结构的振动、位移和应力等。
常见的动力法有等效荷载法、阻尼振动法和模态分析法等。
等效荷载法是一种常用的动力法，它将随机振动转化为与之等效的静力荷载，然后用静力法来计算结构的受力情况。
阻尼振动法是一种考虑结构阻尼特性的动力法，它在动力方程中引入阻尼项，计算结构的振动衰减情况。
《结构力学》第七章力法
沿X1方向：
沿X2方向：
沿X3方向：
据叠加原理，上述位移条件可写成
原结构
基本结构
△1=
（7—2）
（a）
（b）
11
21、22、23和△2P ；
31、32、33和△3P 。
△2=21X1+22X2+23X3+△2P=0 △3=31X1+32X2+33X3+△3P=0
11X1
+12X2
+13X3
11X1+12X2+△1P=0 21X1+22X2+△2P=0 33X3+△3P=0
则 X3=0 。
这表明：对称的超静定结构，在对称的荷载作用下， 只有对称的多余未知力，反对称的多余未知力必为零。
↓
↓
a
a
P
P
↓
↓
P
P
MP图
（2）对称结构作用反 对称荷载
MP图是反对称的，故
2 .确定超静定次数的方法:
解除多余联系的方式通 常有以下几种：
（1）去掉或切断一根链杆，相当于去掉一个联系。
↓
↑
（2）拆开一个单铰，相当 于去掉两个联系。
用力法解超静定结构时，首先必须确定多余联系 或多余未知力的数目。
↓
↑
←
→
多余联系或多余未知力的个数。
多余未知力：
多余联系中产生的力称为多余未 知力（也称赘余力）。
此超静定结构有一个多余联 系，既有一个多余未知力。
此超静定结构有二个多余联 系，既有二个多余未知力。
返 回
*
3. 超静定结构的类型
（1）超静定梁; （2）超静定桁架； （3）超静定拱；
结构力学_第七章_作业参考答案
δ11 =
（4）求解出多余未知力。
⎧X = 6 ⇒⎨ 1 ⎩ X 2 = 8.75
（5）按照叠加法做出最后弯矩图（如下图） 。
M = M1 X1 + M 2 X 2 + M P
C
3 3 X1 =1
EI=常数
C
E
X2 =1 E X2 =1
C
18
D E
18
EI=常数
84
A 3
M 1 图(kN m)
B 3
δ11 X 1 + Δ1P = 0
1
华南农业大学 水利与土木工程学院（College of water conservancy and Civil Engineering, SCAU）
（3）做出基本结构的各单位内力图和荷载内力图。
δ11 =
2 1 2 2l i( i1il )i = 3 3 EI EI 2 1 1 Fl 1 Fl 2 Δ1P = i( i il )i = EI 2 4 2 16 EI 3Fl 32
7－7 作刚架的 M 图。 D C E
3m
56kN EI=常数
C
56kN
X2 X2
3m
56kN
EI=常数
EI=常数
3m
3m
A
3m 3m
B
A
3m
基本体系
B
168
A
3m
M P 图(kN m)
B
3m
3m
解： （1）该结构为二次超静定结构，拆除 B 点多余联系，得到基本体系。 （2）根据位移条件，得：
⎧δ11 X 1 + δ12 X 2 + Δ1P = 0 ⎨ ⎩δ 21 X 1 + δ 22 X 2 + Δ 2 P = 0
结构力学第7章课后答案(第四版龙驭球)
结构力学第7章课后答案（第四版龙驭球）练习题解答第1题题目：一个细长的圆柱形杆AB，长度为L=2L，直径为L=0.01L。
材料的弹性模量为L=200LLL。
杆的一端A固定，另一端B受集中力L=1000L作用在上面。
计算该杆在受力处的应变和应力。
解答：根据杨氏定律，杆的应力$\\sigma$和应变$\\varepsilon$之间的关系为：$$\\sigma = \\varepsilon \\cdot E$$应力可以通过受力和截面面积计算，公式为：$$\\sigma = \\frac{P}{A}$$应变可以通过杆的伸长量计算，公式为：$$\\varepsilon = \\frac{\\Delta L}{L}$$杆的伸长量$\\Delta L$可以通过杆的应变和长度计算，公式为：$$\\Delta L = \\varepsilon \\cdot L$$因为杆是圆柱形状，所以截面积L和直径L之间的关系为：$$A = \\frac{\\pi \\cdot d^2}{4}$$代入上述公式，可以得到应变和应力的计算公式：$$\\varepsilon = \\frac{\\Delta L}{L} = \\frac{P \\cdot L}{A \\cdot E}$$$$\\sigma = \\varepsilon \\cdot E = \\frac{P \\cdotL}{A}$$带入已知数据进行计算，可得：$$A = \\frac{\\pi \\cdot (0.01)^2}{4} \\approx 7.85\\times 10^{-5}m^2$$$$\\varepsilon = \\frac{1000 \\cdot 2}{7.85 \\times 10^{-5} \\cdot 200 \\times 10^9} \\approx 0.039$$$$\\sigma = \\varepsilon \\cdot E = 0.039 \\cdot 200\\times 10^9 \\approx 7.8 \\times 10^9 Pa$$所以该杆在受力处的应变约为0.039，应力约为7.8GPa。
结构力学第7章课后答案全解
由图可知，得到各系数：
求解得：
（2）求解最终弯矩图
7-11试利用对称性计算图示刚架，并绘出M图。
(a)
解：（1）利用对称性得：
（2）由图可知：
可得：
（3）求最终弯矩图
(b)
解：（1）利用对称性，可得：
（2）由图可知，各系数分别为：
解得：
（3）求最终弯矩图如下
(c)
解：（1）在D下面加一支座，向上作用1个单位位移，由于BD杆会在压力作用下缩短，所以先分析上半部分，如下图。
(a)
解：（1）确定基本未知量和基本结构
有一个角位移未知量，基本结构见图。
（2）位移法典型方程
（3）确定系数并解方程
（4）画M图
(b)
解：（1）确定基本未知量
1个角位移未知量，各弯矩图如下
（2）位移法典型方程
（3）确定系数并解方程
（4）画M图
(c)
解：（1）确定基本未知量
一个线位移未知量，各种M图如下
7-12试计算图示结构在支座位移作用下的弯矩，并绘出M图。
(a)
代入，解得
（4）求最终弯矩图
7-7试分析以下结构内力的特点，并说明原因。若考虑杆件的轴向变形，结构内力有何变化？
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
7-8试计算图示具有牵连位移关系的结构，并绘出M图。
(a)
解：（1）画出 图
由图可得：
由图可知：
（2）列方程及解方程组
解得：
（3）最终弯矩图
(b)
7-2试回答：位移法基本未知量选取的原则是什么？为何将这些基本未知位移称为关键位移？是否可以将静定部分的结点位移也选作位移法未知量？
《结构力学(第5版)》第7章 力法
§7-3 力法的基本概念
δ11—表示X1=1时，B点沿X1方向的位移，Δ11= δ11X1。
11 + 1P=0 可写为 11X1 Δ1P 0
力法基本方程
绘出基本结构在X1=1、荷载q作用下 的弯矩图，如图a、b。
11
1 EI
l2 2
2l 3
l3 3EI
Δ1P
1 EI
(1 3
l2 2
l)
ql 4 8EI
各内力图如图c、d。
基本体系
§7-5 力法的计算步骤和示例
计算系数和自由项。
11
5l 3 27 EI
Δ1P
7ql 4 216 EI
解得
X1
7 40
ql
叠加法作弯矩图 M M1 X1 M P
弯矩图如图e。
§7-6 对称性的利用
1、选取对称的基本结构
对称的意义：（1）结构的几何形状和支承情况对称 （2）各杆的刚度（EI、EA等）也对称
基本体系
典型方程为
11X1 12 X 2 13 X 3 Δ1P 0 21X1 22 X 2 23 X 3 Δ2P 0 31X1 32 X 2 33 X 3 Δ3P 0
各弯矩图如图c、d、e、f 。
因 M 3 0，FS3 0，FN1 FN2 FNP 0
故 13 31 0， 23 32 0，Δ3P 0
6次超静定
图a所示结构，在拆开单铰、切断链杆、切开刚结处后，得到图b所示静定结构 同一超静定结构，可以用不同方式去掉多余联系，如图c、d所示静定结构 对于有较多框格的结构，一个封闭无铰的框格，其超静定次数等于3。
21
16
9
次
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次
超
超
结构力学章节习题与参考答案
第1章绪论（无习题）第2章平面体系的机动分析习题解答习题2.1是非判断题(1) 若平面体系的实际自由度为零，则该体系一定为几何不变体系。
( )(2) 若平面体系的计算自由度W=0，则该体系一定为无多余约束的几何不变体系。
( )(3) 若平面体系的计算自由度W＜0，则该体系为有多余约束的几何不变体系。
( )(4) 由三个铰两两相连的三刚片组成几何不变体系且无多余约束。
( )(5) 习题2.1(5) 图所示体系去掉二元体CEF后，剩余部分为简支刚架，所以原体系为无多余约束的几何不变体系。
( )习题2.1(5)图(6) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体ABC后，成为习题2.1(6) (b)图，故原体系是几何可变体系。
( )(7) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体EDF后，成为习题2.1(6) (c)图，故原体系是几何可变体系。
()(a)(b)(c)习题2.1(6)图习题2.2填空(1) 习题2.2(1)图所示体系为_________体系。
习题2.2(1)图(2) 习题2.2(2)图所示体系为__________体系。
习题2-2(2)图(3) 习题2.2(3)图所示4个体系的多余约束数目分别为_______、________、__________、__________。
习题2.2(3)图(4) 习题2.2(4)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题 2.2(4)图(5) 习题2.2(5)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题 2.2(5)图(6) 习题2.2(6)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。
习题 2.2(6)图(7) 习题2.2(7)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。
习题 2.2(7)图习题2.3 对习题2.3图所示各体系进行几何组成分析。
(a)(b)(c)(d)(e)(f)(h)(g)(i)(j)(k)(l)习题2.3图第3章 静定梁与静定刚架习题解答习题3.1 是非判断题(1) 在使用力图特征绘制某受弯杆段的弯矩图时，必须先求出该杆段两端的端弯矩。
结构力学习题及答案武汉大学(新)
结构力学习题第2章平面体系的几何组成分析2-1～2-6 试确定图示体系的计算自由度。
题2-1图题2-2图题2-3图题2-4图题2-5图题2-6图2-7～2-15 试对图示体系进行几何组成分析。
若是具有多余约束的几何不变体系，则需指明多余约束的数目。
题2-7图题2-8图题2-9图题2-10图题2-11图题2-12图题2-13图题2-14图题2-15图题2-16图题2-17图题2-18图题2-19图题2-20图题2-21图2-1 1W=2-1 9-W=2-3 3-W=2-4 2-W=2-5 1-W=2-6 4-W=2-7、2-8、2-12、2-16、2-17无多余约束的几何不变体系2-9、2-10、2-15具有一个多余约束的几何不变体系2-11具有六个多余约束的几何不变体系2-13、2-14几何可变体系为2-18、2-19 瞬变体系2-20、2-21具有三个多余约束的几何不变体系第3章静定梁和静定平面刚架的内力分析3-1 试作图示静定梁的内力图。
（a）（b）(c) (d)习题3-1图3-2 试作图示多跨静定梁的内力图。
（a）（b）(c)习题3-2图3-3～3-9 试作图示静定刚架的内力图。
习题3-3图习题3-4图习题3-5图习题3-6图习题3-7图习题3-8图习题3-9图3-10 试判断图示静定结构的弯矩图是否正确。
(a)(b)(c)(d)部分习题答案3-1 （a ）m kN M B ⋅=80（上侧受拉），kN F RQB 60=，kN F L QB 60-=（b ）m kN M A ⋅=20（上侧受拉），m kN M B ⋅=40（上侧受拉），kN F RQA 5.32=，kN F L QA 20-=，kN F LQB 5.47-=，kN F R QB 20=(c) 4Fl M C =（下侧受拉），θcos 2F F L QC =3-2 (a) 0=E M ，m kN M F ⋅-=40（上侧受拉），m kN M B ⋅-=120（上侧受拉）（b ）m kN M RH ⋅-=15(上侧受拉)，m kN M E ⋅=25.11（下侧受拉）（c ）m kN M G ⋅=29(下侧受拉)，m kN M D ⋅-=5.8(上侧受拉)，m kN M H ⋅=15(下侧受拉) 3-3 m kN M CB ⋅=10（左侧受拉），m kN M DF ⋅=8（上侧受拉），m kN M DE ⋅=20（右侧受拉） 3-4 m kN M BA ⋅=120（左侧受拉）3-5 m kN M F ⋅=40（左侧受拉），m kN M DC ⋅=160（上侧受拉），m kN M EB ⋅=80(右侧受拉) 3-6 m kN M BA ⋅=60（右侧受拉），m kN M BD ⋅=45（上侧受拉），kN F QBD 46.28=3-7 m kN M C ⋅=70下（左侧受拉），m kN M DE ⋅=150（上侧受拉），m kN M EB ⋅=70(右侧受拉) 3-8 m kN M CB ⋅=36.0（上侧受拉），m kN M BA ⋅=36.0（右侧受拉） 3-9 m kN M AB ⋅=10（左侧受拉），m kN M BC ⋅=10（上侧受拉） 3-10 （a ）错误 （b ）错误 （c ）错误 （d ）正确第4章 静定平面桁架和组合结构的内力分析4-1 试判别习题4-1图所示桁架中的零杆。
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7-3 作图示连续梁的弯矩图及剪力图。
PC P x1 x1=1A Bl/2 l/ 2 l 1题７－3图(a) （b)M 1图（ c)13P3PP 3Pl/32 32++32-Pl/419P32M P图M图V 图（ d)（ e)（ f) V ABPV BC V CBV BA3Pl3PlAB3232BC13P19P 3P 3P3232 32 32（g) （ h)解：（１）选择基本结构，如（b）图所示。
（２）画基本结构的荷载弯矩图、虚拟单位弯矩图，如（c）、（ d）图示。
列力法方程如下：11x11P 0（ 3）求系数和自由项：11 211 l 2l3EI 3EI1 1 Pl 1 Pl2 1P EI 2 4l16EI2（ 4）求多余约束力11 x1 1P0 1Px111 3Pl 32（ 5）叠加法求最后弯矩值、画最后弯矩图。
如（ e）图示。
M M 1 x1MPMAB M 11MP1 ( 3Pl )3Pl (上拉 )3232(6)切出 AB、 BC 段，将弯矩以远端为中心从受拉边绕向受压边，剪力画成绕杆段的远端顺时针的正方向，x内力、外力使各杆段平衡，受力如图（g）、（ h）。
以各杆段的平衡求各杆端剪力。
AB 段处于平面任意力系作用，但没有水平荷载，无轴力。
MA 03Pl l V BA3P P 19 PVBAl0 32 2 3232PY 0213P V AB P V BA0 V AB P V BA32BC 段处于平面力偶系作用而平衡，没有水平荷载，无轴力：M 0 3Pl VBC l0 VBC VCB 3P 。
32 327-5 作图示刚架的的弯矩图、剪力图、轴力图。
P P lB Cl 2I 2I ll 2I I 2I I lM 2图原结构X 2基本结构AD M 1图X 2=1(b) l (c) l X 1 X 1=1 (d) 1题7-5(a) 图Pl61P116Pl4 19P 19Pl 13Pl+2232 232232--55P61PPl 19P 116 +19P-116M P图2 2322323PlM 图V图N图232( e )(f) ( g )( i)6155Pl1-55P116解：（１）选择基本结例构，如（b）图示。
（２）画基本结构的荷载弯矩图、虚拟单位弯矩图，如（c）、（ d）、 (e)图示。
列力法方程如下：11 x112 x21P 021 x122 x22P 0（ 3）求系数和自由项：2P 1P1 111 lPl1 l2Pl5Pl 3E 2I 2 22lEI 2 216 EI1 1 l Pl 2l 1 l 1Pl l253Pl 3 E 2I 2 2 2 3 3 2 2EI 96EI 1l2l 1l 37l 33E 2I EI 6EI21 (l l 1 l 3 3l 312 21 E 2I l) EI 2 4EI 222 l 3 l 3 l 3 l 33E 2I E 2I 3EI E I （ 4）求多余约束力7x 1 3 x 2 53P 0 x 1 61P ( )6 4 96116 3x 1 x 5P 0x 2 19P ( ) 4 1 2 16 232（ 5）叠加法求最后弯矩值、画最后弯矩图。
如（ f ）图示。
杆端弯矩以绕远端顺时针为正。
M M 1 x 1 M 2 x 2 M PMAB 0MBA 0 l 19P 0 19Pl(左拉）232 232 M BC 19Pl (上拉） 232MCB l 61P l 19P Pl 13Pl(上拉） 116 232 2 232 M CD 13Pl (右拉） 232 MDC l 61P 0 19 P Pl 3Pl (左拉） 116 232 2 232 也可以规定刚架内部受拉为正。
（ 6）根据最后弯矩值，求杆端剪力，作剪力图，如（ g ）图示。
杆端弯矩以绕远端顺时针为正。
由公式 V AB V AB 0M AB MBA 可知： lM AB MBA 0 19Pl 19PVAB V BA 0 0 232V AB l l 232M BC MCB P 19Pl 13Pl 61PV BC0 232 232V BCl 2 l 116 M BC M CB P19Pl 13Pl55PV CB0 232 232V CBl 2 l 11613Pl 3PlV CD V DC0 M CD M DC232 232 19P V CDl l 232（ 7）根据剪力图研究刚结点B、 C，受力如图（ h）所示。
列平衡方程：319 P 0 19 PX 0NBCN BC 232 232 B ：Y 061P 0 61PNBAN BA 116 11619P19PX 0NCBNCB232 232 C ： Y 0 55 P 0 55PNCDNCD116116轴力图如图（ i ）所示。
7-6 作图示刚架的内力图。
F D P P lA K X 1 X 1 l X 1=1 l / 4 l /4 l/ 2 BX 2 2 l / 2 2=1lX 2 原结构/基本结构M 2图 l1E EI= 常量M 图 Cl/ 2l/ 2 l题７－ 6图 (a) （ b)（ c) （ d) PP 4P- P2Pl + 6 30 0 3+5P l Pl6 6 Pl-2Pl5P -4P 3-P+ 4P3Pl 6 3M3V 图N 图PM 图2Pl（e) （f) （g) （h)解：（１）选择基本结例构，如（b）图示。
（２）画基本结构的荷载弯矩图、虚拟单位弯矩图，如（c）、（ d）、 (e)图示。
列力法方程如下：11 x112 x21P 021 x122 x22P 0（ 3）求系数和自由项：1P 1 1l2 2 2Pl 1 Pl 5Pl 3EI 2 3 3 6EI2P1 l 22Pl Pl 3Pl 3EI 2 2 4EI4l l l l l l l 311 2 2 23EI 3EI 2E Il l l l l l l 2 2 l 312 2 4 2 4 2 3EI 3EI E I 4EIl l l l l l l l l22 2 4 4 2 2 2 2 2 2 3l 3V DB 3EI 3EIEI 8EIV FA（ 4）求多余约束力1x 1 1x 2 5P 0 x 1 PPl V AF V BD2 4 6 3PPl6 1 3 3P x 2x 1 x 2 0 44 8 4 2Pl 2Pl（ 5）叠加法求最后弯矩值、画最后弯矩图。
如（ f ）图示3 V AB V BA 35Pl PlM M 1 x 1 M 2 x 2 M P6 V AE V BC3M CB 2Pl l 4 P lP Pl (外拉）2 3 3MBC Pl l 4 Pl (外拉） V EAV CBPl 2 P 3MBK 0 l 3N AK N KB 34 P 2Pl (下拉） 6 P P 2 3 3 A 4P Bl 4 2 Pl5P 4PMAK 0 P6 32 3 (上拉）N AE N BC3(i) M AE 0 l 4 P l P5Pl(外拉）4 3 2 6MAF 0 l 4 P l P Pl(外拉）4 3 2 6(6)切出各杆段，让内力暴露成为外力，弯矩以远端为中心从受拉边绕向受压边，剪力画成绕杆段的远端顺时针的正方向 ,如图右上图 (i) 所示。
以各杆段的平衡求各杆端剪力。
剪力图如图（g）所示。
(7)切出结点 A、 B，将剪力按实际的方向表示在结点上，正绕结点画成顺时针方向，负的绕结点画成逆时针方向。
轴力画成沿外法线的正方向，由结点A、B 的力的平衡求中杆段的轴力，其中AF 、BD 两段无轴向荷载，轴力为零，如图右上图(i)所示。
轴力图如图（h）所示。
7-8 计算不等高排架，不计横梁的轴向变形，画出内力图。
解：（１）选择基本结例构，如（b）图示。
（２）画基本结构的荷载弯矩图、虚拟单位弯矩图，如（c）、（ d）、 (e)图示。
根据切口两侧截面沿杆轴方向相对位移为零的条件，得力法典型方程式：511 x 112 x 2 1P 21 x 122 x 22P0 0P AEA →∞ B PP X 2X 2 PlX 1 X 1 P F E Pl 基本结构G DC(b)（ a)题７－８图X 2=1X 1=1l lM 1图 M 2图 ( c)2l( d) 2lP PP 118 Pl103M P 图 199 Pl140Pl M 图Pl 2Pl ( e)2Pl （ f) 176 Pl103103 103+ 15P 118P + 103 0 103 88P 103 +22P + 0199P + 103V 图 0 103+N 图103 +96P （ g) （h)（ 3）求系数和自由项：Pl l l 1 1 l 2 21PlPl 32 P 01P 3EI 3EI 2 2Pl3 2EI3l ll 2l 3 1 1 2 2 1 5l 311 23EI 12EIl32l l3EI 2 3 6EI2l 2l 2l 16l 322 2 3EI3EI（ 4）求多余约束力625 x 2 Px 1 963 x 1 0 P6 2 103 5 x 1 16x 2 0 0 x 2 15 P 6 3 103（ 5）叠加法求最后弯矩值、画最后弯矩图。
如（ f ）图示M M 1 x 1 M 2 x 2 M PMGF Pl l 96 P 0 15 P 199Pl (左拉）103 103 103MED 2Pl l 96 P 2l 15 P 140Pl (左拉） 103 103 103 MEA Pl 0 96 P l 15 P 118Pl (左拉） 103 103 103 MCB 2Pl 0 96 P 2l 15 P 176Pl (左拉） 103 103 103(6) 以各立柱杆段的平衡求各杆端剪力。
剪力图如图（g ）所示。
(7) 由于外荷是水平荷载，而横梁的内力也是水平的，它们都不在立柱上引起轴力，只引起剪力。
轴力图如图（ h ）所示。
7-11 求图示刚架温度改变时支座的反力。
各杆 EI 为常数。
-15 °C -15 ° C C B -15 °C C X 1 25° 25° C C ° l 5 10 原结构 - 基本结构1/l=hAl图(a) ( b) 题７－ 11图7453.75αEIll X 1=1l453.75αEIlM 1图l 453.75αEIl1( c) 453.75l2αEI453.75l2 α EIM图( d)解：（１）选择基本结构，如（b）图所示。
（２）画基本结构的虚拟单位弯矩图，并把约束反力表达在图中，如（ c）图所示。
列力法方程如下：11 x1 1t 0（ 3）求系数和自由项：l l l l ll 4l 325 15 40 1 2l2 5 l 600 l605 l11EI 3EI 1t 1 lhl3EI 2 2 （4）求多余约束力11 x11t01t453.75EIx1l211故， B 支座的反力为YBx1453.75 EI( )l2（ 5）叠加法求最后弯矩值、画最后弯矩图。