西南大學-結(jié)構(gòu)力學-2015作業(yè)答案

1、結(jié)構(gòu)力學1：論述題簡答題1、簡述剛架內(nèi)力計算步驟。參考答案：答：（1）求支座反力。簡單剛架可由三個整體平衡方程求出支座反力，三鉸剛架及主從剛架等，一般要利用整體平衡和局部平衡求支座反力。（2）求控制截面的內(nèi)力?？刂平孛嬉话氵x在支承點、結(jié)點、集中荷載作用點、分布荷載不連續(xù)點?？刂平孛姘褎偧軇澐殖墒芰唵蔚膮^(qū)段。運用截面法或直接由截面一邊的外力求出控制截面的內(nèi)力值。（3）根據(jù)每區(qū)段內(nèi)的荷載情況，利用零平斜彎”及疊加法作出彎矩圖。作剛架Q、N圖有兩種方法，一是通過求控制截面的內(nèi)力作出；另一種方法是首先作出M圖；然后取桿件為分離體，建立矩平衡方程，由桿端彎矩求桿端剪力；最后取結(jié)點為分離體，利用投影平衡

2、由桿端剪力求桿端軸力。當剛架構(gòu)造較復雜（如有斜桿），計算內(nèi)力較麻煩事，采用第二種方法。（4）結(jié)點處有不同的桿端截面。各截面上的內(nèi)力用該桿兩端字母作為下標來表示，并把該端字母列在前面。（5）注意結(jié)點的平衡條件。2：論述題簡答題2、簡述力法的基本思路。參考答案：答：力法的基本思路：將超靜定結(jié)構(gòu)的計算轉(zhuǎn)化為靜定結(jié)構(gòu)的計算，首先選擇基本結(jié)構(gòu)和基本體系，然后利用基本體系與原結(jié)構(gòu)之間在多余約束方向的位移一致性和變形疊加列出力法典型方程，最后求出多余未知力和原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。第一步：去掉原結(jié)構(gòu)的多余約束，代之以多余未知力，得到靜定的基本體系。第二步：基本體系和原結(jié)構(gòu)的變形相同，特別是基本體系上與多余未知力相應的

3、位移與原超靜定結(jié)構(gòu)上多余約束處的位移條件一致，這是確定多余未知力大小的依據(jù)。一般情況下，當原結(jié)構(gòu)上在多余約束處沒有支座位移時，則基本體系應滿足的變形條件是：與多余未知力相應的位移為零。3：論述題簡答題3、簡述結(jié)構(gòu)力學研究方法。參考答案：答：結(jié)構(gòu)力學問題的研究手段包含理論分析、實驗研究和數(shù)值計算，本課程只進行理論分析和計算。結(jié)構(gòu)力學的計算方法很多，但都要考慮以下三方面的條件：（1）力系的平衡條件或運動條件。（2）變形的幾何連續(xù)條件。（3）應力與變形間的物理條件（本構(gòu)方程）。利用以上三方面進行計算的，又稱為平衡-幾何”解法。采用虛功和能量形式來表述時候，則稱為虛功-能量”解法。隨著計算機的進一步發(fā)

4、展和應用，結(jié)構(gòu)力學的計算由過去的手算正逐步由計算機所代替，本課程的學習將為進一步學習和掌握其他現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析方法打下基礎(chǔ)。4：論述題簡答題4、簡述位移法計算超靜定剛架的一般步驟。參考答案：答：用位移法計算超靜定剛架的步驟如下：1）確定基本未知量；2）由轉(zhuǎn)角位移方程，寫出各桿端力表達式；3）在由結(jié)點角位移處，建立結(jié)點的力矩平衡方程，在由結(jié)點線位移處，建立截面的剪力平衡方程，得到位移法方程；4）解方程，求基本未知量；5）將已知的結(jié)點位移代入各桿端力表達式，得到桿端力；6）按桿端力作彎矩圖；7）校核。5：單選題1、圖示結(jié)構(gòu)，A截面轉(zhuǎn)角方向是圖（ ）A：等于0B：順時針C：逆時針D：不能確定參考答案：B

5、6：單選題2、圖示兩結(jié)構(gòu)相同的是圖（）A：剪力B：軸力C：C點豎向位移D：彎矩參考答案：D7：單選題3、圖所示體系的幾何組成為（ ）A：幾何不變，無多余約束；B：幾何不變，有多余約束；C：瞬變體系；D：常變體系。參考答案：B8：單選題4、圖示對稱結(jié)構(gòu)，力法求解時，未知量最少為( )A：12B：8C：4D：2參考答案：D9：判斷題1、力法和位移法既能用于求超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，又能用于求靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。（）參考答案：錯誤10：判斷題2、靜定結(jié)構(gòu)在非荷載外因（支座移動、溫度改變、制造誤差）作用下，不產(chǎn)生內(nèi)力，但產(chǎn)生位移。參考答案：正確11：判斷題3、圖示結(jié)構(gòu)，去掉其中任意兩根支座鏈桿后余下部分都可作為

6、力法計算的基本體系。圖參考答案：錯誤12：判斷題4、體系幾何組成分析中，鏈桿都能看作剛片，剛片有時能看作鏈桿，有時不能看作鏈桿。參考答案：錯誤13：判斷題5、體系的多余約束對體系的計算自由度、自由度及受力狀態(tài)都沒有影響，故稱多余約束。參考答案：錯誤14：判斷題6、不受外力作用的任何結(jié)構(gòu)，內(nèi)力一定為零。（）參考答案：錯誤15：判斷題7、引起結(jié)構(gòu)變形的因素只有三種：荷載作用、溫度改變和支座位移。（）參考答案：錯誤16：判斷題8、虛位移原理中的虛功方程等價于靜力平衡方程，虛力原理中虛功方程等價于變形協(xié)調(diào)方程。 （）參考答案：正確1：填空題1、結(jié)構(gòu)是。參考答案：建筑物和工程設(shè)施中承受、傳遞荷載而起骨架

7、作用的部分稱為工程結(jié)構(gòu),簡稱結(jié)構(gòu)。例如房屋中的梁柱體系，水工建筑物中的擋土墻、閘門和水壩，公路和鐵路上的橋梁和隧洞等等。2：填空題2、自由度S是 。參考答案：指體系運動時，可以獨立改變的幾何參數(shù)的數(shù)目；即確定體系位置所需獨立坐標的數(shù)目。3：填空題3、結(jié)構(gòu)的位移是 。參考答案：結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化、支座移動與制造誤差等各種因素作用下發(fā)生變形，因而結(jié)構(gòu)上個點的位置會有變動。這種位置的變動稱為位移。4：填空題4、功的互等定理是。參考答案：第一狀態(tài)外力在第二狀態(tài)位移上所做的功等于第二狀態(tài)外力在第一狀態(tài)位移上所做的功。即W12=W215：填空題5、轉(zhuǎn)動剛度是 。參考答案：表示桿端對轉(zhuǎn)動的抵抗能力。在數(shù)值

8、上等于使桿端產(chǎn)生單位角度j=1時，在該桿端所需施加的力矩，用Sij表示6：填空題6、活載是。參考答案：是建筑物在施工和使用期間可能存在的可變荷載，如吊車荷載、結(jié)構(gòu)上的人群、風、雪等荷載。7：填空題7、剛結(jié)點是 。參考答案：連接各桿端既不能相對移動，又不能相對轉(zhuǎn)動；既可以傳遞力，又可傳遞力矩。8：填空題8、超靜定結(jié)構(gòu)是。參考答案：在幾何組成上是幾何不變、有多余約束的體系，其全部支反力和內(nèi)力均不可由靜力平衡條件唯一確定，還須補充其他條件。9：填空題9、分配系數(shù)是 。參考答案：桿ij的轉(zhuǎn)動剛度與匯交于i結(jié)點的所有桿件轉(zhuǎn)動剛度之和的比值。10：填空題10、形常數(shù)是。參考答案：由單位桿端位移引起的單跨超

9、靜定梁的桿端力，稱為形常數(shù)。11：判斷題8、力矩分配法中的分配系數(shù)、傳遞系數(shù)與外來因素（荷載、溫度變化等）有關(guān)。參考答案：錯誤12：判斷題3、圖3（a）所示超靜定梁的變形與圖3（b）所示靜定梁的變形相同。（）參考答案：錯誤13：判斷題6、有多余約束的體系一定是幾何不變體系。參考答案：錯誤14：判斷題2、圖2所示結(jié)構(gòu)，去掉其中任意兩根支座鏈桿后余下部分都可作為力法計算的基本體系。（ ）參考答案：錯誤15：判斷題4、靜定結(jié)構(gòu)在非荷載外因（支座移動、溫度改變、制造誤差）作用下，不產(chǎn)生內(nèi)力，但產(chǎn)生位移。（）參考答案：正確16：判斷題5、力法和位移法既能用于求超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，又能用于求靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。

10、（）參考答案：錯誤17：判斷題7、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與荷載有關(guān)，而與材料的性質(zhì)、截面的形狀及大小無關(guān)。參考答案：正確18：判斷題1、圖1所示體系為無多余約束的幾何可變體系。（）參考答案：錯誤1：判斷題3、圖3（a）所示超靜定梁M圖與圖3（b）所示靜定梁M圖相同。（）圖3參考答案：正確2：單選題4、圖7中圖A圖所示結(jié)構(gòu)均可作為圖7（a）所示結(jié)構(gòu)的力法基本結(jié)構(gòu)，使得力法計算最為簡便的基本結(jié)構(gòu)是（）圖7A：AB：BC：CD：D參考答案：C3：判斷題6、結(jié)構(gòu)只在荷載作用下的，力法典型方程中的系數(shù)與自由項，有的與結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)，有的與結(jié)構(gòu)的剛度無關(guān)。（）參考答案：錯誤4：判斷題7、增加各桿剛度，則結(jié)構(gòu)的結(jié)點

11、位移就一定減少。（）參考答案：錯誤5：判斷題8、有變形就有應力，有應力就有變形。（ ）參考答案：錯誤6：單選題2、圖5所示梁受外力偶作用，其正確的彎矩圖形狀應為（）A：AB：BC：CD：D參考答案：C7：單選題3、圖6所示結(jié)構(gòu)，B截面轉(zhuǎn)角方向是（）圖6A：順時針B：逆時針C：等于0D：不能確定參考答案：B8：單選題1、圖4所示體系的幾何組成是（）圖4A：無多余約束的幾何不變體系B：幾何可變體系C：有多余約束的幾何不變體系D：瞬變體系參考答案：A9：判斷題2、圖2所示體系是一個靜定結(jié)構(gòu)。（）參考答案：錯誤10：判斷題4、位移法和力矩分配法只能用于求超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，不能用于求靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。(）

12、參考答案：錯誤11：判斷題5、有變形就有應力，有應力就有變形。（）參考答案：錯誤12：判斷題1、圖1所示體系，去掉其中任意一根支座鏈桿后，剩下部分都是幾何不變無多余約束的體系。（）參考答案：錯誤1：論述題1、用力法求解并作出圖7所示超靜定結(jié)構(gòu)的彎矩圖，EI=常數(shù)。LLL2P參考答案：2：論述題2、用力法計算并作圖示結(jié)構(gòu)的M圖。各桿EI均為常數(shù)。參考答案：3：判斷題14、虛位移原理中的虛功方程等價于靜力平衡方程，虛力原理中虛功方程等價于變形協(xié)調(diào)方程。參考答案：正確4：判斷題13、引起結(jié)構(gòu)變形的因素只有三種：荷載作用、溫度改變和支座位移。參考答案：錯誤5：判斷題12、不受外力作用的任何結(jié)構(gòu)，內(nèi)力一

13、定為零。參考答案：錯誤6：判斷題11、體系的多余約束對體系的計算自由度、自由度及受力狀態(tài)都沒有影響，故稱多余約束。參考答案：錯誤7：判斷題10、體系幾何組成分析中，鏈桿都能看作剛片，剛片有時能看作鏈桿，有時不能看作鏈桿。參考答案：錯誤8：判斷題9、力法和位移法的基本未知量是相同的。參考答案：錯誤9：判斷題8、任意兩根鏈桿的交點都可以看作虛鉸。參考答案：錯誤10：判斷題7、力矩分配中的傳遞系數(shù)等于傳遞彎矩與分配彎矩之比，它與外因無關(guān)。 參考答案：正確11：判斷題6、用力法解超靜定結(jié)構(gòu)時，只能采用多余約束力作為基本未知量。參考答案：錯誤12：判斷題5、實際工程中的桁架結(jié)構(gòu)，只有軸力，沒有彎矩和剪力

14、。參考答案：錯誤13：判斷題4、簡支的斜梁，在豎向荷載作用下，其內(nèi)力與等跨度且同荷載的水平簡支梁相同。參考答案：錯誤14：判斷題1、位移法方程的主系數(shù)可能0或0。參考答案：錯誤15：判斷題3、當上部體系只用不交于一點也不全平行的三根鏈桿與大地相連時，只需分析上部體系的幾何組成，就能確定原體系的幾何組成。參考答案：正確16：判斷題2、用力法計算超靜定結(jié)構(gòu)時，其基本未知量是未知結(jié)點位移。參考答案：錯誤單項選擇題圖1 圖2 圖3 圖4 圖5 圖6 圖71、圖1所示計算簡圖是： （ ）A、為無多余約束的幾何不變體系。結(jié)構(gòu)多余約束數(shù)為0 ,自由度數(shù)為0。B、為無多余約束的幾何可變體系。結(jié)構(gòu)多余約束數(shù)為0

15、 ,自由度數(shù)為1。C、為有多余約束的幾何不變體系。結(jié)構(gòu)多余約束數(shù)為1 ,自由度數(shù)為0。D、為有多余約束的幾何可變體系。結(jié)構(gòu)多余約束數(shù)為0 ,自由度數(shù)為1。2、圖2所示結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)、未知結(jié)點位移數(shù)是： （ ）A、超靜定次數(shù)是0、未知結(jié)點位移數(shù)是0。B、超靜定次數(shù)是1、未知結(jié)點位移數(shù)是0。C、超靜定次數(shù)是1、未知結(jié)點位移數(shù)是1。D、 超靜定次數(shù)是1、未知結(jié)點位移數(shù)是0。3、圖3所示梁，： （ ）A、。B、。C、。D。4、圖4所示結(jié)構(gòu)，分配系數(shù) （ ）A、。B、。C、。D、。 5、用圖乘法求位移的必要條件之一是： ( ) A、單位荷載下的彎矩圖為一直線； B、結(jié)構(gòu)可分為等截面直桿段；C、所有桿件EI為常數(shù)且相同； D、結(jié)構(gòu)必須是靜定的。 6、圖5示結(jié)構(gòu)截面K的彎矩（下側(cè)受拉為正）為 （ ）A、0B、MC、2MD、M7、圖6所示兩