結構力學第一次作業(yè)改

1、結構力學課程作業(yè)一1、 結構力學中，按基本構件的幾何特征可以將結構大致分為哪三類？答：分為桿系結構、板殼結構和實體結構。2、 簡述支座和結點類型，并畫出相應的計算簡圖。答：支座分活動鉸支座、固定鉸支座、固定支座和定向支座。（2）、固定鉸支座（3）、固定支座（4）、滑動支座二、結點（1）鉸結點（2）剛結點（3）組合結點3、 荷載的分類？答:根據荷載作用時間的長短，分為恒載和活載。 根據荷載作用的性質，分為靜力荷載和動力荷載。4、 名詞解釋：1）幾何不變體系；體系受到任意荷載作用后，若不考慮材料的應變，其幾何形狀和位置保持不變的體系稱為幾何不變體系2）幾何可變體系：體系受到任意荷載作用后，由于剛體

2、運動，其幾何形狀和位置發(fā)生改變的體系稱為幾何不變體系3）剛片：若忽略材料的應變，體系的任何桿件都可看做是不變形的平面剛體，稱為鋼片4）自由度、計算自由度：自由度是指確定體系位置所需要的獨立坐標的數目計算自由度是對體系進行幾何構成分析的輔助工具5） 約束、必要約束、多余約束：減少體系自由度的裝置稱為約束在體系中增加或去掉某個約束，體系的自由度數目隨之變化，該約束稱為必要約束在體系中增加或去掉某個約束，體系的自由度數目沒有變化，該約束稱為多余約束6） 幾何瞬變體系：是指只能瞬時虛鉸產生微小運動的體系7） 靜定結構：靜定結構是無多余聯系的幾何不變體系8） 超靜定結構：超靜定結構是有多余約束的幾何不變

3、體系9） 結點法：最適用于計算簡單桁架，取借點為隔離體，建立平衡方程求解，原則上應使每一結點只有兩根未知內力的桿件10） 截面法：探討天體運動方程的周期解及其鄰近軌道性質的一種方法11）零桿；桁架中內力為零的桿件稱為零桿5、畫圖說明何為單鉸、復鉸和虛鉸。答：單鉸復鉸，相當于兩個單鉸剛片剛片CC點為虛鉸6、 試述幾何不變體系的三個基本組成規(guī)則，為什么說它們是同一規(guī)則。答：二元體規(guī)則、二鋼片規(guī)則和三剛片規(guī)則其實他們屬于同一規(guī)則，即三剛片規(guī)則。因為二元體規(guī)則和兩剛片規(guī)則均是由三剛片原則演變而來的，只是在某些場合使用后兩者更為方便些。7、 畫圖解釋結構力學中，內力符號是如何規(guī)定的？答：8、 拱有哪幾種

4、形式？其中哪種形式為靜定的？答：常用的有無鉸拱、兩鉸拱和三鉸拱。三鉸拱為靜定結構。9、 簡述拱與梁的區(qū)別：拱與梁的區(qū)別不僅在于桿件軸線的曲直，更重要的是在豎向荷載作用下是否產生水平推力。簡述桁架結構與梁和剛架結構的區(qū)別：梁和剛架是以承受彎矩為主的，橫載面上主要產生非均勻分布的彎曲正應力，其邊緣處應力最大，而中部的材料并未充分利用，桁架則主要承受軸力。10、 簡述靜定結構的靜力特征。答：靜力解答的唯一性、除荷載以外的其它任何原因（如溫度改變、支座移動、制造誤差和材料收縮等）均不會引起靜定結構的反力和內力、局部平衡特性、荷載等效變換特性。11、試對下面所示平面體系進行機動分析，要求畫圖說明分析過程

5、，指明哪個部分為剛片，及采用何原則進行的幾何分析，具體過程如同書中例題。圖 1 題11答：AFDCBkEADCB（a）（b）k處非結點圖 1 題11EFGHa）將AC、AB和大地分別看為一個剛片，DF和DE分別看為大地與AC和AB相連的一個鏈桿。則剛片AC和剛片AB通過鉸A相連，剛片AC與大地通過虛鉸H相連，剛片AB與大地通過虛鉸G相連，A、H、G不在一條線，因此根據三剛片規(guī)則可知此平面體系為幾何不變體系。（b）將AD、BE和CF分別作為剛片，則EF和BC連接剛片BE與CF，EF和BC兩鏈桿平行，即兩剛片BE與CF靠無窮遠處的虛鉸鉸接，同理，BE與AD、AD與CF均靠無窮遠處的虛鉸鉸接。即三剛

6、片用三對平行鏈桿兩兩鉸連，三個虛鉸均在無窮遠處。12、 請畫出圖示單跨梁、多跨梁的剪力圖（FS）和彎矩圖（M），如圖2中（a）和（b）所示。答：2m40kN2m4m4m20kN/m40FS圖，單位KNM圖，單位KNm2555401.25m802035.62540（a）支座A和支座B的支座反力分別為65KN和95KNABFS圖，單位KNM圖，單位KNm（b），支座A、支座B、支座C和支座D的支座反力分別為M/a、-3M/a、4M/a和-2M/a，D支座彎矩2M。ABCDM/aM2M/a2Ma a 2a a a a aM2M/a2M2M13、 請畫出圖示剛架的軸力圖（FN）、剪力圖（FS）和彎矩圖

7、（M），如圖2中（c）所示。2m40kN2m4m4m10kN/m40kN2m2m4m（a）（b）（c）圖 2 題12、題1330kN a a a a aM40kN答14、圖3中所示三鉸拱的軸線方程為，試求截面K（x=7）的內力，要求必須寫出詳細的解題步驟。KxCAB5m3m8mf=4m40KNl=16m圖3 題14y7m分析：結構為一主附結構：三鉸拱ACB為基本部分，CD和CE分別為附屬部分。內力分析時先求出附屬部分在鉸C處的反力，再對三鉸拱進行分析。對附局部分CD、CE的計算相當于對兩個簡支梁的計算，在鉸C處只產生豎向反力。這樣基本部分三鉸拱的計算就轉化為在鉸C作用豎向集中力。解：（1）附屬

8、部分CD和CE。CD和CE相當于C端支于三鉸拱的簡支梁，故C處豎向反力為，（）（2）基本部分ACB的反力三鉸拱ACB部分的受力如圖3.3b所示，由：（）（）取BC為隔離體：（kN）()三鉸供整體：（kN）()（3）截面K的內力取AK為隔離體（圖3.2c）（上側受拉）X0 （）Y0（）根據水平、豎向和斜向的比例關系得到：（壓力）15、請標出圖4所示桁架中的零桿。圖4 題15F分析：判斷桁架零桿的常用方法是找出桁架中的L型結點和T型結點。如果這兩種結點上無荷載作用那么L型紀點的兩桿及T型結點的非共線桿均為零桿。解：考察結點C、D、E、I、K、L，這些結點均為T型結點，且沒有荷載作用，故桿件CG、DJ、EH、IJ、KH、LF均為零桿?？疾旖Y點G和H，這兩個結點上的兩豎向鏈桿均已判斷為零桿，故這兩個結點的受力也已成為T型結點的情形由于沒有荷載作用，故桿件AG、BH也為零桿。整個結構共有8根零桿16、請計算圖示桁架中指定桿件AD和BD的內力。FABCDEGLLL圖5 題16分析：因不考慮各桿件的