《結(jié)構(gòu)力學(xué)》期末考試考試卷(A、B卷-含問題詳解)

1、*學(xué)院期末考試試卷考試科目結(jié)構(gòu)力學(xué)考試卷類型A答案試考試形式閉卷成考試對象土木本科績一、 填空題(20分)(每題2分)1 .一個剛片在其平面具有 3個自由度； 一個點(diǎn)在及平面具有2自由度；平面一根鏈桿自由運(yùn)動時具有3個自由度。2 .靜定結(jié)構(gòu)的力分析的基本方法截面法,隔離體上建立的基本方程是平衡方程。3 .桿系結(jié)構(gòu)在荷載，溫度變化，支座位移等因素作用下會產(chǎn)生變形 和 位移。4 .超靜定結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造特征是有多余約束的幾何不變體系。5 .對稱結(jié)構(gòu)在對稱荷載作用下，若取對稱基本結(jié)構(gòu)和對稱及反對稱未知力，則其中反對稱未知力等于零。6 .力矩分配法適用于沒有側(cè)移未知量的超靜定梁與剛架。7 .繪制影響線的

2、基本方法有靜力法法和機(jī)動法 的。8 .單元剛度矩陣的性質(zhì)有 奇異性 和對稱性 。9 .結(jié)構(gòu)的動力特性包括 結(jié)構(gòu)的自陣頻率；結(jié)構(gòu)的振興型； 結(jié)構(gòu)的阻尼 。.210 .在自由振動萬程 y(t) 2 y(t) y(t) 0式中， 稱為體系的 自振頻率, 稱為阻尼比 。、試分析圖示體系的幾何組成(10分)(1)答：該體系是幾何不變體系且無余聯(lián)系(2)答：該體系是幾何不變體系且無多余聯(lián)系三、試?yán)L制圖示梁的彎矩圖(1 0分)(1)(2)(2)四、簡答題(20分)1 .如何求單元等效結(jié)點(diǎn)荷載？等效荷載的含義是什么？答案：存；與位移法一樣，在單元計(jì)端無位移的情況下根據(jù)所作用的荷載由較常數(shù)確定酸內(nèi) 力，然后將固

3、端內(nèi)力反向即可得到華兀局部坐標(biāo)下的”效給點(diǎn)苻我.再根據(jù)單元的方位將局 部坐標(biāo)下的量向整體坐標(biāo)上投影，即可得到整體坐標(biāo)下的等效結(jié)點(diǎn)荷囊.所謂等效是指在此荷我F引起的結(jié)點(diǎn)位移，與原荷載作用下的結(jié)點(diǎn)位移相同.2 .求影響線的系數(shù)方程與求力方程有何區(qū)別？答案：答；截取隔離體*建比蟋響系數(shù)方程的方法都是一樣的.但是，建立影響系數(shù)方程時截 面位置是固定的，移動荷戴所在位置是變化的,而建立內(nèi)力方程時截面位置是變化的，荷藏 業(yè)置是固定付，3 .動力計(jì)算與靜力計(jì)算的主要區(qū)別是什么？答案：逑小而略去人另一是在動力分析中.錯構(gòu)的內(nèi)力、位移等是時間的函數(shù)，靜力分中折則 直不隨時間變化的量.還有一些其它差別F如；動力分

4、析中要解微分方程，靜力計(jì)算為代數(shù) 方程！動力廿析方法常與荷載類型行關(guān),而舒力分析方法一般與荷載類型無關(guān)等.4 .自由振動的振幅與那些量有關(guān)？答案答：振幅是體系動力響應(yīng)的幅值，動力響應(yīng)由外軍作用和倬系的動力特性確定對于自 由振動,引起振動的外部作用是初位移和初速度.因此，振幅應(yīng)詼與初位移、初速度以及體 系的質(zhì)量和剛度的大小與分布（也即頻率等怙性）有關(guān)，當(dāng)計(jì)及體系阻尼時，則還與阻尼行 關(guān)，五、計(jì)算題（40分）1、用圖乘法計(jì)算如圖所示簡支梁 A截面的轉(zhuǎn)角a。已知EI=常量。（10分）解：作單位力狀態(tài)，如圖所示。分別作出 Mp和M圖后，由圖乘法得:5 .試作圖示伸臂量的FBy M k的影響線FBy的影

5、響線MK的影響線6 .試用力法計(jì)算單跨靜定梁。并作 M圖。（10分）4單位彎矩圖沅國解：選取基本結(jié)構(gòu)，并作出單位彎局矩圖和荷載彎矩圖如圖所示品一告小孝山會備v 品 3工一用=工/根據(jù)h=M茶+降疊加可作出時圖如圖所示。荷我彎知圖4.試用位移法求作圖示連續(xù)梁的力圖。（10分）解:解：（1）只有一個未知量，基本體系如圖所示（型常數(shù)、載常數(shù)見附表）(d) M P（2）建立位移法典型方程K11Z1R1P(e)(5)疊加法繪制彎矩圖(e)(3)作M,Mp如圖所示(a) (b)1.1 .2kii7i ； Rp - pl -ql881n(4)代入萬程解得：Zi一(pl ql2)56i附表：型常數(shù)、載常數(shù)表*

6、學(xué)院期末考試試卷考試科目結(jié)構(gòu)力學(xué)考B答案試考試形式閉卷成考試對象土木本科績填空題（20分）1 .幾何構(gòu)造分析的目的有三種：其一是檢查所給體系幾何 特性:其二是根據(jù)幾何構(gòu)造的次序?qū)で?力 分析的途徑;其三是確定超靜定的次數(shù)。2 .對桁架進(jìn)行力分析時，若所取隔離體只包含一個結(jié)點(diǎn)，則稱為 結(jié)點(diǎn) 法; 若所取隔離體不止包含一個結(jié)點(diǎn)，則稱為截面 法。3 .圖乘法的適用條件：（1） 桿軸為直線 ：（2） EI為常數(shù) （3） _M和M p至 少有一個直線圖形 。4 .超靜定結(jié)構(gòu)的靜力特征是 支座反力和桿件力不能完全由靜力平衡條件唯一確定5對稱結(jié)構(gòu)在反對稱荷載作用下，若取對稱基本結(jié)構(gòu)和對稱及反對稱未知力，則

7、其中對稱未知力等于零。6 .放松結(jié)點(diǎn)時，近端產(chǎn)生的力矩叫分配力矩，遠(yuǎn)端產(chǎn)牛的力矩叫傳涕力矩 。7 .反力和剪力影響線豎標(biāo)的量綱是無量綱.:彎矩影響線的豎標(biāo)的量綱是長度。8 .建立各剛度矩陣君冠有“原始”二字，這種建立結(jié)構(gòu)剛度方程的方法稱后處立法，、而組成剛度矩陣過程中以經(jīng)考慮零位移條件的方法稱為 先處理 。9 .建立結(jié)構(gòu)運(yùn)動方程的常用方法直接平衡法：.虛功法： 變分法 。10 .結(jié)構(gòu)的自振頻率只與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量 和 剛度 有關(guān)。、試分析圖示體系的幾何組成（10分）(1)(2)答案：(1 )答：該體系是幾何不變體系且有一個多余聯(lián)系。(2)答：該體系是幾何不變體系且無多余聯(lián)系。三、試?yán)L制圖示梁的彎矩圖

8、(1 0分)(1)四、簡答題(20分)1 .為什么要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換？什么時候可以不進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換？答案：一客二黑來說組成結(jié)構(gòu)的各單元方位可能不全相同，單元剛度方程是斜對固接于單元的 同部坐標(biāo)建立的，因此為了組裝成整體r需要將桿踹位移和桿端力轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的整體坐標(biāo)內(nèi). 以便建立位移協(xié)調(diào)和結(jié)點(diǎn)平第的條件,正因加此，所以凡組威站構(gòu)的單“方位均相同時，就 不需峽進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換了.2 .影響線與力圖有何不同？答案：答，影響線是單位“移動”荷載作用下，指定物理量隨移動荷鎏的移動而變化的規(guī)律圖 形。此時.截面位置是固定的，移動荷我所在位置是變化的.而內(nèi)力圖是在給定荷載作用下, 內(nèi)里雖為之改變的規(guī)律圖形。此時，截面位

9、置是變化的.荷載位置是固定的&3 .結(jié)構(gòu)自由度與體系幾何組成分析中的自由度有何區(qū)別?答案： 售;研i定體系在振動過程中任一時刻體系全部質(zhì)量位置或變形影態(tài)所需要的獨(dú)立參數(shù)的 個數(shù)，稔力體系的動力自由度動力分析中通常將質(zhì)的位移作為基本未知量,在開始分析 時一般要確定基本未知量的數(shù)量，從而碗定所需建立的方程個數(shù).動力自由度數(shù)即為體系基 本未知量的尬LK另外.目由度不同所用的分析方法也不同,如單自由度體系與蒙自由度體 系、無限自由度體系的分析方法是各不相同的口4.什么是振動放大系數(shù)，簡偕荷載下的動力放大系數(shù)與哪些因素有關(guān)？答案：答:動力放大系數(shù)是指動荷攀引起的響應(yīng)幅值與動荷載幅值作為靜荷我所引起的的結(jié)構(gòu) 第響應(yīng)之比值口的諧向我卜的動力放大系數(shù)與頻比、阻尼比有關(guān)“五、計(jì)算題（40分）1.設(shè)EI為常數(shù)，求 b （用圖乘法）（10分）1M戶圖* ”l2l2仆方-2 .試作圖示伸臂量的FcyFqk的影響線。L-匚7 , gf.a裊7|: “ihH-M（）答案：Fcy的影響線ul）Fqk的影響線廣 7. 川 j-二?1 3 .試用力法計(jì)算單跨靜定梁。并作 M圖。（10分）1 t 門 r4V i44-班A7用=? ( ? x / x qf2 ) x 1Er 3 s224 EI 1)qj1基本體系解：選取基本結(jié)構(gòu)，并作出單位彎局矩圖 和荷載彎矩圖如圖所示4用位移法計(jì)算圖示結(jié)構(gòu)，并繪彎矩圖(