2014年秋季0729結構力學作業(yè)及練習答案

1、2014年秋結構力學0729第一次作業(yè)1、簡述結構幾何組成分析的目的。答： 1、研究結構正確的連接方式，確保所設計的結構能承受并傳遞荷載，維持平衡，不至于發(fā)生剛體運動。 2、在結構計算時，可根據(jù)其幾何組成情況，選擇適當?shù)挠嬎惴椒?；分析其組成順序，尋找簡便的解題途徑。 2、簡述多跨靜定梁的特點。答：1 多跨靜定梁的幾何組成特點 從幾何構造看，多跨靜定梁由基本部分及附屬部分組成,將各段梁之間的約束解除仍能平衡其上外力的稱為基本部分，不能獨立平衡其上外力的稱為附屬部分,附屬部分是支承在基本部分的。 2 多跨靜定梁的受力特點 由構造層次圖可得到多跨靜定梁的受力特點為： 作用在基本部分的力不影響附屬部分

2、，作用在附屬部分的力反過來影響基本部分。因此，多跨靜定梁的解題順序為先附屬部分后基本部分。為了更好地分析梁的受力，往往先畫出能夠表示多跨靜定梁各個部分相互依賴關系的層次圖 3 多跨靜定梁的計算特點 為了避免解聯(lián)立方程,計算多跨靜定梁時,應遵守以下原則:先計算附屬部分后計算基本部分。將附屬部分的支座反力反向指向，作用在基本部分上，把多跨梁拆成多個單跨梁，依次解決。將單跨梁的內力圖連在一起，就是多跨梁的內力圖。彎矩圖和剪力圖的畫法同單跨梁相同。1、力法和位移法既能用于求超靜定結構的內力，又能用于求靜定結構的內力 。 （ 錯誤 2、靜定結構在非荷載外因（支座移動、溫度改變、制造誤差）作用下，不產生內

3、力，但產生位移。 正確 3、圖示結構 ，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。圖 錯誤 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。 錯誤 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。 錯誤 6、不受外力作用的任何結構，內力一定為零。（錯誤 7、引起結構變形的因素只有三種：荷載作用、溫度改變和支座位移。 （錯誤 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)調方程。 （ 正確 1、圖示結構，A截面轉角方向是圖 （ ） A：等于0 B：順時針 C：逆時針 D：不能確定 答

4、案：B 2、圖示兩結構相同的是 圖 （ ） A：剪力 B：軸力 C：C點豎向位移 D：彎矩 答案：D 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。 答案：B 4、圖示對稱結構，力法求解時，未知量最少為 ( A：12 B：8 C：4 D：2 答案：D 綜合題1、試寫出用力法計算圖1所示結構的典型方程（采用右圖所示基本體系），并求出方程中的全部系數(shù)和自由項（不求解方程）。已知各桿EI=常數(shù)。 圖12、用力法解圖2所示超靜定結構,作M圖。圖2填充題(將答案寫在空格內 )1、圖1所示桁架桿的軸力 Fp 。 圖1 圖2 圖3 2、使

5、圖2所示懸臂梁B點的豎向位移的= 。 3、利用位移法判斷圖3結構中結點A的轉角的轉向為 順時針 。 4、圖4所示桁架1桿的軸力 -F 。 圖4 圖5 圖6 5、若以圖5所示圖取作虛擬靜力狀態(tài)，求結構位移時，則所求的位移是 AB 。6、圖6所示拱結構拉桿DE的軸力為_-F/4_。 第二次作業(yè)1、圖1所示體系為無多余約束的幾何可變體系。 （ 錯 ）2、圖2所示結構 ，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。 （錯 ）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。（ 錯 ）4、 靜定結構在非荷載外因（支座移動、溫度改變、制造誤差）作用下，不產生內力，但產生位

6、移。 （ 正確 ）5、力法和位移法既能用于求超靜定結構的內力，又能用于求靜定結構的內力。（ 錯 ）6、有多余約束的體系一定是幾何不變體系。（ 錯 ）7、靜定結構的內力與荷載有關，而與材料的性質、截面的形狀及大小無關。（ 正確 ）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。（ 錯 ）第三次作業(yè)圖31、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。（ 錯 ）2、圖2所示體系是一個靜定結構。（錯 ） 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。（ 正確 ） 4、位移法和力矩分配法只能用于求超靜定結構的內力，不能用于求靜定

7、結構的內力。( 錯）5、有變形就有應力，有應力就有變形。 （ 錯 ） 6、結構只在荷載作用下的，力法典型方程中的系數(shù)與自由項，有的與結構的剛度有關，有的與結構的剛度無關。（ 錯 ）7、增加各桿剛度，則結構的結點位移就一定減少。 （ 錯 ）8、有變形就有應力，有應力就有變形。（錯）1、圖4所示體系的幾何組成是（ A ） A：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 圖4 D：瞬變體系 2、圖5所示梁受外力偶作用，其正確的彎矩圖形狀應為（ c ） A：A B：B C：C D：D 3、圖6所示結構，B截面轉角方向是（ B ）圖6 A：順時針 B：逆時針 C：等于0 D

8、：不能確定 4、圖7中圖A圖所示結構均可作為圖7（a）所示結構的力法基本結構，使得力法計算最為簡便的基本結構是（ C ）第四次作業(yè)1、答：根據(jù)力法的基本原理和思路，用力法計算超靜定結構的步驟可歸納如下：1. 選擇基本體系確定超靜定結構的次數(shù)，去掉多余約束，并用相應的約束反力來代替。2. 建立力法方程利用基本體系與原結構在相應約束處的變形條件，建力力法典型方程。3. 計算系數(shù)和自由項4. 求多余的未知力5. 作內力圖按靜定結構，用平衡條件或疊加原理計算結構特殊截面的內力，然后畫出內力圖。2、答：力矩分配法的計算要點（1）在剛結點上加上剛臂（想象），使原結構成為單跨超靜定梁的組合體，計算分配系數(shù)。

9、（2）按各桿的分配系數(shù)求出各桿的近端(分配)彎矩即分配過程（3）將近端彎矩乘以傳遞系數(shù)得到遠端(傳遞)彎矩。即傳遞過程201412秋結構力學第四次作業(yè)是非題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。 （ 錯誤）2、圖2所示體系是一個靜定結構。 （ 錯誤 ）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。 （ 正確）4、有變形就有應力，有應力就有變形。 （ 錯誤）5位移法和力矩分配法只能用于求超靜定結構的內力，不能用于求靜定結構的內力。 （ 錯誤 ）6、多跨靜定梁的基本部分無荷載，則基本部分內力為0。 （ 錯誤 ）7、區(qū)段疊加法繪彎矩圖是將

10、端彎矩作用下的彎矩圖形與簡支梁在跨中荷載作用下的彎矩圖形疊加 （ 正確 ）8、靜定結構滿足平衡方程的內力解答是惟一正確的內力解答。 ( 正確 )9、沒有內力就沒有位移。 （ 錯誤 ）10、圖4所示結構各桿EI常數(shù)，用位移法計算，其基本未知量數(shù)為2。 （ 正確 ）圖1 圖2 圖3 圖411、圖5所示體系為無多余約束的幾何可變體系。 （ 錯誤 ）12、圖6所示結構 ，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（ 錯誤）13、圖7（a）所示超靜定梁的變形與圖7（b）所示靜定梁的變形相同。 （ 錯誤 ）14、 靜定結構在非荷載外因（支座移動、溫度改變、制造誤差）作用下，不產生內力，但產生位移

11、。 （ 正確 ）15、力法和位移法既能用于求超靜定結構的內力，又能用于求靜定結構的內力。 （ 錯誤 ）16、力法方程的物理意義是表示變形條件。 ( 正確 )17、兩桿相交的剛結點，其桿端彎矩一定是等值同側（即兩桿端彎矩代數(shù)和為零）。 （ 錯誤 ）18、在任意荷載下，僅用靜力平衡方程即可確定全部反力和內力的體系是幾何不變體系。( 錯誤 )19、任何三鉸拱的合理拱軸都是二次拋物線。 （ 錯誤 ）20、一個簡單鉸相當于1個約束。 （ 錯誤）圖5 圖6 圖7（1）圖1所示計算簡圖是：靜定結構。（ ）。圖1 圖2（2）圖2所示結構，。（ ）。（3） 靜定結構的內力與荷載有關，而與材料的性質、截面的形狀及

12、大小無關。（ ）。（4 位移法方程的主系數(shù)可能。（ ）。（5） 用力法計算超靜定結構時，其基本未知量是未知結點位移。（ ）。1、幾何瞬變體系產生的運動非常微小并很快就轉變成幾何不變體系 ，因而可以用作工程結構。( )2、圖1示桁架有9根零桿（ ） 。 圖1 圖23、圖2所示桁架各桿EA相同，由于荷載P是反對稱性質的，故結點B的豎向位移等于零。（ ）4、按虛力原理所建立的虛功方程等價于幾何方程。 （）5、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。 （ ）1、在任意荷載下，僅用靜力平衡方程即可確定全部反力和內力的體系是幾何不變體系。( )2、圖1所示結構B支座反力等于P/

13、2。 ( ) 圖1 圖23、圖2所示桁架各桿EA相同，結點A和結點B的豎向位移均為零。( )4、力法典型方程的實質是超靜定結構的平衡條件。( )5、位移法典型方程的物理意義反映了原結構的位移協(xié)調條件。 ( 1、圖1所示體系為無多余約束的幾何可變體系。 （錯誤 ）2、圖2所示結構 ，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。 （錯誤 ）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。（錯誤 ）4、 靜定結構在非荷載外因（支座移動、溫度改變、制造誤差）作用下，不產生內力，但產生位移。 （正確 ）5、力法和位移法既能用于求超靜定結構的內力，又能用于求靜定結構的內

14、力 。（錯誤 ）6、有多余約束的體系一定是幾何不變體系。（錯誤）7、靜定結構的內力與荷載有關，而與材料的性質、截面的形狀及大小無關。（正確）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。（錯誤）5、有變形就有應力，有應力就有變形。 （錯誤 ）4、位移法和力矩分配法只能用于求超靜定結構的內力，不能用于求靜定結構的內力 。( 錯誤）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。正確2、圖2所示體系是一個靜定結構。（錯誤 ）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（錯） 圖3 填充題:1、圖8所示桁架桿的軸力 Fp

15、。 圖8 圖9 圖10 2、使圖9所示懸臂梁B點的豎向位移的=。 3、力法方程的實質是 變形連續(xù)條件 ； 位移法方程的實質是 平衡方程 。4、利用位移法判斷圖10結構中結點A的轉角的轉向為 順時針 。 1、圖8所示桁架1桿的軸力 -F 。 圖8 圖9 圖10 2、若以圖9所示圖取作虛擬靜力狀態(tài)，求結構位移時，則所求的位移是AB 。3、力矩分配法中，傳遞系數(shù)表示當桿件近端有轉角時，遠端彎矩 與近端彎矩 的比值，它與桿件遠端的支座約束有關。4、圖10所示拱結構拉桿DE的軸力為_-F/4_。1、圖5所示結構的超靜定次數(shù)是 6 次；用力法計算時基本未知量的數(shù)目有 6個；用位移法計算時基本未知量的數(shù)目

16、4 個 。 圖5 圖6 圖4 2、圖6所示桁架c桿的軸力FNc= Fp 。1、圖4所示結構的超靜定次數(shù)是 5 次；用力法計算時基本未知量的數(shù)目有5 個；用位移法計算時基本未知量的數(shù)目 7 個 。2、拱型結構受力的主要特點是在 堅向荷載 作用下有 水平推力 產生（1）圖3所示計算簡圖是：（A ）（A） 為無多余約束的幾何不變體系。結構多余約束數(shù)為0 ,自由度數(shù)為0。（B） 為無多余約束的幾何可變體系。結構多余約束數(shù)為0 ,自由度數(shù)為1。（C） 為有多余約束的幾何不變體系。結構多余約束數(shù)為1 ,自由度數(shù)為0。（D） 為有多余約束的幾何可變體系。結構多余約束數(shù)為0 ,自由度數(shù)為1。圖3 圖4（2）圖

17、4所示梁，：（ C ）（A）（B）。（C）。（D）。（3）圖5所示結構的超靜定次數(shù)、未知結點位移數(shù)是：（ D ）(A) 超靜定次數(shù)是0、未知結點位移數(shù)是0。 (B) 超靜定次數(shù)是1、未知結點位移數(shù)是0。(C) 超靜定次數(shù)是1、未知結點位移數(shù)是1。 （D）超靜定次數(shù)是1、未知結點位移數(shù)是0。 圖5 圖6（4）圖6所示結構，分配系數(shù)（ D ）（A）（B）（C）（D）1、圖4所示結構桿1的軸力（以拉為正）為(C ) A、0B、C、D、 2、圖5所示結構有多少根零桿（ C ） A、5B、6 C、7D、8 3、圖示結構，A截面轉角方向是（B ）A、等于0 B、順時針 C、逆時針 D、不能確定 4、圖7兩

18、結構相同的是 （A ） A、彎矩 B、剪力 C、軸力 D、C點豎向位移 5、力法的基本未知量是（ D ）A、支座反力B、桿端彎矩C、獨立的結點位移D、多余未知力圖4 圖5圖6 圖71、在 力 矩 分 配 法 中 ， 分 配 系 數(shù) 表 示 ： （ C）A、 結點A 有單位轉角時，在 AB桿 A 端 產生的 力矩 ； B、 結 點 A 轉 動 時，在AB桿 A 端 產 生 的力矩 ；C、 結 點A上 作用 單位外力偶 時，在AB桿A 端 產生的力 矩 ；D、結點A 上作用 外力偶 時，在AB桿A 端 產 生的力 矩 。 2、用圖乘法求位移的必要條件之一是： ( B ) A、單位荷載下的彎矩圖為一

19、直線； B、結構可分為等截面直桿段； C、所有桿件EI為常數(shù)且相同； D、結構必須是靜定的。 3、圖3所示兩結構及其受載狀態(tài)，它們的內力符合： （ B ）A、彎矩相同，剪力不同；B、彎矩相同，軸力不同；C、彎矩不同，剪力相同；D、彎矩不同，軸力不同 。 圖3 4、位移法中，將鉸接端的角位移、滑 動 支承 端 的 線 位 移 作 為基 本 未 知 量 ： （ C ）A、絕 對 不 可 ； B、必 須 ； C、可 以 ，但 不 必 ； D、一 定 條 件 下 可 以 。1、三個剛片用三個鉸兩兩相互聯(lián)結而成的體系是： ( D )A、幾何不變；B、幾何常變； C、幾何瞬變； D、幾何不變幾何常變或幾何

20、瞬變。2、用圖乘法求位移的必要條件之一是： ( B ) A、單位荷載下的彎矩圖為一直線； B、結構可分為等截面直桿段； C、所有桿件EI為常數(shù)且相同； D、結構必須是靜定的。 3、求圖3所示梁鉸C左側截面的轉角時，其虛擬狀態(tài)應?。?（ C ） 圖3 圖44、對圖4所示的AB段，采用疊加法作彎矩圖是： （ A ） A、可以； B、在一定條件下可以； C、不可以；D、在一定條件下不可以。1、力法的基本未知量是（D ）A：支座反力 B：桿端彎矩 C：獨立的結點位移 D：多余未知力4、圖7中圖A圖所示結構均可作為圖7（a）所示結構的力法基本結構，使得力法計算最為簡便的基本結構是（C ）A: A B:

21、B C: C D: D圖71、圖4所示體系的幾何組成是（A ）A：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：瞬變體系圖4 圖63、圖6所示結構，B截面轉角方向是（ B）A：順時針 B：逆時針 C：等于0 D：不能確定2、圖5所示梁受外力偶作用，其正確的彎矩圖形狀應為（C ）四、對圖7所示平面體系進行幾何組成分析：（要求寫出分析過程，否則不給，本題10分） 該體系的幾何組成分析用二元體規(guī)則從基礎開始用兩根鏈桿鉸鏈連接得到1點從1擴大的基礎和左下基礎用兩根鏈桿鉸鏈連接得到2點在擴大的基礎上按二元體規(guī)則連接到3擴大的基礎如圖在按二元體規(guī)則到4最后到5。故該體系為無多余約束幾何不變體系 圖7 。圖5四、對圖5所示平面體系進行幾何組成分析：（要求寫出分析過程，否則不給，本題10分） 答：分析：如圖桿14和大地形成整體，稱為剛