2017年电大土木工程力学形成性考核册及答案.doc

土木工程力学（本）形成性考核册作业一1、选择题（每小题2分，共20分）1三刚片组成几何不变体系的规则是（B）A三链杆相联，不平行也不相交于一点B三铰两两相联，三铰不在一直线上C三铰三链杆相联，杆不通过铰D一铰一链杆相联，杆不过铰2在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（C）A可变体系B瞬变体系C无多余约束的几何不变体系D有多余约束的几何不变体系3瞬变体系在一般荷载作用下，（C）A产生很小的内力B不产生内力C产生很大的内力D不存在静力解答4已知某体系的计算自由度W3，则体系的（D）A自由度为3B自由度等于0C多余约束数等于3D多余约束数大于等于35不能作为建筑结构使用的是（D）A无多余约束的几何不变体系B有多余约束的几何不变体系C几何不变体系D几何可变体系6图示桁架有几根零杆（D）A0B2C4D6FP7下图所示结构的弯矩图形状应为（A）FPBCD图18图示多跨静定梁的基本部分是（B）AAB部分BBC部分CCD部分DDE部分E9荷载作用下产生桁架位移的主要原因是（A）A轴向变形B弯曲变形C剪切变形D扭转变形10三铰拱在集中力作用下其合理拱轴线形状是（D）A折线B圆弧C双曲线D抛物线2、判断题（每小题2分，共20分）1多余约束是体系中不需要的约束。（）2如果体系的计算自由度大于零，那么体系一定是几何可变体系。（）3两根链杆的约束作用相当于一个单铰。（）4一个体系是有N个自由度的几何可变体系，那么加入N个约束后就成为无多余约束的几何不变体系。（）5两刚片用三链杆相联，且三链杆平行不等长，则构成瞬变体系。（）6图示两个单跨梁，同跨度同荷载。但横截面形状不同，故其内力也不相同。（）FP7三铰拱的矢高F越大，水平推力也越大。（）8求桁架内力时截面法所截取的隔离体包含两个或两个以上的结点。（）9某荷载作用下桁架可能存在零杆，它不受内力，因此在实际结构中可以将其去掉。（）10试判断下列弯矩图是否正确。（）三、试对图示平面体系进行几何组成分析。（每小题5分，共20分）题27图题28图题29图题210图1解由二元体分析法原结构是一个无多余约束的几何不变体系。2解由二元体分析法原结构是一个无多余约束的几何不变体系。3解显然，体系是具有两个多余约束的几何不变体系。4解由三刚片规则，可知体系是无多余约束的几何不变体系。四、绘制下图所示各结构的弯矩图。（每小题10分，共30分）1作弯矩图如下2解作弯矩图如下3解作弯矩图如下10KN/M20KN3M1M3MABCDABCD560601125M图（KNM）L/2LABCDL/2FPFPLABCDFPLP34M图20KN/M40KN2M4MABCD40KN2M2M2MEFABCEFD4040120M图（KNM）五、计算图示桁架中指定杆件的内力。解求支座反力由AM0BPF4A2F3A05由Y0APPFF43用截面将桁架截开，保留右边部分，受力如图由YF0N1P5SIN4F0（压）12F由CM0PN315AFCOS45A04AA（拉）3F2取结点C为研究对象，作受力图如下显然（压）N2P123AABCDAAAFPFPACDFN1FN4FN3FPP5F4CFN2FN4FPFN4土木工程力学（本）形成性考核册作业二1、选择题（每小题2分，共10分）1用力法计算超静定结构时，其基本未知量为（D）A杆端弯矩B结点角位移C结点线位移D多余未知力2力法方程中的系数代表基本体系在作用下产生的（C）IJ1JXABIXJC方向的位移D方向的位移IJ3在力法方程的系数和自由项中（B）A恒大于零B恒大于零IJIC恒大于零D恒大于零JIIP4下列哪一条不是图乘法求位移的适用条件（D）A直杆BEI为常数C、至少有一个为直线形PMD、都必须是直线形5下图所示同一结构在两种不同荷载作用下，它们之间的关系是（D）AA点的水平位移相同BC点的水平位移相同CC点的水平位移相同DBC杆变形相同二、判断题（每小题2分，共10分）1静定结构由于支座移动引起的位移与刚度无关。（）2反力互等定理仅对超静定结构才有使用价值。（）3用力法求解超静定刚架在荷载和支座移动作用下的内力，只需知道各杆刚度的相对值。（）4同一结构的力法基本体系不是唯一的。（）5用力法计算超静定结构，选取的基本结构不同，则典型方程中的系数和自由项数值也不同。（）三、求图示简支粱C点的竖向位移，EI常数。（9分）解（1）作MP图（2）作图（3）计算C点竖向位移22Y1LLL1LQQEI938922LLLL37741QL58EI四、计算图示刚架结点C的水平位移和转角，EI常数。QC2L/3L/3ABC21QL921QL87MP图ABCL1图LL/2QABC1计算C点水平位移解（1）作MP图（2）作图M（3）计算C点水平位移42X1LL1QLQEI388EI2计算C点转角（1）MP图同上（2）作图（3）计算C点转角（）321L1QLQEI384EI五、试求图示刚架点D的竖向位移，EI常数。ABC21QL8MP图ABCL21L图M1ABC图M11FPABCDLL/2L/2EI常数解（1）作MP图（2）作图M（3）计算D点竖向位移PYPFL1L2LFEI233P9L48六、求图示桁架结点B的竖向位移，已知桁架各杆的EA21104KN。解（1）计算实际荷载作用下桁架各杆的轴力（2）计算虚设单位荷载作用下桁架各杆的轴力FPABCDFPLFPL/2FPLMP图1ABCDL/2L/2M图ABCDE40KN40KN80KN3M3M3M3M4MABCDE40KN40KN80KN90KN100KN50KN60KN60KN50KN100KNABCDE158583683（3）计算B点竖向位移NPYFLEA165390210260888471M7七、确定下列结构的超静定次数。（4分）15次1次4次7次八、用力法计算图示结构，并作弯矩图。各杆EI相同且为常数。解（1）梁为一次超静定结构，X1为多余未知力，取基本结构如下图所示（2）写出力法方程如下11X11P0（3）计算系数11及自由项1P40KN2M4MABC2MABCX1基本结构作图和MP图如下1122184EI3EIP600（4）求解多余未知力1P6EIX375KN28（5）作M图九、用力法计算下列刚架，并作弯矩图。EI为常数。解（1）基本结构如下图所示，X1、X2为多余未知力。ABC1M图440KNABCMP图（KNM）4040ABC15325M图（KNM）6KNABCD4M4EI4EIEI4MABCDX1X2基本结构（2）写出力法方程如下11X112X21P021X122X22P0（3）计算系数及自由项112112844EI3EI3I2014I2IP164E3E29II（4）求解多余未知力128406X3II解得X124KNX241KN9EE（5）作M图1ABCD44441M图1ABCD4442M图6KNABCD24MP图（KNM）6KNABCD68687696M图（KNM）96十、用力法计算图示结构，并作弯矩图。链杆EA。解（1）取基本结构（2）写出力法方程如下11X11P0（3）计算系数11及自由项1P作图和MP图如下112126865EI34EI3EIP7PP4I（4）求解多余未知力PABCD6M4I4I2MIIABCDX1X1基本结构ABCD111M图2288PABCD6PMP图1P2781PEIX63（5）作M图十一、利用对称性计算图示刚架，并绘制弯矩图。解（1）对称结构受对称荷载作用，可简化为如下结构取基本结构（2）写出力法方程如下11X11P0（3）计算系数11及自由项1PABCD240P6781P34162P7M图3EILLLQ3EI2EIEIEIABCX1基本结构3EILLQEIABCABC21QLMP图作图和MP图如下131212LLLLEI3EII421PQLLI8I（4）求解多余未知力41P3L1EXQL2I（5）作M图作原结构M图如下M图ABC1LLLABC25L121QL2L1QL8图MABC25QL121QL2L1Q8图M2L8DEF21QL土木工程力学（本）形成性考核册作业三一、选择题（每小题2分，共10分）1位移法典型方程实质上是（A）A平衡方程B位移条件C物理关系D位移互等定理2位移法典型方程中的系数代表在基本结构上产生的（C）IJK1JABC第I个附加约束中的约束反力IJD第J个附加约束中的约束反力3用位移法计算刚架，常引入轴向刚度条件，即“受弯直杆在变形后两端距离保持不变”。此结论是由下述假定导出的（D）A忽略受弯直杆的轴向变形和剪切变形B弯曲变形是微小的C变形后杆件截面仍与变形曲线相垂直D假定A与B同时成立4在力矩分配法中传递系数C与什么有关（D）A荷载B线刚度C近端支承D远端支承5汇交于一刚结点的各杆端弯矩分配系数之和等于（A）A1B0C1/2D1二、判断题（每小题2分，共10分）1位移法可用来计算超静定结构也可用来计算静定结构。（）2图A为一对称结构，用位移法求解时可取半边结构如图B所示。（图A图B3用位移法计算荷载作用下的超静定结构时，采用各杆的相对刚度进行计算，所得到的节点位移不是结构的真正位移，求出的内力是正确的。（）4在多结点结构的力矩分配法计算中，可以同时放松所有不相邻的结点以加速收敛速度。（）5力矩分配法适用于连续梁和有侧移刚架。（）三、用位移法计算图示连续梁，并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常数。（10分）解（1）选取基本结构如下图所示，1为基本未知量。（2）写出位移法方程如下K111F1P0（3）计算系数K11及自由项F1P令，则IAB3I，IBC2IEII作图和MP图如下1K1112I2I14IKNM1P40F3（4）求解位移法基本未知量将系数及自由项代入位移法方程，得1P40F23KI1I（5）作M图基本结构ABC12I1图ABC112I6I2IMP图（KNM）ABC403403ABC19201919M图（KNM）10KN/M4M6MABC四、用位移法计算图示刚架，并绘制弯矩图。（10分）解（1）选取基本结构如下图所示，1、2为基本未知量。（2）写出位移法方程如下K111K122F1P0K211K222F2P0（3）计算系数及自由项令，则IABIBC2I，IBEICFI，ICD4IEII4作图、图和MP图如下12K118I4I8I20IEABCDF12基本结构EABCDF1图1M2I8I4I4I8I4I30KN/ME4MABCD2EI4M4M2EI2EIEIEIF2M15KNK214IK21K124IK228I4I12IF1P40KNMF2P30KNM（4）求解位移法基本未知量将系数及自由项代入位移法方程，得20I14I24004I112I2300解得17528I958I（5）作M图五、用位移法计算图示刚架，并绘出弯矩图。（10分）EABCDF1图2M2I8I4I4IEABCDFMP图（KNM）403040EABCDFM图（KNM）5073018679601641075413668EABCD2EILEIEIEIFLLEIQQ解（1）对称结构受对称荷载作用，可简化为如下结构选取基本结构如图所示，1为基本未知量。（2）写出位移法方程如下K111F1P0（3）计算系数K11及自由项F1P令，则IADIDEIEIIL作图和MP图如下1K114I4I8IEAD1M图14I4I2I2IEADLEILEIQ基本结构EAD1EADF1P2QL12QL1MP图21PQLF（4）求解位移法基本未知量将系数及自由项代入位移法方程，得221PQFLK8I96I（5）作M图由对称性，得原结构的M图如下六、用位移法计算图示刚架利用对称性，并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常数。（10分）EAD25QL48M图2QL482QL482EAD25QL48M图2QL482QL482FBC2QL4825QL48218KN/M6MABCD6M6M6M18KN/MEF解（1）对称结构受对称荷载作用，可简化为如下结构选取基本结构如图所示，1为基本未知量。（2）写出位移法方程如下K111F1P0（3）计算系数K11及自由项F1P令，则IABIBEI，IBG2IEII6作图和MP图如下1K114I4I2I10I18KN/M6MAB3M6MEGABEG1GABE1图12I2I4I4I2IABGE54MP图（KNM）54F1P54KNM（4）求解位移法基本未知量将系数及自由项代入位移法方程，得1P54K0I（5）作M图由对称性，得原结构的M图如下七、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常数。（10分）解计算分配系数，BACEI3S60429BCA10429571CBDEIS603D10571429分配与传递计算ABGE648M图（KNM）81324216108108ABE648M图（KNM）81324216108108CDF216648813241080429分配系数固端弯矩最后弯矩144单位（KNM）82898286分配与传递0571001446178009010085100850600042905710278222411167839028451425771937128973655336815821010504503001301700500400348KN/MABCD6M6M3M24KN3M作M图。八、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常数。10分）解梁的悬臂DE为一静定部分，可求得MDE36KNM，FQDE24KN。将结点D简化为铰支端，则MDE与FQDE应作为外力作用于结点D右侧，因此可按下图计算计算分配系数BACEI4S605BCA105CBDEI4S605713D1057129分配与传递计算ABCD828610085216M图（KNM）ABCD6M6M3M32KN3M24KNM24KN36KNM05分配系数固端弯矩最后弯矩单位（KNM）507分配与传递05036012004124512450133604290571018685343172049037025086001002007固点反力矩2401266515172086013007003001101413848KN/MABCD6M6M3M32KN3M3ME24KNM（4）作M图九、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常数。10分）解此刚架可按下图计算计算分配系数M图（KNM）48507ABCDE1014138412453610KN32KNEBC2M2M4M20KN20KNM20KNM10KN/M10KN32KNEABCD2M2M2M2M4MBEBECCI4SI057143E1057129分配与传递计算（4）作M图十、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常数。10分）EBC分配系数固端弯矩最后弯矩单位（KNM）20004290571014257固点反力矩0343BE分配与传递2017216572034317216573217220EABCD20343M图（KNM）10KN/M20KNEABCD4M2M2M4M解计算分配系数BABACDEI3S40273BCABCDI634BDBCEIS034CBCEI45EB105分配与传递计算单位（KNM）100273051027320EABCD03640364BABCBD05CBCE364364182409409205056075075038019019010003004004002001001DB429429EC1786285150182038002142205010215作M图作业四参考答案一、选择题1A2C3A4B5C二、判断题12345三、画图示伸