土木2014级结构力学(下)试题.pdf

1 中南大学考试试卷 2016-2017 学年上 学期时间 100 分钟2016 年 11 月 2 日 结构力学（下）结构力学（下）课程 24 学时学分 考试形式： 闭 卷 专业年级：土木工程 2014 级总分 100 分，占总评成绩% 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上，第四大题不用再作答 一、选择、填空题一、选择、填空题(共共 20 分，每题分，每题 4 分分) 1. 矩阵位移法中，结构缩减后的总刚度矩阵 K，就其性质而言，是： () A非对称、奇异矩阵；B对称、奇异矩阵； C对称、非奇异矩阵；D非对称、非奇异矩阵。 2. 结构的非结点荷载简化成等效结点荷载基于()原理。 A. 结点位移相等 ；B. 内力相等 ； C. 虚功；D. 静力等效 。 3. 设、 ， 分别为同一单自由体系的无阻尼自振频率和有阻尼自振 频率，与 ， 的关系为（）。 A.= ， ；B. ， ； C. ， ；D. 不确定 。 4.图 示 结 构 ， 不 计 杆 件 质 量 和 轴 向 变 形 ， 动 力 自 由 度 为。 2 5. 图示结构不计各杆自重， 只考虑弯曲变形， 其质量矩阵M= 0 a b 0 , 其中 a=, b=。 二、计算题（共二、计算题（共 50 分）分） 1.图示平面结构用矩阵位移法计算， 求 a) 用子块表示结构的原始刚度矩阵 55 K， 15 K； b) 求结点 2 和结点 5 的综合结点荷载列阵。（14 分） 2. 求图示体系的自振频率和主振型。忽略杆件分布重量。EI =常数。 （14 分）提示：两自由度结构自由振动振幅方程为： 2 11111222 2 21112222 1 ()0 1 ()0 mAm A m AmA 3 3.图示体系E PWI 210205204800 4 kN / cm s kN, kN, cm 214 , 。 求质点处最大位移和最大弯矩。（14 分） W EI 4mm 2 sin Pt 4. 简述如何将动力学多自由度结构化简成单自由度结构求解？(8 分) 三、根据电算结果作弯矩图（共三、根据电算结果作弯矩图（共 10 分）分） 某刚梁，结构离散情况如下图所示，已利用 PF 程序求出计算结 果，根据计算结果作出其弯矩图。（单位：kN 和 m ） （各单元始端各单元始端i末端末端 j ；E，I 取为常数 1，A 取为1 3 e ） The Terminal Forces member N F(start) S F(start)M(start) N F(end) S F(end)M(end) 17.18467.24874.725-7.18432.752-5.734 2-7.18432.06347.2297.1847.9371.022 364.81514.36838.506-64.815-14.36818.966 4 四、上机题（四、上机题（20 分，此题不用再作）分，此题不用再作） 1作图示刚架的 N F、 S F、M图，已知各杆截面均为矩形，柱截面宽 0.4m,高 0.5m, 梁截面宽 0.3m,高 0.5m，各杆 E=3.25104MPa。10 分 2、计算图示桁架各杆的轴力。已知 A=500mm2,E=2.1105M