电大土木工程力学形成性考核答案

土木工程力学 本 形成性考核册土木工程力学 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 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 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 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 W 3 则体系的 A 自由度为 3 B 自由度等于 0 C 多余约束数等于 3 D 多余约束数大于等于 3 5 不能作为建筑结构使用的是 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 A 0 B 2 C 4 D 6 FP 7 下图所示结构的弯矩图形状应为 FP A B C D 图1 FP 8 图示多跨静定梁的基本部分是 A AB 部分 B BC 部分 C CD 部分 D DE 部分 9 荷载作用下产生桁架位 ABCDE 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 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 FP FP 7 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2 7图 题2 8图 题2 9图 题2 10图 1 解 2 解 3 解 4 解 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 10kN m 20k N 3 m 1 m 3 m A B C D L 2 L A B C D L 2 FP FPL 作弯矩图如下 3 解 作弯矩图如下 五 计算图示桁架中指定杆件的内力 计算图示桁架中指定杆件的内力 20kN m 40kN 2m4m A B C D 40kN 2m2m2m E F 1 1 2 2 3 3 a a AB C D a aa a a a F P FP a a 解 求支座反力 土木工程力学 本 形成性考核册土木工程力学 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 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 ij 1 j X A B i X j X C 方向的位移 D 方向的位移 i X j X 3 在力法方程的系数和自由项中 A 恒大于零 B 恒大于零 ij ii C 恒大于零 D 恒大于零 ji iP 4 下列哪一条不是图乘法求位移的适用条件 A 直杆 B EI 为常数 C 至少有一个为直线形 P MM D 都必须是直线形 P MM 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 A A 点的水平位移相同 B C 点的水平位移相同 C C 点的水平位移相同 D BC 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M 3 计算 C 点竖向位移 q C 2l 3l 3 四 计算图示刚架结点计算图示刚架结点 C 的水平位移和转角 的水平位移和转角 EI 常数 常数 1 计算 C 点水平位移 解 1 作 MP图 2 作图M l l 2 q A B C 3 计算 C 点水平位移 2 计算 C 点转角 1 MP图同上 2 作图M 3 计算 C 点转角 五 试求图示刚架点五 试求图示刚架点 D 的竖向位移 的竖向位移 EI 常数 常数 FP A B C D l l 2l 2 EI 常数常数 解 1 作 MP图 2 作图M 3 计算 D 点竖向位移 六 求图示桁架结点六 求图示桁架结点 B 的竖向位移 已知桁架各杆的的竖向位移 已知桁架各杆的 EA 21 104 kN 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 3 计算 B 点竖向位移 A B C DE 40kN40kN 80kN 3m3m3m3m 4m 七 确定下列结构的超静定次数 4 分 1 5 次 1 次 4 次 7 次 八 用力法计算图示结构 并作弯矩图 各杆八 用力法计算图示结构 并作弯矩图 各杆 EI 相同且为常数 相同且为常数 40k N 2m4m A B C 2m 九 用力法计算下列刚架 并作弯矩图 九 用力法计算下列刚架 并作弯矩图 EI 为常数 为常数 解 6k N A B CD 4 m 4 EI 4 EI EI 4 m 十 用力法计算图示结构 并作弯矩图 链杆十 用力法计算图示结构 并作弯矩图 链杆 EA 解 1 取基本结构 P AB CD 6 m 4 I 4 I 2 m II 十一 利用对称性计算图示刚架 并绘制弯矩图 十一 利用对称性计算图示刚架 并绘制弯矩图 3E I ll l q 3E I 2E I EIEI 5 作 M 图 作原结构 M 图如下 土木工程力学 本 形成性考核册土木工程力学 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 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 ij k1 j A B C 第 i 个附加约束中的约束反力 i j D 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 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 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 1 B 0 C 1 2 D 1 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 b 3 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 相同且为常数 10 分 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 3 计算系数 k11及自由项 F1P 作图和 MP图如下 1M 10kN m 4 m 6 m ABC 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 四 用位移法计算图示刚架 并绘制弯矩图 用位移法计算图示刚架 并绘制弯矩图 10 分 分 30kN m E 4 m ABC D 2EI 4 m 4 m 2EI2EI EIEI F 2 m 15k N 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 3 计算系数及自由项 作图 图和 MP图如下 1M2M 五 用位移法计算图示刚架 并绘出弯矩图 五 用位移法计算图示刚架 并绘出弯矩图 10 分 分 解 E ABC D 2E I L E I E I E I F L L E I qq 六六 用位移法计算图示刚架用位移法计算图示刚架 利用对称性利用对称性 并绘出弯矩图 各杆 并绘出弯矩图 各杆 EI 相同且为常相同且为常 数 数 10 分 分 18kN m 6 m A BC D 6 m 6 m 6 m 18kN m EF 七 用力矩分配法计算图示结构 并绘出弯矩图 各杆七 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 相同且为常数 10 分 分 48kN m A BCD 6 m 6 m 3 m 24k N 3 m 八 用力矩分配法计算图示结构 并绘出弯矩图 各杆八 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 相同且为常数 10 分 分 8kN m AB CD 6 m 6 m 3 m 32k N 3 m 3 m E 24kN m 九 用力矩分配法计算图示结构 并绘出弯矩图 各杆九 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 相同且为常数 10 分 分 10kN m 10k N 32k N E A B C D 2m2m2m2m 4m 十 用力矩分配法计算图示结构 并绘出弯矩图 各杆十 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 相同且为常数 10 分 分 10kN m 20k N E A BC D 4m2m2m 4m 作业四参考答案作业四参考答案 一 选择题一 选择题 1 A 2 C 3 A 4 B 5 C 二 判断题二 判断题 1 2 3 4 5 三 画图示伸臂梁三 画图示伸臂梁 MK FRA的影响线 的影响线 10 分 分 解 用机动法作影响线如下 AB C K 1 MK影响线影响线 1 A BC 1 2 FRA影响线影响线 1 2m2m A BC 2m K 四 绘制伸臂梁四 绘制伸臂梁 C 截面 截面 D 截面的弯矩影响线和剪力影响线 截面的弯矩影响线和剪力影响线 10 分 分 解 用机动法作影响线如下 1m3m DC 1 5m 0 5m C 0 5 MC影响线影响线 0 75 C 0 5 FQC影响线影响线 0 75 0 25 五 作图示梁五 作图示梁 FyA MC的影响线 并利用影响线计算图示荷载作用下的的影响线 并利用影响线计算图示荷载作用下的 FyA MC值 值 20 分 分 解 作 FyA MC影响线如下 D 1 5 MD影响线影响线 D 1 FQD影响线影响线 2m2m A C 2m 1m B 12kN12kN 8kN m A FyA影响线影响线 1 0 25 C 计算 FyA MC的值 yA 1 F 12 0 5 12 0 25 83 0 250 2 C 1 M 12 1 83 124kN m 2 A 六 试求图示体系的自振频率 六 试求图示体系的自振频率 EI 常数 杆长均为常数 杆长均为 L 10 分 分 A MC影响线影响线 1 C L m L 解 1 计算柔度系数 11 用力法作图示 M 图 如图所示 由 M 图应用图乘法 可求得柔度系数 11 m P 1 M 图图 1 L L 0 5L 3 11 121LL2L1227L L LL L LL 2EI32EI32322EI3312EI 2 体系自振频率 为 33 11 1112EI 7Lm 7mL m 12EI A 七 求图示体系的自振频率 忽略杆件自身的质量 七 求图示体系的自振频率 忽略杆件自身的质量 15 分 分 解 由下图列出体系动力学平衡方程 对 A 点取矩 列出体系动力学平衡方程 y3y3 m ky m 0 2222 ll l A AA A AAAAA l 2 m l m l 2 k EI A l 2 m l m l 2 k EI y y 2 3y 2 A 其中 和为惯性力 为弹性力 y