结构力学第一次作业改

1、结构力学课程一一作业一1、结构力学中，按基本构件的几何特征可以将结构大致分为哪三类? 答：分为杆系结构、板壳结构和实体结构。2、简述支座和结点类型，并画出相应的计算简图答：支座分活动铰支座、固定铰支座、固定支座和定向支座。(2)、固定铰支座(3)、固定支座(4)、滑动支座(c)222；、结点(1)铰结点（2）刚结点3、荷载的分类？答:根据荷载作用时间的长短，分为恒载和活载。根据荷载作用的性质，分为静力荷载和动力荷载。4、名词解释：1）几何不变体系；体系受到任意荷载作用后，若不考虑材料的应变，其几何形 状和位置保持不变的体系称为几何不变体系2）几何可变体系：体系受到任意荷载作用后，由于刚体运动，

2、其几何形状和位 置发生改变的体系称为几何不变体系3）刚片：若忽略材料的应变，体系的任何杆件都可看做是不变形的平面刚体， 称为钢片4）自由度、计算自由度：自由度是指确定体系位置所需要的独立坐标的数目计算自由度是对体系进行几何构成分析的辅助工具5）约束、必要约束、多余约束：减少体系自由度的装置称为约束在体系中增加或去掉某个约束，体系的自由度数目随之变化，该约束称为必要约 束在体系中增加或去掉某个约束，体系的自由度数目没有变化，该约束称为多余约 束6）几何瞬变体系：是指只能瞬时虚铰产生微小运动的体系7）静定结构：静定结构是无多余联系的几何不变体系8）超静定结构：超静定结构是有多余约束的几何不变体系9

3、）结点法：最适用于计算简单桁架，取借点为隔离体，建立平衡方程求解，原 则上应使每一结点只有两根未知内力的杆件10）截面法：探讨天体运动方程的周期解及其邻近轨道性质的一种方法11）零杆；桁架中内力为零的杆件称为零杆5、画图说明何为单铰、复铰和虚铰。答C点为虚铰6 试述几何不变体系的三个基本组成规则，为什么说它们是同一规则。答：二元体规则、二钢片规则和三刚片规则其实他们属于同一规则，即三刚片规则。因为二元体规则和两刚片规则均是由三 刚片原则演变而来的，只是在某些场合使用后两者更为方便些。7、画图解释结构力学中，内力符号是如何规定的？答：8、拱有哪几种形式？其中哪种形式为静定的？答：常用的有无铰拱、

4、两铰拱和三铰拱。三铰拱为静定结构。9、简述拱与梁的区别：拱与梁的区别不仅在于杆件轴线的曲直，更重要的是在竖向荷载作用下是否产生水平推力。简述桁架结构与梁和刚架结构的区别： 梁和刚架是以承受弯矩为主的，横载面上 主要产生非均匀分布的弯曲正应力， 其边缘处应力最大，而中部的材料并未充分 利用，桁架则主要承受轴力。10、简述静定结构的静力特征。答：静力解答的唯一性、除荷载以外的其它任何原因（如温度改变、支座移动、制造误差和材料收缩等）均不会引起静定结构的反力和内力、局部平衡特性、荷 载等效变换特性。匚nC11、试对下面所示平面体系进行机动分析，要求画图说明分析过程，指明哪个部 分为刚片，及采用何原则

5、进行的几何分析，具体过程如同书中例题。（a）（b） k处非结点图1 题11ABa）将AC、AB和大地分别看为一个刚片，DF和DE分别看为大地与AC和AB 相连的一个链杆。则刚片AC和刚片AB通过铰A相连，刚片AC与大地通过虚 铰H相连，刚片AB与大地通过虚铰G相连，A、H、G不在一条线，因此根据 三刚片规则可知此平面体系为几何不变体系。（b）将AD、BE和CF分别作为刚片，则 EF和BC连接刚片BE与CF，EF和 BC两链杆平行，即两刚片BE与CF靠无穷远处的虚铰铰接，同理，BE与AD、 AD与CF均靠无穷远处的虚铰铰接。即三刚片用三对平行链杆两两铰连，三个 虚铰均在无穷远处。12、请画出图示

6、单跨梁、多跨梁的剪力图（Fs）和弯矩图（M），如图2中（a） 和（b）所示。答：40kN20kN/m2m*40只只！A4m4m 2mI II IFs图，单位KNM图，单位KN?m（a）支座A和支座B的支座反力分别为 65KN和95KNFs图，单位KNM图，单位KN?m（b），支座A、支座B、支座C和支座D的支座反力分别为 M/a、-3M/a、4M/a 和-2M/a , D 支座弯矩 2M。13、请画出图示刚架的轴力图（Fn ）、剪力图（Fs）和弯矩图（M）,如图2中（c） 所示。(a)(b)10kN/m(c)2m40kN一 一 40kN2m4m图2 题12、题13FOB(KN)MS(KN.m)

7、40FN困808080Mg(KN.m)Mm)14、图3中所示三铰拱的轴线方程为4fT2x(l-x),试求截面K (x=7)的内力,要求必须写出详细的解题步骤40KN八f=4mV=16m图3题14分析：结构为一主附结构：三铰拱 ACB为基本部分，CD和CE分别为附属部分。内力分析时先求出附属部分在铰C处的反力，再对三铰拱进行分析。对附局部分CD、CE的计算相当于对两个简支梁的计算，在铰C处只产生竖向反力。这样基本部分三铰拱的计算 就转化为在铰C作用竖向集中力。解：(1 )附属部分 CD和CE。CD和CE相当于C端支于三铰拱的简支梁，故 C处竖向反力为, _12x6 l sj l 7)(T)(2

8、)基本部分ACB的反力三铰拱ACB部分的受力如图3.3b所示，由：. V. . 1.-(二-工二九初二V门(0取BC为隔离体：二戶W訂胡(kN)(三铰供整体：二二：-(kN) (t)(3)截面K的内力tan = -y(/ -2i) yx =yx3x(12-3) = 3ffi) dx I12tan% =取AK为隔离体(图3.2c)(上侧受拉)广 03x3x1.5+48x3-36x3 二 49 J(汕网SY= Ol| ( J)根据水平、竖向和斜向的比例关系得到:N豔=57x + 36x2 =孝住旳V13 晅岳（压力）15、请标出图4所示桁架中的零杆分析：判断桁架零杆的常用方法是找出桁架中的L型结点和T型结点。如果这两种结点上无荷载作用那么L型纪点的两杆及 T型结点的非共线杆均为零杆。解：考察结点C、D、E、I、K、L,这些结点均为T型结点，且没有荷载作用，故杆件 CG、DJ、EH、IJ、KH、LF均为零杆。考察结点G和H，这两个结点上的两竖向链杆均已判断为零杆，故这两个结点的受力也已 成为T型结点的情形由于没有荷载作用，故杆件AG、BH也为零杆。整个结构共有8根零杆.16、请计算图示桁架中指定杆件 AD和BD的内力F1F CAjT/Z/ZLDL* L儿图5题16EG分析：因不考虑各杆件的轴向变形，结点D只有角位移，没有线位移。解：基本未知量：结点