土木工程力学形成性考核册有题有答案

1、作业一参考答案一、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三较两两相联，三校不在一直线上C三钱三链杆相联，杆不通过较D 一校一链杆相联，杆不过较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W=-3,则体系的（D ）A自由度为3B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35 .不能作为建筑结构使用

2、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 ）A 0B 2 C 4D 67 .下图所示结构的弯矩图形状应为（A ）8 .图示多跨静定梁的基本部分是（B ）A AB部分 B BC部分C CD部分 D DE部分1)9 .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 .三较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抛物线二、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。 x ）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

3、系。（v ）3 .两根链杆的约束作用相当于一个单较。（x ）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。（x ）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。（v ）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。（V ）IE口尸pI. ©7 .三钱拱的矢高f越大，水平推力也越大。（x ）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。（v ）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。（x ）10 .试判断下列弯矩图是否正确。（X）三、试对图示

4、平面体系进行几何组成分析。（每小题5分，共20分）1 .2 .1/11 .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）110kN/B 迄B，3mM 图（kN2.FpL解: 作弯矩图如下:3.40kN 40kNI |20kN/检L ! 中出生11_*M 图(kN m)1/1I片4a-耳>2a 耳3a = 0五、计算图示桁架中指定杆件的内力。Fb=手

5、1)由 ZR 二。R+*FpFp=。Fa =手)4用I - I截而将桁架截开，保留右边部分，受力如图:Fni sin 45° + 耳，耳=0 4Fm=-Fp （压）由 ZMc=O 5一耳a - I3<a 一 F|<cos 450a = 04F-K （拉）取结点c为研究对象，作受力图如下:显然：Fn, = -Fp （压）作业二参考答案一、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Xj=l作用下产生的（C ）A X, B X, C X,方向的位移 D

6、X/方向的位移3 .在力法方程的系数和自由项中（B ）A %恒大于零B 品恒大于零 C %恒大于零D恒大于零4 .下列哪一条不是图乘法求位移的适用条件？ （ D ）A直杆 B EI为常数 CMp,而至少有一个为直线形D Mp,而都必须是直线形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 ）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1 .静定结构由于支座移动引起的位移与刚度无关。（X ）2 .反力互等定理仅对超静定结构才有使用价值。（v ）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。（X ）4

7、 .同一结构的力法基本体系不是唯一的。（v ）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。（v ）C 2M3rr 1Z3My图三、求图示简支梁C点的修向位移，EI=常数。件M图cy解：Cl)作Mp图1rl211,2 2122211 211xx-ql xx- + xxqr xx-EI 23993331892+ lxlx±x2!x2 + 2xlxJ_，x21x2 3 72 J 9 3 3 3 72 1913ql41458EI四、计算图示刚架结点C的水平位移和转角，EI二常数。clll川“川出_U2W11 .计算C点水平位移 M： (1)作 Mp

8、图（3）计算C点水平位移A 121112 I 1 ql4 / 、Ar. x x ql x - x -=（-、）Cx EI 3 822 48EI2.计算C点转角CD Mp图同上（2）作M图（3）计算工点转角1 21 I ， I qF（p二x x-qrxlx- = “蠹I 3为尹 2 24M 1五、试求图示刚架点D的竖向位移，E常数,EI=常数1上-解：（1）作 Mp 图I»lv "2I1/1作曲图M图（3）计显D点照向位移1 r 111 ,用FJ2.1 1ci= |-x X +-x)4-lxxFpl 0y EI 222 2232129Fp 卜48EI(J)六、求图示桁架结点B

9、的竖向位移，已知桁架各杆的底/=2以10廉2计算B点竖向位移= -(-90)x(1)x6 + 2x(-100)x(-|)x5+2x50x|x5 + 2x60x|x61612.51612.5 - m-37 小=7*7.68x10 "m = 7.68mm(J)EA 21x104七、确定下列结构的超静制次数。L 5次 2. 1次 3. 4次U 4. 7次八、用力法计算图示结构，并作弯斑图。各杆EI相同且为常数。40 k、4m解:（1）梁为一次超静定结构,%为多余未知力，取基木结构如下图所示:基本结构40kNM1图（2）写出力法方程如卜：，Il X|+ A I, 0<3）计算系数前及自

10、由项Aip 作而M,图Mp 图（kN，n）x-x4x4x-x4=EI 23ET160AIP = x-x40x4x-x4 =EI 22 EIU)求解多余未知力：X尸管“选775kN3EI(5)作 MIS：九、用力法计算下列刚架。解：基本结构如下图所示,X、X2为多余未知力。写写法方程如下;基本结构6X2+A,p= 0° 21 X十“22 X?+ 21)一 °（3）计算系数及口由项:4EI十)x4x4x4 = 一 KI 240EIA.p-±x1x4x24x1x4 = -EI 2EI= _Lxk4x24x4 = ?EI 2EI(4)求解多余未知力:I2X3EI解彳导:4

11、0EI2083EIX? +EIXI=-2.4kN(5)作M图;X,=-4.lkN|,、JIJ力法计弊图示结构，并作"知.图。链和二EA=8(2)写出力法方程如下：« n X：+AIP- 0<3)计艺系数而及自山项Ap作标图和Mp图如下:92Q268X x2x2x x2x2d|6x2x5 + x6x6x(2 + x6)| =ET234EI233EI277pAIP =x x6x6Px(2 + x6)=“ 4EI 23 EI(4)求解多余未知力:27P*一言_ 81PB” 26B2683EI<5）作M图:D卜一、利用对称性计算图示刚架，并绘制弯矩图解： （1）对称给构

12、受对称荷载作川，可简化为如尸结构:取拓本结构,B基本结构写用力法方程如下:6 n X|+ A IP= 02、，上的五狗dr Titi人一计算系数五及自由项A*作Mi图和Mp图如下：1 P1 v©(5n = X-X1X1X-XI+-n EI 233Aip = _LxlxlxlqPxl =1P 3ET 32D L“in一一 / L/图AMp图I21Jxlxlxl =EI3EI, qi418E1讨(4)求解多余未知力：X1 =-(5)作M图：8m 2112H3EI5 p 12,：y /TV吸”工才1；由，cj而图作业三参考答案一、选择题（每小题2分，共10分）1 .位移法典型方程实质上是（

13、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为代表=1在基本结构上产生的（C ）A与 B / C第i个附加约束中的约束反力 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（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假定月与3同时成立 4.在力矩分配法中传递系数。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 ） A 1 B 0 C 1/2 D -1 二、判

14、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。（v ）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，所得到的在点位移不是结构的真正位移，求出的内力是正确的。（V ）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。（v ）5 .力矩分配法适用于连续梁和有侧移刚架。（x ）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。（1。分）（2）写出位移法方程如下；基本结k” A + F（p= °（3）计算系数k”及自由

15、项Fip广 小)Kp= y kNn】(4)求解位移法基本木知,量将系数及H由项代入位移法方程.得:40A % T 20 ku 14i21i(5)作MIS用位移法计算图示刚架，并绘制弯矩图。(10分)30kN/m2EI R2Hl2PI：2划r ”-I-解;(D选取基本结构如卜图所小,An %为基本未知量。(2)写出位移法方程加F；基本结构kii i+ k? &2+ Bp= ° kjj ,+ kz2 A ?+ H 2p= 0 (3)计算系数及自由项EI令i = 1，则 iA/鲁=2i, * = %=，i作访图、M?图和Mp图如下:404030A；MpS (kNem)rrrrF1P

16、=40 kN-n】F2P=-30 kNm(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,得二r 20i |十 4i 叶40= 0'4iA|+12iA2f。解得： 47528i281(5)作M图五、用位移法计算图示刚架，并绘出弯矩图。(10分)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，4为基本未知如。基木结构(2)写出位移法方程如下:曷14廿F|P- 0<3)计算系数K“及自由项FmEI令1= 则 iAD=iDE=iL作而图和Mp国如卜：k . = 4i+4i =8i（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:qt2kM 8i

17、 96i六、用位移法计第图示刚架（利用对称性），并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常 数。（10分）l8kN/m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，A为基本未知如。写出位移法方程如下:踮k“A i+ I;）p- 0（3）计算系数跖及自由项Rpi/i(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:F 4二-检545.4lOi(5)作M图64.8由对称性.得原外构的M图如下:七、用力矩分配法计算图示结构，并绘把弯矩图。各杆EI相同且为常数。(10 分)24kII解：计算分配系数,= 0.429M 二 SraA Shr+Sw、8,EI3x 6二臼.EI3

18、x+4x66卜 1幽=1-四峰= 1-0429 = 0.571/ EIS.4x：= S 4-S " EI ' EI = 0,571Ss+Se 4x+3x 66HCD = 1 - pCB = 1-0.571 = 0.429分配与传递计算办w五加（1 A，n f（i W7“43闲以苗钻cin-1X11X1-7.7fl二 i ”q）di ii1U T7-4s 14 <M 7只，”17. H_p父41 V-z 仙 Y二ZMin41 1-n dj n iA （1 nT n -nn-n nJL义2 a一父？父“Hl 安一inn 父n羯1| / 玄EI八、用力矩分配法计算图示结构，并

19、绘出弯矩图，各杆EI相同”为常数。10分）发mT解；梁的出普DE为 曲定部分，可求知Mg= 36kNm, 二24kN。将结点D简 UHQ1JH化为较支端，则Mde与卜3汗应作为外力作兀于约点D右侧，因此可按下图计算:32k24k、36k|v- 口3-计算分配系数4 EIq4X.1_ 、ba 6_（）c-A-q *q - EI E一"Sda+Sbc 4x+ 4x l-pBA = I0.5 0.54x里EI EI = 0,571 4x+3x11co = 1 -pCB = I -0.571 = 0.429分配与传递计算介阳系和0.50.50.5710.429因直力钳-24固州奔知(10。0

20、-1«366v 12JL2-»6-0.86-0M7f 门3 43&抬ULL -06(1.25- JL42TL13 » TL07。口 7n nz(MI2 JUML-Tl ill最后科矩«。7141 1d-12 411/1九、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。I。分）2m解：此刚架可按下图il算:2QkN计方分配系数4m人-1-卜联=> °571=0.429BLr t?C分配与传递计算单位（kNm）（4）作M图屋用力炜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）i/i解:计算分配系数3X

21、旦4,EI . EI , 3x+ 4x十4x =0.273 h IT= 0.3643xt+4xt+4xt4x旦4 EI , EI4x+ 4 X0.5Me = 一 = 1 0.5 = 0.5分配与传递计算BABDBCCBCE0.27303640.3640.50.5a20B-1010C-2.73T.64-3N-1.82-2.05V-4.U9-4.090.560.750.750380.1(1 T).19-0.19().030.040.04uw-0.01-0.0117.86-2.85-15.U4.29T291DBEC-L82-2.050.38F.100.02T.42-2.15单位(kN»m)

22、T7I)77-E作业四参考答案选择题（每小题2分，共10分）1 .静定结构的影响线的形状特征是（A ）A直线段组成 B曲线段组成C直线曲线混合 D变形体虚位移图2 .图示结构某截面的影响线已做出如下图所示，其中竖标是表示（C ）AP=1在E时，C截面的弯矩值CP=1在C时，E截面的弯矩值P=LC A J 产 心 DB P=1在C时，A截面的弯矩值 DPT在C时，D截面的弯矩值3 .绘制任一量值的影响线时，假定荷载是（A ）A一个方向不变的单位移动荷载B移动荷载 C动力荷载D可动荷载4 .如下图所示，若要增大其自振频率w值，可以采取的措施是（B ）PsingcA增大LB增大EI C增大mD增大P 一L5 .无阻尼单自由度体系在简谐荷载作用下，共振时与动荷载相平衡的是（B）A弹性恢复力B惯性力 C惯性力与弹性力的合力D没有力二、判断题（每小题2分，共10分）V1 .静定结构和超静定结构的内力影响线均为折线组成。（X ）2 .图示结构C截而弯矩影响线在C处的竖标为ob/l 0（ x ）,c «4 I I !