《工程力学》作业参考答案

1、工程力学作业1参考答案说明：本次作业对应于文字教材第03章，应按相应教学进度完成。一、单项选择题（每小题2分，共30分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者，该题无分。1三刚片组成几何不变体系的规则是（B）A三链杆相连，不平行也不相交于一点B三铰两两相连，三铰不在一直线上C三铰三链杆相连，杆不通过铰D一铰一链杆相连，杆不通过铰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图示体系为（D）。A瞬变体系B常变体系C有多余约束的几何不变体系D无多余约束的几何不变体系4下

2、图所示平面杆件体系是何种杆件体系（A）A常变B瞬变8.6.7.CBAA乎（上拉）;C乎（下拉）;FT（上拉）FPa（下拉）2图示刚架杆端弯矩MBA等于（A）（左侧受拉）（右侧受拉）（左侧受拉）（右侧受拉）30kNm30kNm10kNm10kNm5kN20kNm5kN2m1下图所示伸出梁弯矩图的正确形状为（C）11图示刚架截面C右的弯矩等于（D）右Am（上侧受拉）Bm（下侧受拉）Cm（下侧受拉）D0211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11悬臂梁两种状态的弯矩图如图所示，图乘结果是（C）abl4EIabl4EIabl12EIabl12EI11对图（a）所示

3、结构，按虚拟力状态图（b）将求出（D）A截面B的转角B截面D的转角CBD两点间的相对移动DBD两截面间的相对转动11BC14.悬臂梁两种状态的弯矩图如图所示，图乘结果是（A）F132F132F12F14ABPCpDpABPCPDP3EI3EI3EI3EIIF：1PEIFp1l15.图示虚拟状态是为了求（B）AA点线位移BA截面转角CA点竖向位移DA点水平位移m=1作A二、判断题（每小题1分，共10分）你认为正确的在题干后括号内划“丁”，反之划“X”。两刚片用三链杆相连，且三链杆平行不等长，则构成瞬变体系。（V）两刚片之间以三根链杆相连均能组成无多余约束的几何不变体系。（X）图示体系，三刚片以共

4、线的三个铰（A、B、C）相连，故构成几何瞬变体系（X）5三铰拱水平推力的大小，不仅与拱高f有关，而且与拱轴线形状有关（X）判断下列M图形状对否。（）尽管拱高f跨度l相同，但荷载不同，三铰拱的合理拱轴线也不同。（V试判断下列弯矩图是否正确。（）&A静定桁架位移的计算可以把积分公式改成求和运算，而静定刚架则不能（io图示两根梁的内力相同，变形也相同。（X）三、填空题（每空2分，共20分）定向支座的反力分量是一个力和一个反力偶。连接两个刚片的单铰相当于两个约束。3平面内一点有两个自由度。不能作为结构使用的是几何常变体系和瞬变体系。图示多跨静定梁C截面弯矩=Fpa/2（上侧受拉）。6.在竖向荷载作用下

5、，拱愈扁平，水平推力愈大7图2所示刚架支反力FVA=qa/2。8判断图3所示桁架结构有4根零杆。解：（1）.求支座反力：FA=FB=m/a（2）.作刚架的弯矩图9求图3所示桁架a杆的内力FNa=5kN（拉力）。10.位移计算公式，pds+上NPds+QQPds是由变形体虚功原理推出来的。ipEIEAGA四、计算题（共40分）作下图刚架的弯矩图（8分）pLFpFbFBy=0作下图刚架的弯矩图（8分）-L12L/2-I解：(1).求支座反力：FA=Fp/2,FB=3Fp/2.(2)作刚架的弯矩图LBmlFaFbf2IF/23.绘图示刚架的弯矩图(8分)3FL/4解：(1)求支座反力：FA=FB=m

6、/l(2)作刚架的弯矩图.L/2L/2I解：（1）求支座反力：FAx=ql,FAy=0,FB=ql；（2）作刚架的弯矩图。5.试作图示刚架的剪力图与弯矩图（本题8分）。解：（1）求支座反力：FAx=20kN，FAy=FB=10kN。方向如图（2）作刚架的弯矩图：MEa=MEb：=MBE=MBC=40kNmBC（内侧受拉）（3）作刚架的剪力图：AE段：Q=20kNEB段：Q=0BC段：Q=-10kNCD段：Q=04010kNf2m4020kN40+o2mfAT/ablm图(kNm)20kNQ图Fay1VFb工程力学作业2参考答案说明：本次作业对应于文字教材第4章，应按相应教学进度完成。一、单项选

7、择题（每小题2分，共30分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者，该题无分。1力法计算的基本未知量为（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超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度（B）A无关B相对值有关C绝对值有关D相对值绝对值都有关图4所示结构的超静定次数为（D）A1B2C3D44.5.AX次开发BXij在力法方程的系数和自由项中（X方向的位移iDX方向的位移j力法方程中的系数代表基本体系在X=1作用下产生的（ijD,恒大于零6.C)C恒大于零jiA恒大于零B恒大于零ijii图5所示对称结构的等代结构为（A7超静定结构在支

8、座移动作用下产生的内力与刚度（A无关B相对值有关C绝对值有关D相对值绝对值都有关11力法的基本体系是（D）A一组单跨度超静定梁B瞬变体系C可变体系D几何不变体系12.撤去一单铰相当于去掉了多少个约束（C）A1个B3个C2个D4个13.图示刚架的超静定次数为（C)A1次；B2次；C3次；D4次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多余未知力力法方程中的系数5代表基本体系在X，1作用下产生的（C）AXBXCX方向的位移DX方向的位移ij超静定次数一般不等于多余约束的个数。（X）力法计算的基本体系不能是可变体系。（V）j二、判断题（每小题1分，共10分）你认

9、为正确的在题干后括号内划“丁”，反之划“X”。3同一结构选不同的力法基本体系，所得到的力法方程代表的位移条件相同。（X）4同一结构的力法基本体系不是唯一的。（V）5.同一结构选不同的力法基本体系所得到的最后结果是相同的。（V）6图示超静定结构去掉杆件、后为一静定梁，故它是三次超静定结构。（X）用力法计算超静定结构，选取的基本结构不同，所得到的最后弯矩图也不同。（X）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）9在荷载作用下，超静定结构的内力分布与各杆刚度的绝对值有关。（X）io图示结构有两次超静定。（X）三、填空题（每空2分，共20分）确定超静定结构的

10、次数时，若撤去一个单铰，相当于去掉两个约束。超静定结构的几何组成特征是有多余约束的几何不变体系。3温度改变对超静定结构产生内力和反力。力法基本结构是无多余约束的几何不变体系静定结构。超静定结构的内力不仅满足平衡条件，而且还要满足位移协调条件。静定结构的反力和内力用静力平衡条件可全部求出。力法的基本未知量是多余未知力，其典型方程是根据多余未知力处的位移条件建立的。对称结构在对称荷载作用下内力中弯矩、轴力是对称的，剪力是反对称的。9力法的基本体系是无多余约束的几何不变体系。10.力法的基本方程使用的是位移协调条件：该方法只适用于解超静定结构。四、计算题（共40分）对下面图a所示的超静定结构，选图b

11、所示的力法基本体系，要求（1）列出力法典型方程；（2）画M，M，M图；12P3）求出各系数及自由项。（10分）图a图b5x解：（1）列出力法典型方程：J15x211,5x,A122+5x,A2223）求出各系数及自由项。（10分）5112l3EI522l3EI55-l12216EIAql31F24EIA02Fx11x2基本体系解：(1)2)3)511x1=1x2=1图示刚架为两次超静定结构,选力法基本体系如图5x+5x,A0列出力法典型方程：1111221P5x,5x,A02112222P求出各系数及自由项。作M,M,M图,1322.5kNm512mf图2P3+1.4173x2.43=5-32

12、1612、A1F351223X二X22.5X3X-9.3752.4321.417x-0.5x-9.375=0(4)力法典型方程为：120.5x,x0123.建立图示结构的力法方程(不求解)。(10分)iii1q1=常数1-1-1解：(1)这是一个对称刚架，取半结构如图所示。q1半刚架为两次超静定结构，选力法基本体系如图,5x+5x+A0列出力法典型方程：1111221P5x+5x+A02112222P5P12125155-5-1113EI223EI12216EIAq13A01F24EI2F作M，M，M图，求出各系数及自由项。36124.用力法计算图示对称结构，并作弯矩图（E/二常数）。（10分

13、）3636解：（1）这是一个对称刚架，取半结构如图（）所示。36（2）半刚架为一次超静定结构，选力法基本体系如图,(3)列出力法典型方程：x+=0_1111Fmf图作M，M图，求出各系数及自由项。241P11)X3x3x2+3x4x3E八2丿3x4x30_36024111FEIEI45EI3636(5)解方程得x孕竽8kN3614511_（6）用叠加法作弯矩图MM1-X+M卩工程力学作业3参考答案说明：本次作业对应于文字教材第56章，应按相应教学进度完成。一、单项选择题（每小题2分，共30分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者，该题无分

14、。图示超静定结构结点角位移的个数是（C）TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark68A2B3C4D5gm亿s用位移法求解图示结构时，基本未知量的个数是（B）A8B10C11D12图示超静定结构，结点线位移（独立）的个数是（B）A0B1C2D3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位移互等定理位移法典型方程中的系数k代表A1在基本体系上产生的（C）ijjAABAC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ij15.6图6所示结构的位移法基本未知量数目为（D）A2B3C4D6图615.15.7位移法基本方程中的自由项Fp，代表荷载在基本

15、体系作用下产生的（C）ABC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ij8.图示超静定结构结点角位移的个数是（B）A2B3C4D515.15.9.用位移法求解图示结构时，基本未知量个数是（C10.11.12用位移法计算超静定结构时，其基本未知量为（DA多余未知力B杆端内力C杆端弯矩在位移法计算中规定正的杆端弯矩是（A）A绕杆端顺时针转动BC绕杆端逆时针转动D力矩分配法的直接对象是（A）A杆端弯矩B结点位移）D结点位移绕结点顺时针转动使梁的下侧受拉C多余未知力D未知反力13.14.汇交于一刚结点的各杆端弯矩分配系数之和等于（A）A1B0C1/2D一般情况下结点的不平衡力矩总等于（A

16、汇交于该结点的固定端弯矩之和C结点集中力偶荷载下图所示连续梁结点B的不平衡力矩为AT0kNmC18kNmB46kNmD-28kNm-1A)BDA传递弯矩之和附加约束中的约束力矩）D46kN/m28kN.mB二、判断题(每小题1分，共10分)你认为正确的在题干后括号内划“V”，反之划“X”1.2.位移法典型方程中的主系数恒为正值，付系数恒为负值。(X图示结构有三个位移法基本未知量。(3.4.5.6.7.位移法典型方程中的主系数恒为正值，付系数可正可负。(位移法可用来计算超静定结构也可用来计算静定结构。位移法只能用于超静定结构。在力矩分配法中，结点各杆端分配系数之和恒等于1。图示结构中MR=8kN

17、m上拉。AB(VV)VV6kN/m6kN/m24kN.m8.9.在力矩分配中，当远端为定向支座时，其传递系数为o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)10位移法只能用于静定结构。(X)三、填空题(每空2分，共20分)单跨超静定梁的形常数是指由杆端位移引起的杆端力。图示刚架有_6_个角位移。1位移法基本体系是一组单跨超静定梁。2.3.6kN/m4.位移法的基本方程使用的是一平衡条件；该方法可解超静定结构与静定结构。在力矩分配法中，当远端为铰支座时，其传递系数为。力矩分配法适用于连续梁和无侧移刚架。在力矩分配法中，当远端为定向支座时，其传递系数为一1图1

18、所示连续梁BC杆件B端分配系数UBC=J/3_。AEIBEIC4m2m9图1所示连续梁B点各梁分配系数之和UBA+卩肚=丄010.图1所示连续梁BC杆件B端弯矩向C端传递的传递系数CBc=4。四、计算题（共40分）用位移法计算图示刚架并画M图（10分）解：此刚架具有一个角位移，取基本结构如图所示，位移法方程为kR=o；B11B1FB解方程得b=必60,168用位移法计算图示刚架并画弯矩图（10分）q2EIEILL解：1、基本未知量为结点B的转角12、在结点B施加转动约束，得基本体系如图（a）所示TOC o 1-5 h z3、列力法方程k+F=01111p4、计算系数k及自由项F111p设EI=

19、】，则iBA=4=4,ab=2=2i=4i=4，i=2i=2BDDBbc=3X2=6作M图及M图p168168k=4+4+3=4+4+6=1411BABDBCMF=BA112qL2F1p1qL12168168由、得a1=1685、作M图168168MAB=2qL1q亠-qL21214Mba=4-給!q亠警M=6竺仏bc16816828M=4竺qL2BD16816842M=2竺仏DB168168843.用力矩分配法计算连续梁画M图（10分）80kN/mi=16m一厂i=16mi=23m杆端IIi=16m6m1i=2丄3mDCABBABCCBCDS44460.50.50.40.6Mf000090.

20、00分183654配4.5-9194.5传0.9-41.82.7递0.230.450.450.22计0.040.090.13算0.010.020.02m4.749.479.4733.1733.17080kN/m33.174.749.47M图（kN-m）iir6mgr4m厂b4m6mlz工程力学作业4参考答案说明：本次作业对应于文字教材第712章，应按相应教学进度完成。一、单项选择题（每小题3分，共30分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者，该题无分。1绘制影响线采用的是（D）A实际荷载B移动荷载C单位荷载D单位移动荷载2静定结构的影响线

21、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3单元刚度矩阵中第一列元素的物理意义是（B）A各杆端产生单位位移时，在1端产生的力B1杆端产生单位位移时，在各杆端产生的力C各杆端产生单位位移时，在各杆端产生的力D1杆端产生单位位移时，在1端产生的力4单元刚度矩阵表示的是（B）A杆端力与荷载之间的刚度关系B杆端力与杆端位移之间的刚度关系C杆端力与结点力之间的刚度关系D杆端力与结点位移之间的刚度关系单元刚度矩阵中某元素K的物理意义是（B）ijAi端产生单位位移时，在j端产生的力Bj端产生单位位移时，在i端产生的力Ci端产生单位位移时，在i端产生的力Dj端产生单位位移时，在j

22、端产生的力在弹性力学平面应力问题（xy平面）中，下列结论不正确的是（D）。T0；zxT0；zyC，0；zD80；z在弹性力学平面应变问题（xy平面）中，下列结论不正确的是（B）。A.T0；zxB，0；C0；zD.,和均为0。zyz在弹性力学平面问题的几何方程中，正应变与位移分量的关系为AxTOC o 1-5 h zau；bv；cSu；ddvSxSxSySy在弹性力学平面问题的几何方程中，正应变与位移分量的关系为DyaSu；bSv；cSu；dSvSxSxSySy10在弹性力学平面问题的几何方程中，与位移分量的关系为DxySu；BSv;C包空;SxSySuSv+-SySx二、判断题（共10分）你认为正确的在题干后括号内划“丁”，反之划“X”。图示伸臂梁F左影响线如图示。（V）（4分）QB刚度矩阵中各元素的物理意义是单位力（偶）引起的位移。（X）（4分）3在弹性力学平面问题中，圆孔的孔边应力集中，不是因为圆孔的存在使得平板的截面面积减小所致。（V）（2分）三、填空题（每空2分，共20分单跨静定梁影响线的作法是（机动法），撤去相应约束，正向内力引起的虚位移图。从形状上看连续梁影响线是曲线图形。简支梁的剪力影响线为两条平行直线。弯矩影响线竖标的量纲是长度单位。单元刚度矩阵是单元杆端力与单元杆端位移间的关系矩阵。矩