《结构力学》作业答案

[0729]《结构力学》1、桁架计算的结点法所选分离体包含几个结点单个2、固定铰支座有几个约束反力分量2个3、从一个无多余约束的几何不变体系上去除二元体后得到的新体系是A.无多余约束的几何不变体系4、两刚片用三根延长线交于一点的链杆相连组成A.瞬变体系5、定向滑动支座有几个约束反力分量B.2个6、结构的刚度是指结构抵抗变形的能力7、桁架计算的截面法所选分离体包含几个结点B.最少两个8、对结构进行强度计算的目的，是为了保证结构A.既经济又安全9、可动铰支座有几个约束反力分量1个10、固定支座（固定端）有几个约束反力分量C.3个11、改变荷载值的大小，三铰拱的合理拱轴线不变。V12、多余约束是体系中不需要的约束。x13、复铰是连接三个或三个以上刚片的铰V14、结构发生了变形必然会引起位移，结构有位移必然有变形发生。x15、如果梁的截面刚度是截面位置的函数，则它的位移不能用图乘法计算。A.V16、一根连杆相当于一个约束。V17、单铰是联接两个刚片的铰。V18、连接四个刚片的复铰相当于四个约束。x19、虚功原理中的力状态和位移状态都是虚设的。x20、带拉杆三铰拱中拉杆的拉力等于无拉杆三铰拱的水平推力。V21、瞬变体系在很小的荷载作用下会产生很大的内力，所以不能作为结构使用V22、一个无铰封闭框有三个多余约束。TOC\o"1-5"\h\zV23、三铰拱的水平推力不仅与三铰的位置有关，还与拱轴线的形状有关。x24、三铰拱的主要受力特点是：在竖向荷载作用下产生水平反力。V25、两根链杆的约束作用相当于一个单铰。x26、不能用图乘法求三铰拱的位移。V27、零杆不受力，所以它是桁架中不需要的杆，可以撤除。x28、用图乘法可以求等刚度直杆体系的位移。A.V29、连接四个刚片的复铰相当于四个约束。B.x30.@4團m刚耳B.x30.@4團m刚耳答:囲1磁去掉二元I-如图所示們曲简支羿.故师体系为无梦钳耒的几洞耐；系。團2所示i*岳如依鞭去掉基础、二元体，霖JF图示部分対蘭刚片用两个嫌相用i；*有一个多余豹東.故原休系为有一个參余釣束的几何不变系。mL區3酥俸系養:先去二元燼戕mBD科件吕地基之间冃陆不平行也不交干一点.的三脅確料相需龊二剛片划则；晏牛休慕为无劇约寅的几恫不突備慕a"砂所示萍總厅几诃组弼沖耐，两哋基■fE为一个RK,営中的T列爲盼ECE作为一？團片。；£边的AB腑虽为推知怛站罡一个舟站而且只朋宁萨耳他部甘相1L因此拆际t与扎B两钱理绒上的一根曜杆（如團中卿所丙邮用相尿認1,右边的CD部分也相肖尸櫛辭b这祥「此偉果便杲两用AB*CD和空三咸S带脱而组就』三ff不主平行也不同交于-点，故为几阿乳交怀系，而且投頁梦余镰…*團、所示惋慕有匕去二元億nEBFj去二jt体FBCj古二元慵匚町AS杆件与遊刚接樹硯別片；鳖■■偉嘉为无梦栄约束豹几呵葆憚系・AB为垄本眇讥耳它为附属鈿井。+国$所示辔系育：血杆件与地基枸肌何不变瞬；CB刚片与鯉t间用屈链粮阴处蒋■t■平行链郴S连攝三个錐杆不刑亍也械与一点虧足二R4片规则，枚CB与地基嘶几何不劉糠；帕醴忏为沁麒h封婪个仿系内胃一^參锤曲的几冋不变体氛」答：依次去掉二元体剩下如图所示的并排简支梁，故原体系为无多余约束的几何不变体系。答：依次去掉基础、二元体，剩下图示部分为两刚片用两个铰相联，有一个多余约束，故原体系为有一个多余约束的几何不变系。33、简述刚架内力计算步骤。答：（1）求支座反力。简单刚架可由三个整体平衡方程求出支座反力，三铰刚架及主从刚架等，一般要利用整体平衡和局部平衡求支座反力。（2）求控制截面的内力。控制截面一般选在支承点、结点、集中荷载作用点、分布荷载不连续点。控制截面把刚架划分成受力简单的区段。运用截面法或直接由截面一边的外力求出控制截面的内力值。（3）根据每区段内的荷载情况，利用“零平斜弯”及叠加法作出弯矩图。作刚架Q、N图有两种方法，一是通过求控制截面的内力作出；另一种方法是首先作出M图；然后取杆件为分离体，建立矩平衡方程，由杆端弯矩求杆端剪力；最后取结点为分离体，利用投影平衡由杆端剪力求杆端轴力。当刚架构造较复杂（如有斜杆），计算内力较麻烦事，采用第二种方法。（4）结点处有不同的杆端截面。各截面上的内力用该杆两端字母作为下标来表示，并把该端字母列在前面。（5）注意结点的平衡条件。34、1、结构力学的主要研究内容。2、几何组成分析目的。3、如何确定独立角位移数目。4、简述刚架内力计算步骤。5、简述计算结构位移的目的。6、在位移法中须解决哪些问题。答：1、结构力学的主要研究内容。答：结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差引起的内力计算一一称为强度计算；结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差引起的变形及位移计算一一称为刚度计算；结构的稳定计算；结构的组成规律及计算简图的选择。“结构力学”就是研究结构在荷载作用下的内力和变形的计算问题。2、几何组成分析目的。答：（1）判别某一体系是否为几何不变，从而决定它能否作为结构。（2）区别静定结构、超静定结构，从而选定相应计算方法。（3）搞清结构各部分间的相互关系，以决定合理的计算顺序。3、如何确定独立角位移数目。答：由于在同一结点处，各杆端的转角都是相等的，因此每一个刚结点只有一个独立的角位移未知量。在固定支座处，其转角等于零为已知量。至于铰结点或铰支座处各杆端的转角，它们不是独立的，可不作为基本未知量。这样，结构独立角位移数目就等于结构刚结点的数目。4、简述刚架内力计算步骤。答：（1）求支座反力。简单刚架可由三个整体平衡方程求出支座反力，三铰刚架及主从刚架等，一般要利用整体平衡和局部平衡求支座反力。（2）求控制截面的内力。控制截面一般选在支承点、结点、集中荷载作用点、分布荷载不连续点。控制截面把刚架划分成受力简单的区段。运用截面法或直接由截面一边的外力求出控制截面的内力值。（3）根据每区段内的荷载情况，利用“零平斜弯”及叠加法作出弯矩图。作刚架Q、N图有两种方法，一是通过求控制截面的内力作出；另一种方法是首先作出M图；然后取杆件为分离体，建立矩平衡方程，由杆端弯矩求杆端剪力；最后取结点为分离体，利用投影平衡由杆端剪力求杆端轴力。当刚架构造较复杂（如有斜杆），计算内力较麻烦事，采用第二种方法。（4）结点处有不同的杆端截面。各截面上的内力用该杆两端字母作为下标来表示，并把该端字母列在前面。（5）注意结点的平衡条件。5、简述计算结构位移的目的。答：（1）验算结构的刚度。校核结构的位移是否超过允许限值，以防止构件和结构产生过大的变形而影响结构的正常使用。（2）为超静定结构的内力分析打基础。超静定结构的计算要同时满足平衡条件和变形连续条件。（3）结构制作、施工过程中也常需先知道结构的位移。6、在位移法中须解决哪些问题。答：（1）单跨超静定梁在杆端发生各种位移、荷载、温度等因素作用下的内力。（2）哪些结点位移作为基本未知量。（3）如何确定基本未知量（求出位移）。35、结构力学的主要研究内容。答：结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差引起的内力计算——称为强度计算；结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差引起的变形及位移计算——称为刚度计算；结构的稳定计算；结构的组成规律及计算简图的选择。“结构力学”就是研究结构在荷载作用下的内力和变形的计算问题。36、1、简述弯矩图叠加的注意事项。2、简述变形体的虚功原理。3、简述力法的基本思路。答：1、简述弯矩图叠加的注意事项。答：（1）弯矩图叠加是竖标相加，不是图形的拼合；（2）要熟练地掌握简支梁在跨中荷载作用下的弯矩图；（3）利用叠加法可以少求或不求反力，就可绘制弯矩图；（4）利用叠加法可以少求控制截面的弯矩；（5）对于任意直杆段，不论其内力是静定的还是超静定的；不论是等截面杆或是变截面杆；不论该杆段内各相邻截面间是连续的还是定向联结还是铰联结弯矩叠加法均适用2、简述变形体的虚功原理。答：变形体的虚功原理是力学中的一个基本原理，结构力学中计算位移的方法是以虚功原理为基础的。刚体体系的虚功原理是变形体虚功原理的特殊形式。变形体的虚功原理可表述为：设变形体在力系作用下处于平衡状态，又设变形体由于其它原因产生符合约束条件的微小连续变形，则外力在位移上所作外虚功恒等于各个微段的应力合力在变形上所作的内虚功。

3、简述力法的基本思路。答：力法的基本思路：将超静定结构的计算转化为静定结构的计算，首先选择基本结构和基本体系，然后利用基本体系与原结构之间在多余约束方向的位移一致性和变形叠加列出力法典型方程，最后求出多余未知力和原结构的内力。第一步：去掉原结构的多余约束，代之以多余未知力，得到静定的基本体系。第二步：基本体系和原结构的变形相同，特别是基本体系上与多余未知力相应的位移与原超静定结构上多余约束处的位移条件一致，这是确定多余未知力大小的依据。一般情况下，当原结构上在多余约束处没有支座位移时，则基本体系应满足的变形条件是：与多余未知力相应的位移为零。37、简述计算结构位移的目的。答：（1）验算结构的刚度。校核结构的位移是否超过允许限值，以防止构件和结构产生过大的变形而影响结构的正常使用。（2）为超静定结构的内力分析打基础。超静定结构的计算要同时满足平衡条件和变形连续条件。（3）结构制作、施工过程中也常需先知道结构的位移。38、在位移法中须解决哪些问题。答：（1）单跨超静定梁在杆端发生各种位移、荷载、温度等因素作用下的内力。（2）哪些结点位移作为基本未知量。（3）如何确定基本未知量（求出位移）。39、几何组成分析目的。答：（1）判别某一体系是否为几何不变，从而决定它能否作为结构。（2）区别静定结构、超静定结构，从而选定相应计算方法。（3）搞清结构各部分间的相互关系，以决定合理的计算顺序。40、如何确定独立角位移数目。答：由于在同一结点处，各杆端的转角都是相等的，因此每一个刚结点只有一个独立的角位移未知量。在固定支座处，其转角等于零为已知量。至于铰结点或铰支座处各杆端的转角，它们不是独立的，可不作为基本未知量。这样，结构独立角位移数目就等于结构刚结点的数目。41.已却團2所雄恂，£1=打初呼LN-hl2.q-10kNd求厅点的嵌耳位程…洌2-答:勲单他喑载售矩配用舸垂可求得；=EI=洌2-答:勲单他喑载售矩配用舸垂可求得；=EI=0.14m*42、用力法计算图示刚架，取图示基本结构，建立力法基本方程，求出方程中的系数和自由项，不必解方程和作弯矩图。各杆EI=常数答:(3)汁算珮和自由顶答:(3)汁算珮和自由顶43、求图示刚架A,B两截面的相对转角。各杆EI为常数答:昇：F1JEIEI7Pi2^EI44、求图5所示刚架A,B两截面的相对转角。各杆EI为常数。45、试用力法计算图示刚架，并作出弯矩45、试用力法计算图示刚架，并作出弯矩M图。EI=常数。20kN/m答:答:?>N/m?>N/m?>N/m?>N/m46.朋用位移法作囹示梁的弯絶團。各杆日相同j/=—*Fp=mtV,g二為w(5答:48.48.48.48.(I)基衣瓦却童FB苣转:a忙移△]⑵耳出村翻TJE*JW.■iEir■甞1■■迢厂15J/iu二冲也r•■斗泮=4的円5广亠："-Sfij-S"*1$453：€1.同戰悴輦三血交扇结百应特.理£有为需宫仅.泌山点力拒干師方軽、&+=fl~ii|i*6=CIi|=-7-■-(4)傑M期测耀言拒寺达此+】3・】157kN-u+】3・】157kN-u址*詡丄卜“I$林詁V山丿1^2科斟tk>mi1^2科斟tk>mi47.己知團4甘示刚亂各計段抗岂刚度均为已Me赴直卞平应移気°答:趴已咖实际'立蒋磁扣團陪云设立虚抵单位打找态如臥-冈嗦弯減A内収股立次正，W-&4杆：Af(jr)*-lKi+'BC杆、M.(x}~-FxI?(r)-0*Ajl■匚些*卜阳-琴・血_匚£试-円曲TOC\o"1-5"\h\z将陀力及出-血代入式有「=1-竺+竺T£7：18试计戟口團3所不简丈刖架距截面匚的竖向位移鼻「吾秤白为常帥。屮答:辭：计算（:点.的竖向位移亠.“作出M禺和C点作用单位荷载F=1时的耳團所示,分■别如圉所示*由干冠图是折装.刼需分■段诳行圏乘.熬后盏如*”49、用位移法作图7所示梁的弯矩图。各杆相同，…答：无50、试用位移法计算图所示刚架，并作出弯矩M图。各杆线刚度均为io答:Q应祿法方程51.引用位觀去任團示维的罰巨團♦备杆云相同’/-—*F—他，厂311)Eli311)Eli3m答:答:答:栓：(1)基•本未知量’B点转闻位移A1仪)写岀杆端弯柜•H.■2U厂";*■2^也厂Ij=41A汁巧=4Li|-*-13嬴船—3临广■一--™中丛厂茅〜uuS①釆」用隔离低的手窗方程束结点琏靜。取目点为卩嗣休，建立丘点的力

阴11(~?■"l"•€£走平iti万"程w=0:泌严&二。解•事A[=-—⑷彳翔点柚制炯期音矩表达式.-15=-16.72kN-m财卫=*卜辛)+-15=-16.72kN-m财卫=*卜辛)+]*=11.57kN-m-善-9=-卜】与;kE卜HRB(kNin)52、用位移法作图4所示结构M图，各杆线刚度均为i,各杆长为1。vs///答:解：基本休氣脚与荷#沿拒甌T所示-_vs///答:解：基本休氣脚与荷#沿拒甌T所示-_也蛍却％索it及才解泊舷下・'.4声1+北冷=。巾=別丘“二一护』：=护’■■&4fAf=^f]Z|+53、试用位移法计算图示刚架，并作出弯矩M图。各杆线刚度均为i。答:：1）基本生套.17E3张田=0（覇计冀至寵咱輙=答:：1）基本生套.17E3张田=0（覇计冀至寵咱輙=1h[£）[£）敦解齢送方程4=--54、试用力法计算图所示刚架，并作出弯矩M图。EI=常数。20kN/m屮HIH1H「_40kN⑵比迭方翟為「苍十4p厂3604口=㈢廿算為竝和自白项EI4.-9360⑵比迭方翟為「苍十4p厂3604口=㈢廿算為竝和自白项EI4.-9360（5）作鰹55、试计算如图所示简支梁中点的竖向位移。EI为常数。#Z2I血56、试求如图4所示外伸梁C点的竖向位移。梁的EI为常数。答:豐；g忙豐；g忙M,扣#图，分羽如融坊飞；u■胆股％噩标;隹二册物^園形；肋段一匕郵是搦悝二殛掘玻孰规将m■分翠为一个三甬那和一个柢淮二咬抛物线團飛-由團乘法可得57、试计算如图所示简支梁中点的竖向位移。EI为常数。58.驭读求如图1所示外休滦&点的竖向位將&梁的“为常如，严"心护5U1——工鼻.|*團1答：解・^—^1jwx作M,作M,和乔團，分别如副*Id犹段就•.團罡标淮二次抛物线團形；站段",图不是标准二次抛物线圉形，现将苴分解対一个三甬林Y标准二决删线图瓠虫團乘注可>!r；59、用力法计算图所示刚架，取图示基本结构，建立力法基本方程，求出方程中的系数和自由项，不必解方程和作弯矩图。各杆EI=常数。FJ答:答:答:答:答:⑴解，⑴基本体系（卽力法方程⑶计算系数和自由项60、1、作图示结构的弯矩图答:3■>61、3作图示结构的弯矩图r+o■62、2、作图示结构的弯矩图63、7、作图示结构的弯矩图P丄ATf——<ppq才ppq才faa64、6、作图示结构的弯矩图答:65、4、作图示结构的弯矩图22.图示悬臂梁截面A的弯矩值是q/2。(X)66、5、作图示结构的弯矩图答:《结构力学》经典习题及详解一、判断题（将判断结果填入括弧内，以"表示正确，以X表示错误。图示桁架结构中有3个杆件轴力为0。（X）q马A川川川IIIl；l.静定多跨梁中基本部分、附属部分的划分与所承受的荷载无关。（V）一般来说静定多跨梁的计算是先计算基本部分后计算附属部分。（X）用平衡条件能求出全部内力的结构是静定结构。（V）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）超静定结构的力法基本结构不是唯一的。（V）8在桁架结构中，杆件内力不是只有轴力。（X）超静定结构由于支座位移可以产生内力。（V）超静定结构的内力与材料的性质无关。（X）TOC\o"1-5"\h\z力法典型方程的等号右端项不一定为0。（V）计算超静定结构的位移时，虚设力状态可以在力法的基本结构上设。（V）用力矩分配法计算结构时，汇交于每一结点各杆端分配系数总和为1，则表明分配系数的计算无错误。（X）力矩分配法适用于所有超静定结构的计算。（X）15•当AB杆件刚度系数S3i时，杆件的B端为定向支座。（X）AB二、单项选择题（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.图示简支梁中间截面的弯矩为（A）qql2ql2A.8B.4ql2C.丁D.ql2超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度（B）A.无关B.相对值有关绝对值有关D.相对值绝对值都有关超静定结构的超静定次数等于结构中（B）A.约束的数目B.多余约束的数目结点数D.杆件数力法典型方程是根据以下哪个条件得到的（C）。A.结构的平衡条件B.结构的物理条件多余约束处的位移协调条件D.同时满足A、B两个条件图示对称结构作用反对称荷载，杆件EI为常量，利用对称性简化后的一半结构为（A）。超静定结构产生内力的原因有（D）A.荷载作用与温度变化B•支座位移制造误差D.以上四种原因超静定结构的超静定次数等于结构中（B）A.约束的数目B.多余约束的数目结点数D.杆件数8图示超静定结构独立结点角位移的个数是（B）A.2B.3用位移法计算超静定结构时，独立的结点角位移数等于（B）A铰结点数B刚结点数C多余约束数D不确定用位移法解超静定结构其基本未知量的数目等于（A）A独立的结点位移数目B刚结点数目C线位移数目D超静定次数位移法典型方程的物理意义是（A）1.1.1.1.A.附加约束上的平衡方程B.附加约束上的位移条件C.外力与内力的关系D.反力互等定理用位移法解超静定结构其基本未知量的数目（C）A.与结构所受的作用有关B.与多余约束的数目有关C.与结点数有关D.与杆件数有关用位移法解超静定结构其基本未知量的数目（C）A.与结构所受的作用有关B.与多余约束的数目有关C.与结点数有关D.与杆件数有关用位移法计算图示各结构，基本未知量是两个的结构为（C