2023年西南大学网络教育在线作业答案结构力学

结构力学

1:［论述题］

简答题

1、简述刚架内力计算环节。

答：（1）求支座反力。简朴刚架可由三个整体平衡方程求出支座反力，三较刚架及主从刚架等，一般要运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

架划提成受力简朴的区段。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）根据每区段内的荷战情况,运用”

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；另一种方法是一方面作出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，运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•.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

字母作为卜标来表达，并把该端字母列在前面。（5）注意结点的平衡条件。

2、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转构的位移。

3、如何拟定位移法基本未知量。

答：（1）在刚结点处加上刚臂。（2）在结点会发生线位移的方向上加上链杆。（3）附加刚臂与附加链杆数目的总和

即为基本未知量数目。拟定线位移的方法（1）由两个已知不动点所引出的不共线的两杆交点也是不动点。（2）把

刚架所有的刚结点（涉及固定支座）都改为较结点，如此体系是一个几何可变体系，则使它变为几何不变体系所需添

加的链杆数目即等于原结构的线位移数目。

4、简述力法的基本思绪。

答：力缕的基本思绪：将超静定结构的计算转化为静定结构的计算,一方面选择基本结构和基本体系，然后运用基本体系与原结

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，这是拟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。

5、简述结构力学研究方法。

答:结构力学问题的研究手段包含理论分析、实验研究和数值计算,本课程只进行理论分析和计算。结构力学的计算方法很

多，但都要考虑以下三方面的条件：（1）刀系的平衡条件或运动条件。（2）变形的几何连续条件。（3）应力与变形间的物理条件

（本构方程）。运用以上三方面进行计算的，又称为“平衡-几何”解法。采用虚功和能量形式来表述时候，则称为“虚功-能量”

解法。随着计算机的进•步发展和应用，结构力学的计算由过去的手算正逐步由计算机所代替，本课程的学习符为进•步学习

和掌握其他现代结构分析方法打下基础。

6、简述位移法计算超静定刚架的一般环节。

答：用位移法计算超静定刚架的环节如卜:1）拟定基本未知量：2）由转角位移方程，写出各杆端力表达式；3）在由结点角位移

处,建立结点的力矩平衡方程，在由结点线位移处,建立截面的剪力平衡方程，得到位移法方程；4）解方程，求基本未知量;5）

将已知的结点位移代入各杆端力表达式，得到杆端力：6）按杆端力作弯矩图；7）校核。

A5：［单选题］

1、图示结构,A截面转角方向是图（）

A:等于0M3:顺时针A

C：逆时针&

D:不能拟定④

参考答案:BS：［单选题〕

2、图示两结构相同的是图（）

A：剪力

▲B:轴力▲

C：C点竖向位移M）:涔矩

A参考答案：D7A：［单选题］3、图所示体系的几何组成为（)▲A:几何不变,无多余约束;aB:

几何不变,有多余约束；a

C：瞬变体系；a［）：常变体系。

20kH

参考答案：B［单选题］4、图示对称结构,力法求解时,未知量最少为

A:l>

B:3C：4q

D：9参考答案:D%：［判断题］

1、力法和位移法既能用F求超静定结构的内力，又能用于求静定结构的内力。（）

④参考答案：错误10A：［判断题］2、存定结构在非荷载外因（支座移动、温度改变、制造误差）作用下，不产生内力，但产生

位移。

参考答案:对的1»1：［判断题］3、图示结构，去掉其中任意两根支座链杆后余下部分都可作为力法计算的基本体系。图》

参考答案:错如12:［判断题］4、体系几何组成分析中，链杆都能看作刚片，刚片有时能看作链杆，有时不能看作链杆。▲参

考答案：错误1：如［判断题］3、体系的多余约束对体系的计算自由度、自由度及受力状态都没和影响，故称多余约虫。自

参考答案：错误1M：［判断题］6、不受外力作用的任何结构，内力一定为零。（）▲参考答案:错误1执：［判断题］

7、引起结构变形的因素只有三种：荷载作用、温度改变和支座位移。（）

A参考答案:错误⑹：［判断题］

8、虚位移原理中的虚功方程等价于静力立衡方程，虚力原理中虚功方程等价于变形协调方程。（）

▲参考答案：对的1：［填空题］

1、结构

是___________________________________________________________________________________________________________

A参考答案：建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为工程结构，简称结构。例如房屋中的梁柱体系,

水工建筑物中的挡土墙、闸门和水坝，公路和铁路上的桥梁和隧洞等等。A2：［填空题］

2、自由度

S是________________________________________________________________________________________________________

参考答案:指体系运动时,可以独立改变的几何参数的数目：即拟定体系位置所需独立坐标的数目。

3：［填空题］

3、结构的位移

是_________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________■

4参考答案:结构在荷载、温度变化、支座移动与制造误差等各种因素作用下发牛.变形，因而结构上个点的位置会有变动。这

种位置的变动称为位移。

4：［短中题］

4、功的互等定理是,

A参考答案:笫一状态外力在第二状态位移上所做的功等于第二状态外力在第一状态位移上所做的功。即w12=W215A：［填

空题］5、转动刚度是。4参考答案:表达杆端对转动的

抵抗能力。在数值上等于使杆端产生单位角度j=1时,在该杆端所需施加的力矩,用S”表达

6：［填空题］

6、活我是。

A参考答案:是建筑物在施工和使用期间也许存在的可变荷载,如吊车荷载、结构上的人群、风、雪等荷载。a：：［填空题］7、

刚结点是<.▲参

考答案：连接各杆端既不能相对移动，又不能相对转动;既可以传递力，又可传递力矩。以：［填空题J

8、超弱定结构是=

A参考答案:在几何组成上是几何不变、有多余约束的体系，其所有支反力和内力均不可由静力平衡条件唯一拟定，还须补充

其他条件。外：［填空题］9、分派系数

是。A参考答案:杆ij的转动刚度

与汇交于，结点的所有杆件转动刚度之和的比值。A10：［填空题］10、形常数

是°A参考答案：由单位杆端位移引起的单跨超静定梁的杆端力,称为形

常数。1U：［判断题］8、力矩分派法中的分派系数、传递系数与外来因素(荷载、温度变化等)有关。

参考答案:错误1%：［判断题］

(b)

图3“

3,图3(a)所示超静定梁的变形行图3(b)所示静定梁的变形相同。()

参考答案:错误1：3［判断题］6、有多余约束的体系一定是几何不变体系。上参考答案：错误24:［判断题］

2、图2所示结构，去掠其中任意两根支座链杆后余下部分都可作为力法计算的基本体

系。()图2

A参考答案:错i知15：〔判断题〕

4、静定结构在非荷载外因(支座移动、温度改变、制造误差)作用下，不产生内力，但产生位移。()

A参考答案：对的18：［判断题］

5、力法和位移法既能用于求超静定结构的内力,乂能用于求静定结构的内力o()

A参考答案:错误1A7：［判断题］7、静定结构的内力与荷载有关，而与材料的性质、截面的形状及大小无关。A参考答

案:对的S8：［判断题］

1、图1所示体系为无多余约束的几何可变体系。()

图1

A参考答案:错误

1:［判断题］

3、图3（a）所示超静定梁M图与图3（b）所示静定梁M图相同。（）图

3

A参考答案:对的A2：［单选题］

4、图7中图内图所示结构均可作为图7（a）所示结构的力法基本结构，使得力法计算最为简便的基本结构是（）图

7

AA:AaB:BW：:C

：［矮

参考答案：C

3:［判断题］

6、结佝只在荷载作用下的，力法典型方程中的系数与自由项，有的与结构的刖度有关，有的与结构的刚度无关。（）

A参考答案:错误

4：［判断题］

7、增长各杆刚度，则结构的结点位移就一定减少。（）

参考答案:错误

5:［判断题］

8、有变形就有应力，有应力就有变形。（）

A参考答案:错误外：［单选题］2、图5所示梁受外力偶作用，其对的的弯更图形状应为（）

图5“

M：AA*B:BA

C:CM）：D-参考答案:S7：［单选题］

3、图6所示结构，B截面转角方向是（)M6

M：顺时针■*

B：逆时针W：：等于（M）:不能拟定从参考答案:B弘：［单选题］

1、图4所示体系的几何组成是（)图4

AA：无多余约束的几何不变体系M3:几何可变体系Z:有多余约束的几何不变体系M）:瞬变体系a参考答案:AV:［判断题］

2、图2所示体系是•个静定结构。（

A参考答案：错误1佻：［判断题］

4、位移法和力矩分派法只能用于求超静定结构的内力，不能用于求静定结构的内力。（

参考答案:错误Id［判断题］

5、有变形就有应力，有应力就有变形。（）

A参考答案：错误12A：［判断题］

1、图1所示体系,去抻其中任意•根支座链杆后，剩下部分都是几何不变无多余约束的体系。

参考答案：错误

1:「论述颗］1、用力法求解并作出图7所示超静定结构的弯矩图鹏1=常釉。

L

L

L

2P

人参考答案：34.doc

2:［论述题］

A参考答案:36.doc3A：［判断题］14、虚位移原理中的虚功方程等价于静力平衡方程，虚力原理中虚功方程等价于变形

协调方程。▲参考答案:对的A4：［判断题］13、引起结构变形的因素只有三种：荷载作用、温度改变和支座位移。人参

考答案:错误

5：［判断题］】2、不受外力作用的任何结构，内力一定为零。A参考答案:错误外：［判断题］］1、体系的多余约束对体系

的计算自由度、自由度及受力状态都没有影响，故称多余约束。A参考答案：错误

7：［判断题］10、体系几何组成分析中，链杆都能看作刚片，刚片有时能看作链杆,有时不能看作链杆。A参考答案：

错误8K［判断题］9、力法和位移法的基本未知量是相同的。白参考答案:错误9如［判断题］8、任意两根链杆的交点都可

以看作虚较。a参考答案：错误10女［判断题］7、力矩分派中的传递系数等于传递弯矩与分派弯矩之比，它与外因无

关。△参考答案：对的1:［判断题］6、用力法解超静定结构时，只能采用多余约束力作为基本未知量。▲参

考答案：错误1%：［判断题］5、实际工程中的桁架结构，只有轴力，没有弯矩和剪力。

参考答案:错误1》：［判断题］4、简支的斜梁，在竖向荷载作用下，其内力与等跨度且同荷载的水平简支梁相同。

参考答案:错误1m［判断题）1、位移法方程的主系数也许》。或《0。A参考答案：错误12：［判断题］3、当上部体系只用不

交于一点也不全平行的三根链杆与大地相连时，只需分析上部体系的几何组成，就能拟定原体系的几何组成。工参考答案：

对的1八：［判断题］2、用力法计算超静定结构时，其基本未知量是未知结点位移。A参考答案:错•误

图4

0

图6图7

1、图1所示计算筒图是：（）

A、为无多余约束的几何不变体系。结构多余约束数为0,H由度数为0。

B、为无多余约束的几何可变体系。结构多余约束数为0，自由度数为1。

C、为有多余约束的几何不变体系。结构多余约束数为1,自由度数为0。

D、为有多余约束的几何可变体系。结构多余约束数为0，自由度数为1°

2、图2所示结构的超静定次数、未知结点位移数是：（）

A、超静定次数是0、未知结点位移数是0。B、超静定次数是1、未知结点位移数是0。

C、超静定次数是1、未知结点位移数是1。D、超静定次数是1、未知结点位移数是0。

3、图3所示梁，弯矩加朗,剪力厂Q6是：（）

A、=4OAN•犯下侧受拉；=40&V。B、知加=4%%-〃?,上侧受拉；弓e=40kN。C、

M8A=4OZN-m,上侧受拉；弓C8=°攵N。DMBA=42kN-〃2,下侧受拉；弓a

4、图4所示结构，分派系数〃小，48c是（）

1311

'*、=/从BC=.°B、48A=］，〃8c=耳。

1212

M

C'^BA~一耳，〃做：_一gvD'NBA-W'MAC.g

5、用国乘法求位移的必要条件之一是：（）

A、单位荷载卜的弯矩图为一直线：B、结构可分为等截面直杆段；

C、所有杆件£/为常数且相同；D、结构必须是静定的。

6、图5示结构截面K的弯矩（下侧受拉为正）为（）

A、0B、MC、2MD、-M

7、图6所示两个刚架的关系是(

A、内力相同，变形也相同B、内力相同，变形不同

C、内力相同，变形相同D、内力不同,变形也不相同

8、位移法的基本结构是()

A、静定刚架B、单跨静定梁的组合体

C、单跨超静定梁的组合体D技结体系

9、图7所示结构的超静定次数为()

A、3B、2C、4D、5

10、导出单位荷载法的原理是)

虚位移原理B、虚力原理C、穆加原理D、静尢平衡条件

参考答案:

1、A2、D3、C4、D5、B6、B7、38、C9、C10、B

名词解释

1、结构的计算简图:实际结构往往是很复杂的，进行力学计算以前，必须加以适本地简化，忽略

次要因素，显示其基本的特点,用一个简化的图形来代替实际结构,这个图形称为结构的计算简

图。

2、几何不变体系：在不考虑材料应变的条件下，在任意荷载作用下，几何形状和位置保持不变

的体系。

3、自由度:是指物体或体系运动时可以独立变化的几何参数的数目。即拟定物体或体系位置所

需的独立坐标数。

4、约束（或联系）用干限制体系运动的装置

5、叠加原理:结构中有一组荷载（外力、温度、支座沉陷等）产生的内力或位移等于每一荷载

单独作用产生的内力或位移的总和。

6、趋静定结构：在几何组成上是几何不变、有多余约束的体系，其所有支反力和内力均不可由

静力平衡条件唯一拟定，还须补充其他条件。

7、桁架：一种由杆件彼此在两端用钱链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单

元的平面或空间结构，桁架杆件重要承受轴向拉力或压力，从而能充足运用材料的强度，在跨度

较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度。

8、结构位移:结构上点的位置的移动（线位移）或截面的转动（角位移）。重要由荷载作用、温度

变化、支座沉陷、结构构件尺寸的误差以及结构材料性质随时间的变化等因素引起。

9、对称荷载：所谓对称荷载是指荷载绕对称轴对折后，左右两部分的荷载彼此重合，具有相同

的作用点、相同的数值和相同的方向。

10、转动刚度（Sij）：表达杆端对转动的抵抗能力。在数值上等于使杆端产生单位角度j=l

时,在该杆端所需施加的力矩，用Sij表达。

11、结构：建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为工程结构，简称结构

12、几何可变体系:在任意荷载的作用下，即使不考虑材料的应变,它的形状和位置也是可以改

变的。

13、刚片:平面的刚体又称为刚片。

14、静定结构:静定结构:在几何组成上是几何不变、无多余约束的体系，其所有支反力和内力

均可由静力平衡条件唯一拟定。

15、形常数:由单位杆端位移引起的单跨超静定梁的杆端力，称为形常数

16、内力:互相作用力由于外力作用而引起的变量。

17、刚架：由若干直杆,部分或所有用刚结点连接而成的几何不变体系。

18、虚功互等定理:第一状态外力在第二状态位移上所做的功等于第二状态外力在第一状态位移

上所做的功。即W12=W21

19、虚钱:联结两个钢片的两根链杆的作用相称于在其交点处的一个单较

20、分派系数:杆ij的转动刚度与汇交于i结点的所有杆件转动刚度之和的比值。

21、活载:是建筑物在施工和使用期间也许存在的可变荷载，如吊车荷载、结构上的人群、风、

雪等荷载。

22、刚结点:连接各杆端既不能相对移动，又不能相对转动；既可以传递力，又可传递力矩。

几何组成分析:

图2

解：

对图1所示体系进行几何组成分析时，可把地基作为一个刚片,当中的T字形部分BCE作为一个刚片。

左边的AB部分虽为折线，但自身是一个刚片并且只用两个钱与其他部分相联，因此它事实上与A、B两较

连线上的一根链杆（如图中虚线所示）的作用相同。同理，右边的CD部分也相称于一根链杆。这样，此体系便

是两个刚片用AB、CD和EF三根链杆相联而组成，三杆不全平行也不同交于一点,故为几何不变体系，并且

没有多余约束。

对图2所示体系有:去二元体DEBF；去二元体FBC；去二元体CB;AB杆件与地基刚接构成刚片;整个

体系为无多余约束的几何不变体系。AB为基本部分，其它为附属部分。

对图3所示体系有:DE杆件与地基构成几何不变体系;CB刚片与地基之间用AB链杆和C处两个平行链

杆相连接，三个链杆不