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§13-4 连续梁的整体刚度矩阵
即
传统位移法：根据每个结点位移对附加约束上的约束力{F}的贡献大小进行叠加而计算所得。
一、单元集成法的力学模型和基本概念
1.首先只考虑
于是
其中
由前面的单元刚度矩阵所得，则
进一步得到
所以
最终得到
2.
则
这是
最后总结如下的形式来作最终的计算
§13-5 刚架的整体刚度矩阵
思路要点：（1）设各单元已形成了整体坐标系下的单元刚度矩阵；
与连续梁相比： (1)各单元考虑轴向变形；(2)每个刚结点有三个位移； (3)要采用整体坐标；(4)要处理非刚结点的特殊情况。
一、结点位移分量的统一编码——总码
整体结构的结点位移向量为：
相应地结点力向量为：
规定：对于已知为零的结点位移分量，其总码均编为零。
其中每个单元的刚度为以下
其中定位向量为：
最终进行叠加求得整体刚度矩阵
代入数字得
定位向量：
§13-6 等效结点荷载
结构体系刚度方程：{F}= [K]{?} (1)
表示结点位移{?}和结点力{F}之间的关系，反映了结构的刚度性质，而不涉及原结构上作用的实际荷载，并不是原结构的位移法基本方程。
一、位移法基本方程
} ={0} (2)
[K]{?} +{F
P
用图来表达以上思想：
二、 等效结点荷载的概念
显然 {P }= –{F P }………解决了计算等效结点荷载的问题 等效原则是两种荷载在基本体系中产生相同的结点约束力 三、按单元集成法求整体结构的等效结点荷载{P } (1)局部坐标单元的等效结点荷载
(2)整体坐标单元的等效结点荷载
(3) 结构的等效结点荷载{P }
{}
[]{}P T P T
=
依次将每个单元等效结点荷载中的元素按照单元定位向量在结构的等效结点荷载中定位叠加。
§13-7 计算步骤和算例
1 确定整体和局部坐标系、单元和结点位移编码
2 形成刚度矩阵
(1)形成局部坐标系下的单元刚度矩阵
(2)形成整体坐标系下的单元刚度矩阵
(3)“换码重排座”，形成整体结构的刚度矩阵
3 形成等效结点荷载
(1)形成局部坐标系下的单元固端力
第一章绪论 一、教学内容 结构力学的基本概念和基本学习方法。 二、学习目标 了解结构力学的基本研究对象、方法和学科内容。 明确结构计算简图的概念及几种简化方法，进一步理解结构体系、结点、支座的形式和内涵。 理解荷载和结构的分类形式。 在认真学习方法论——学习方法的基础上，对学习结构力学有一个正确的认识，逐步形成一个行之有效的学习方法，提高学习效率和效果。 三、本章目录 §1-1 结构力学的学科内容和教学要求 §1-2 结构的计算简图及简化要点 §1-3 杆件结构的分类 §1-4 荷载的分类 §1-5 方法论(1)——学习方法(1) §1-6 方法论(1)——学习方法(2) §1-7 方法论(1)——学习方法(3) §1-1 结构力学的学科内容和教学要求 1. 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。例如房屋中的梁柱体系，水工建筑物中的闸门和水坝，公路和铁路上的桥梁和隧洞等。 从几何的角度，结构分为如表1.1.1所示的三类: 表1.1.1 分特点实例
2. 结构力学的研究内容和方法 结构力学与理论力学、材料力学、弹塑性力学有着密切的关系。 理论力学着重讨论物体机械运动的基本规律，而其他三门力学着重讨论结构及其构件的强度、刚度、稳定性和动力反应等问题。 其中材料力学以单个杆件为主要研究对象，结构力学以杆件结构为主要研究对象，弹塑性力学以实体结构和板壳结构为主要研究对象。学习好理论力学和材料力学是学习结构力学的基础和前提。 结构力学的任务是根据力学原理研究外力和其他外界因素作用下结构的内力和变形，结构的强度、刚度、稳定性和动力反应，以及结构的几何组成规律。包括以下三方面内容： (1) 讨论结构的组成规律和合理形式，以及结构计算简图的合理选择； (2) 讨论结构内力和变形的计算方法，进行结构的强度和刚度的验算； (3) 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应。 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数值计算。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) 力系的平衡条件或运动条件。
天津大学结构力学考研真题资料含答案及详细讲解天津大学结构力学考研真题作用十分重大，能从中琢磨考研老师出题思路，然后给自己的考研复习一个定位。所以，特别是后期的考研复习阶段，尤其需要真题资料，所以不能太急往下做。每一套真题都很宝贵。专业课方面，天津大学结构力学考研真题资料是很重要的，但是总听见一些考生们被假资料所累，被错误的信息引导，影响了复习质量，实在是得不偿失了。为了帮助大家更好的使用天津大学结构力学考研真题资料，且明辨真伪，下面天津考研网小编就仔细和大家说说。 天津大学结构力学考研真题资料什么时候做？ 建议：考前1~2个月，可以做几遍，最近年份的真题建议在临近考试前做一下，不为检测考多少分，只为找找感觉。注意总结，真题是最好的资源，在真题中往深挖掘，反思，这样才能有所提高，《天津大学818结构力学考研真题复习宝典》对考研真题进行了详细讲解并做深度分析，总结出题规律，进行必要的答题技巧点拨，同时在关键时刻做考点预测。 天津大学818结构力学考研真题试卷的卷面分析： 以下内容摘录自《天津大学818结构力学考研红宝书》： 天大的结构题型分为判断题，填空题以及解答题。满分150分，其中判断题6个，每个5分；选择题6个，每个5分；解答题3个，每个30分。 其中判断题主要是对概念的理解，基本上无关计算；选择题一般是简单的计算题；而3个解答题则分别考察力法，位移法以及动力学知识。 结构力学的卷面构成相对简单，常见题型包括填空、判断和分析计算题。考察内容多为基础知识及各知识点的灵活运用。 这里以2010年结构力学考试中的一道分析计算题为例，分析答题思路和要点： 图示连续梁，EI为常数。支座B是弹性抗转支座，抗转刚度为，支座C处弹簧刚度为。试用位移法求解此梁，并绘制弯矩图。（本大题30分）
第12章 结构动力学 12.1 复习笔记【知识框架】
【重点难点归纳】 一、基本概念 ★★★ 1．动力载荷与静力载荷（见表12-1-1） 表12-1-1 动力载荷与静力载荷的基本概念 2．自由振动和强迫振动（见表12-1-2） 表12-1-2 自由振动和强迫振动的基本概念 3．结构动力计算的前提和目的（见表12-1-3） 表12-1-3 结构动力计算的前提和目的
二、结构振动的自由度（见表12-1-4） ★★★ 表12-1-4 结构振动的自由度 三、单自由度结构的自由振动 ★★★★ 1．不考虑阻尼时的自由振动 如图12-1-1（a）所示，弹簧下端悬挂一质量为m的重物。取此重物的静力平衡位置为计算位移y的原点，并规定位移y和质点所受的力都以向下为正。 图12-1-1
（1）刚度系数与柔度系数（见表12-1-5） 表12-1-5 刚度系数与柔度系数 （2）建立振动微分方程的方法（见表12-1-6） 表12-1-6 建立振动微分方程的方法 （3）单自由度结构在自由振动时的微分方程（见表12-1-7） 表12-1-7 单自由度结构在自由振动时的微分方程
2．考虑阻尼作用时的自由振动（见表12-1-8） 表12-1-8 考虑阻尼作用时的自由振动 四、单自由度结构在简谐荷载作用下的受迫振动（见表12-1-9） ★★★
表12-1-9 单自由度结构在简谐荷载作用下的受迫振动 五、单自由度结构在任意荷载作用下的受迫振动 ★★ 单自由度结构在任意动力载荷作用下的质点位移公式均为杜哈梅积分，公式无需记忆，了解即可，此处不进行归纳。两种特殊载荷作用下的质点位移公式见表12-1-10。 表12-1-10 两种特殊载荷作用下的质点位移公式
天津大学研究生院1994年招收硕士生入学试题 考试科目：结构力学（包含结构动力学） 题号：0901 一．计算图1所示珩架指定杆的轴力()12,N N (10分) 二．结构仅在ACB 部分温度升高t 度，并且在D 处作用外力偶M 。试求图示刚架A,B 两点间水平向的相对位移。已知：各杆的EI 为常值，α为线膨胀系数，h 为截面高度。 （20分）
三．用力法分析图3所示结构，绘M 图。计算时轴力和剪力对位移的影响略去不计。各杆的EI 值相同。 （20分） 半圆弧 积分表：2 211 sin sin 2,cos sin 22424 x x xdx x xdx x = -=+? ? 四．试用位移法求解图4所示刚架并绘M 图。计算时不考虑轴力变形时对位移的影响。（20分） 杆端力公式： 21 ,08 f f AB BA ql M M =-=,53,88 f f AB BA ql ql Q Q ==-
一．试用力矩分配法计算图5所示连续梁并绘M 图。（10分） 二．求图示结构的自振频率和主振型，并作出振型图。已知：122,,m m EI m m ===常数， 忽略阻尼影响。 （20分）
天津大学研究生院1995年招收硕士生入学试题 考试科目：结构力学题号：0901 一．选择题：在正确答案处画“√”。每题4分。 1．图示平面体系的几何组成性质是： A.几何不变且无多余联系的 B.几何不变且有多余联系的 C.几何可变的 D.瞬变的 2．图示结构A截面的剪力为： A. –P B. P C. P/2 D. –P/2 3.图示珩架内力为零的杆为： A.3根 B.6根 C.8根 D.7根
历年简答题部分（早年） 1、为什么仅用静力平衡方程，即可确定全部反力和内力的体系是 几何不变体系，且没有多余约束。 因为静定结构仅有平衡条件即可求出全部反力和内力；超静定 结构仅有平衡条件无法求出全部反力和内力；几何可变体系无 静力解答，并且由于静定结构时没有多余约束的，所以仅用静 力平衡方程即可确定全部反力和内力的体系是几何不变体系 （参考答案）。 2、静定结构受荷载作用产生内力，内力大小与杆件截面尺寸无关， 为什么？ 因为静定结构因荷载作用而产生的内力仅有平衡条件即可全部 求得，因此…… 3、荷载作用在静定多跨梁的附属部分时，基本部分的内力一般不 为零，为什么？ 因为附属部分是支承在基本部分上的，对附属部分而言，基本 部分等同于支座，故附属部分有荷载时基本部分内力一般不为 零。（参考答案） 4、用力法求解结构时，如何对其计算结果进行校核？为什么？ 因为超静定结构的内力是通过变形协调条件和平衡条件得出的，因此在对力法求解结果进行校核时应首先校变形协调条件和平 衡条件。
①校核变形协调条件：因为基本结构在多余约束力和荷载作用下 的变形与原结构完全一致，因此可在基本结构上施加单位力， 作出单位力弯矩图，并与力法计算所得的弯矩图图乘，校核计 算所得位移与结构的实际位移是否一致。 ②校核平衡条件：任取结构某一部分为隔离体，校核其弯矩、剪 力、轴力是否符合平衡条件。 5、用位移法求解结构时，如何对其进行计算结果校核，为什么？ 因为超静定结构的内力是通过变形协调条件和平衡条件得出的，因此在对位移法求解结果进行校核时应首先校变形协调条件和 平衡条件。 ①校核平衡条件：任取结构某一部分为隔离体，校核其弯矩、剪 力、轴力是否符合平衡条件。 ②校核变形协调条件：因为在位移法求解过程中已经保证了各杆 端位移的协调，所以，变形协调条件自然满足。 6、为什么实际工程中多数结构都是超静定的？ ①因为超静定结构包含多余约束，万一多余约束破坏，结构仍 能继续承载，具有较高的防御能力。 ②超静定结构整体性好，且内力分布均匀，峰值较小。 ③相比于静定结构，多余约束的存在使得超静定结构拥有更好 的强度、刚度、稳定性。 7、静定结构受荷载作用产生的内力与那些因素有关？
第9章静定结构总论 9.1 复习笔记 本章对静定结构的相关知识进行了归纳总结。介绍了几何构造分析与受力分析之间的对偶关系，归纳了零载法的详细求解步骤，分析了空间杆件体系的几何构造，阐述了空间杆件体系与平面杆件体系的联系，介绍了静定结构的受力特性，比较了静定结构不同结构形式的优缺点。 一、几何构造分析与受力分析之间的对偶关系 几何构造分析与受力分析之间的对偶关系是指“各部件的自由度总数”与“全部约束（包括多余约束）数”之间的相互关系，二者之间的差值为计算自由度W。根据表9-1-1，体系的W值不同，其静力特性也不同。 表9-1-1 具有不同计算自由度W的结构特性 二、零载法（见表9-1-2）
表9-1-2 具有不同计算自由度W的结构特性 三、空间杆件体系的几何构造分析 1．空间结构的概念 空间结构是指各杆件轴线不在同一平面内的结构，它分为空间刚架结构和空间桁架结构，这两种空间结构的区别见表9-1-3。 表9-1-3 空间刚架和空间桁架的区别 2．空间杆件体系的基本组成规律 空间杆件体系有三种组成方式：四个铰连接、一个铰与一个刚体连接、一个刚体与另一
个刚体（基础）连接。不同组成方式的连接方式、限值条件见表9-1-4，此外，表9-1-4还分析了空间杆件体系与平面杆件体系之间的联系。 表9-1-4 空间杆件体系的连接方式 3．空间铰接体系的计算自由度W 设体系上结点的总数为j，链杆与支杆总数为b。空间中一个点具有3个自由度，一根链杆或支杆约束结点一个自由度，因此体系多余自由度个数W表示为 W＝3j－b 根据表9-1-1可判断不同W值下结构的静力特性。 四、静定空间刚架 1．空间刚架问题 当组成刚架的杆件轴线与外荷载不在同一平面内时，这类问题称为空间刚架问题。 2．内力计算 空间刚架有3个位移自由度、3个转动自由度，因此杆件截面具有6个内力分量（F N、F Q1、F Q2、M X、M Y、M Z），可由6个平衡方程分别求解，其计算方法与平面刚架体系相同。
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△ 学院 专业 班级 学号 姓名 不要答题 密封线内不要答题 结构力学 课程试题 ( A )卷 考 试 成 绩 一、 填空题（每题3分，共15分） 1.确定结构计算简图的基本原则是：（ ）。 2. 下列体系的计算自由度为：（ ）。 3.图示结构B 点支座位移为△，则由此产生的A 点的竖向支座反力为（ ）。 4.内力影响线的含义是（ ）。 5.对图示结构，力矩分配系数AB =（ ），固端弯矩F AC M =（ ）。 二、选择题（每题3分，共18分） 1.图示铰接体系是： ( ) （A ）无多余约束的几何不变体系； （B ）常变体系； 题号 一 二 三 四 总分 得分
（C ）有多余约束的几何不变体系； （ D ）瞬变体系； 2.图示桁架零杆的个数为 （ ） （A ） 6根； （B ） 7根； （C ） 8根； （D ） 以上答案都不对。 3.图 示 对 称 结 构 ， 其 最 佳 计 算 方 法 为 ： （ ） (A)力法 ； (B)位移法 ； (C)力矩分配法 ； (D)利用对称性将荷载分组取半结构计算。 q a a a EI ＝常数 4.力法典型方程中，系数ij δ的物理意义为： （ ） （A ）约束i 发生单位位移时产生的约束j 的反力； （B ）约束j 发生单位位移时产生的约束i 的反力； （C ）荷载1=j x 时引起的i x 方向的位移； （D ）荷载1=i x 时引起的j x 方向的位移。 5.机动法作静定结构内力影响线时，其影响线方程是：（ ） （A ）变形条件； （B ）平衡条件； （C ）虚功方程； （D ）反力互等定理。
第1章 绪 论 1.1 复习笔记 【知识框架】 【重点难点归纳】 一、结构力学的研究对象和任务 1．结构的定义 结构定义 结构力学研究的对象和任务 研究对象 主要任务 荷载定义 按作用时间 恒载 荷载的分类 活载 荷载分类 按荷载的作用位置是否变化 固定荷载 按荷载对结构所产生的动力效应大小 静力荷载 动力荷载 计算简图的概述 结构的计算简图 杆件的简化 简化的具体任务 支座和结点的简化 荷载的简化 体系的简化 支座定义 支座 支座分类：活动铰支座、固定铰支座、固定支座、滑动支座 支座和结点的类型 结点定义 结点 结点分类：铰结点、刚结点、组合结点 按几何特征：杆系结构、薄壁结构、实体结构 按受力特性：梁、拱、刚架、桁架、组合结构、悬索结构 结构的分类 按照杆轴线和外力的空间位置：平面结构、空间结构 按照内力是否静定：静定结构、超静定结构 绪论
结构是指建筑物和工程设施中用以担负预定任务、支承荷载的部分。 2．研究对象 （1）结构力学 主要研究由杆件所组成的结构。 （2）材料力学 主要研究单个杆件的计算。 （3）弹性力学 对杆件作更精确的分析，主要研究板、壳、块体等非杆状结构。 3．主要任务 （1）研究结构在荷载等因素作用下的内力和位移的计算。在此基础上，即可利用后续相关专业课程知识进行结构设计或结构验算。 （2）研究结构的稳定计算，以及动力荷载作用下结构的动力反应。 （3）研究结构的组成规则和合理形式等问题。 二、荷载的分类 1．载荷的定义 荷载是指作用在结构上的主动力。 2．载荷的分类 （1）按作用时间 ①恒载 恒载是指长期作用在结构上的不变荷载，如结构的自重、土压力等。 ②活载
结构力学考研真题整理详解 一、填空题 1在平面体系中，联结______的铰称为单铰，联结______的铰称为复铰。[哈尔滨工业大学2007研] 【答案】两个刚片；两个以上的刚片查看答案 【解析】根据定义，单铰是指联结两个刚片的一个铰；复铰是指同时联结两个以上刚片的一个铰。 2互等定理只适用于______体系。反力互等定理、位移互等定理是以______定理为基础导出的。[哈尔滨工业大学2007研] 【答案】线弹性；功的互等查看答案 【解析】因为互等定理中采用的位移计算公式都是在线弹性假定下求出的，所以互等定理只适用于线弹性结构。互等定理包括功的互等定理、位移互等定理及反力互等定理，其中反力互等定理、位移互等定理均基于功的互等定理导出，是功的互等定理的特殊情况。 二、选择题 1在温度改变下，静定结构将（）。[宁波大学2009研]
A．有内力、有位移、无应变 B．有内力、有位移、有应变 C．有内力、无位移、无应变 D．无内力、无位移、有应变 【答案】B查看答案 【解析】在温度改变下，静定结构不会产生内力，但会发生变形，即产生应变和位移。 2用图乘法求位移的必要条件之一是（）。[宁波大学2009研] A．单位荷载下的弯矩图为一直线 B．结构可分为等截面直杆 C．所有杆件EI为常数且相同 D．结构必须是静定的 【答案】B查看答案 【解析】图乘法求位移的必要条件包括：①杆轴为直线；②EI为常数；③M—和MP两个弯矩图中至少有一个是直线图形。B项，变截面直杆可根据截面刚度不同分段利用图乘法求解位移，因此B项不是图乘法求位移的必要条件。 3力法基本方程使用条件是（）构成的超静定结构。[宁波大学2009研]
结构力学经典考研复习笔记-强力推荐-吐血推荐
第一章绪论 一、教学内容 结构力学的基本概念和基本学习方法。 二、学习目标 ?了解结构力学的基本研究对象、方法和学科内容。 ?明确结构计算简图的概念及几种简化方法，进一步理解结构体系、结点、支座的形式和内涵。 ?理解荷载和结构的分类形式。 在认真学习方法论——学习方法的基础上，对学习结构力学有一个正确的认识，逐步形成一个行之有效的学习方法，提高学习效率和效果。 三、本章目录 §1-1 结构力学的学科内容和教学要求 §1-2 结构的计算简图及简化要点 §1-3 杆件结构的分类 §1-4 荷载的分类 §1-5 方法论(1)——学习方法(1) §1-6 方法论(1)——学习方法(2) §1-7 方法论(1)——学习方法(3) §1-1 结构力学的学科内容和教学要求 1. 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。例如房屋中的梁柱体系，水工建筑物中的闸门和水坝，公路和铁路上的桥梁和隧洞等。 从几何的角度，结构分为如表1.1.1所示的三类: 表1.1.1 结构的分类
(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）。 利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。 随着计算机的进一步发展和应用，结构力学的计算由过去的手算正逐步由计算机所代替，本课程的特点是将结构力学求解器集成到网络中，主要利用求解器进行计算和画图。 3. 课程教学中的能力培养 (1) 分析能力 ?选择结构计算简图的能力：将实际结构进行分析，确定其计算简图。 ?进行力系平衡分析和变形几何分析的能力：对结构的受力状态进行平衡分析，对结构的变形和位移状态要进行几何分析。这两方面的分析能力是结构分析的两个看家本领，要在反复运用中加以融会贯通，逐步提高，力求达到能正确、熟练、灵活运用的水平。 ?选择计算方法的能力：要了解结构力学中的各种计算方法的特点，具有根据具体问题选择恰当的计算方法的能力。 (2) 计算能力 ?具有对各种结构进行计算或确定计算步骤的能力。 ?具有对计算结果进行定量校核或定性判断的能力。 ?初步具有应用计算机计算的能力。 做题练习是学习结构力学的重要环节。不做一定量的习题就很难对基本概念和方法有深入的理解和掌握，也很难培养较好的计算能力。 (3) 自学能力 自学包含两个方面：消化已学知识、摄取新的知识。 §1-2 结构的计算简图及简化要点 实际结构往往是很复杂的,进行力学计算以前，必须加以简化，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。 一、简化的原则
~ 第一章绪论 一、教学内容 结构力学的基本概念和基本学习方法。 二、学习目标 了解结构力学的基本研究对象、方法和学科内容。 明确结构计算简图的概念及几种简化方法，进一步理解结构体系、结点、支座的形式和内涵。 理解荷载和结构的分类形式。 《 在认真学习方法论——学习方法的基础上，对学习结构力学有一个正确的认识，逐步形成一个行之有效的学习方法，提高学习效率和效果。 三、本章目录 §1-1 结构力学的学科内容和教学要求 §1-2 结构的计算简图及简化要点 §1-3 杆件结构的分类 §1-4 荷载的分类 §1-5 方法论(1)——学习方法(1) §1-6 方法论(1)——学习方法(2) ~ §1-7 方法论(1)——学习方法(3) §1-1 结构力学的学科内容和教学要求 1. 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。例如房屋中的梁柱体系，水工建筑物中的闸门和水坝，公路和铁路上的桥梁和隧洞等。 从几何的角度，结构分为如表1.1.1所示的三类:
表1.1.1 结构的分类 2. 结构力学的研究内容和方法 结构力学与理论力学、材料力学、弹塑性力学有着密切的关系。 理论力学着重讨论物体机械运动的基本规律，而其他三门力学着重讨论结构及其构件的强度、刚度、稳定性和动力反应等问题。 其中材料力学以单个杆件为主要研究对象，结构力学以杆件结构为主要研究对象，弹塑性力学以实体结构和板壳结构为主要研究对象。学习好理论力学和材料力学是学习结构力学的基础和前提。 ， 结构力学的任务是根据力学原理研究外力和其他外界因素作用下结构的内力和变形，结构的强度、刚度、稳定性和动力反应，以及结构的几何组成规律。包括以下三方面内容： (1) 讨论结构的组成规律和合理形式，以及结构计算简图的合理选择； (2) 讨论结构内力和变形的计算方法，进行结构的强度和刚度的验算； (3) 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应。
第一章结构的几何构造分析 1.瞬变体系：本来是几何可变，经微小位移后，又成为几何不变的体系，成为瞬变体系。瞬变体系至少有一个多余约束。 2.两根链杆只有同时连接两个相同的刚片，才能看成是瞬铰。 3.关于无穷远处的瞬铰： （1）每个方向都有且只有一个无穷远点，（即该方向各平行线的交点），不同方向有不同的无穷远点。 （2）各个方向的无穷远点都在同一条直线上（广义）。 （3）有限点都不在无穷线上。 4.结构及和分析中的灵活处理： （1）去支座去二元体。体系与大地通过三个约束相连时，应去支座去二元体；体系与大地相连的约束多于4个时，考虑将大地视为一个刚片。 （2）需要时，链杆可以看成刚片，刚片也可以看成链杆，且一种形状的刚片可以转化成另一种形状的刚片。 5.关于计算自由度：（基本不会考） （1）W>0,则体系中缺乏必要约束，是几何常变的。 （2）若W=0，则体系具有保证几何不变所需的最少约束，若体系无多余约束，则为几何不变，若有多余约束，则为几何可变。 （3）W<0，则体系具有多与约束。 W≤0是保证体系为几何不变的必要条件，而非充分条件。 若分析的体系没有与基础相连，应将计算出的W减去3. 第二章静定结构的受力分析 1.静定结构的一般性质： （1）静定结构是无多余约束的几何不变体系，用静力平衡条件可以唯一的求得全部内力和反力。 （2）静定结构只在荷载作用下产生内力，其他因素作用时，只引起位移和变形。（3）静定结构的内力与杆件的刚度无关。 （4）在荷载作用下，如果仅靠静定结构的某一局部就可以与荷载维持平衡，则只有这部分受力，其余部分不受力。 （5）当静定结构的一个内部几何不变部分上的荷载或构造做等效变换时，其余部分的内力不变。 （6）静定结构有弹性支座或弹性结点时，内力与刚性支座或刚性节点时一样。解放思想：计算内力和位移时，任何因素都可以分别作用，分别求解，再线性叠加，以将复杂问题拆解为简单情况处理。 2.叠加院里的应用条件是：用于静定结构内力计算时应满足小变形，用于位移计算和超静定结构的内力计算时材料还应服从胡克定律，即材料是线弹性的。 3.分段叠加法作弯矩图： （1）选定外力的不连续点为控制截面，求出控制截面的弯矩值。 （2）分段画弯矩图。 适用条件：既适用于静定结构，也适用于超静定结构，还适用于变截面的情况；但该法是以叠加原理为基础，因此只能适用于小变形和材料是线弹性的情况。4.内力图的特点： （1）计算内力时，所截取的截面应垂直于杆轴，内力假设为正方向。 （2）内力图的坐标，应垂直于杆轴。
第1章 绪 论 1.1 复习笔记 【知识框架】 【重点难点归纳】 一、结构力学的研究对象和任务（见表1-1-1） ★★ 表1-1-1 结构力学的研究对象和任务
二、荷载的分类（见表1-1-2） ★★★ 荷载是指作用在结构上的主动力。 表1-1-2 荷载的分类 三、支座和结点的类型 ★★★★ 1．支座 支座是指把结构与基础联系起来的装置，见表1-1-3。 表1-1-3 支座的类型
2．结点 结点是指结构中杆件相互联结的位置，见表1-1-4。 表1-1-4 结点的类型
四、结构的分类 ★★★ 1．按几何特征分类（见表1-1-5） 表1-1-5 结构按几何特征分类 2．按受力特性分类（见表1-1-6）
表1-1-6 结构按受力特性分类 3．按其他特征分类（见表1-1-7） 表1-1-7 结构其他特征分类 1.2 课后习题详解 复习思考题
1．结构力学的研究对象和具体任务是什么？ 答：（1）结构力学的研究对象 结构力学研究的主要对象是杆系结构。 （2）结构力学的具体任务 ①研究结构在荷载等因素作用下的内力和位移的计算。在此基础上，即可利用后续相关专业课程知识进行结构设计或结构验算。 ②研究结构的稳定计算，以及动力荷载作用下结构的动力反应。 ③研究结构的组成规则和合理形式等问题。 2．什么是荷载？结构主要承受哪些荷载？如何区分静力荷载和动力荷载？ 答：（1）荷载的定义 荷载是指作用在结构上的主动力。 （2）荷载的分类 ①按作用时间分为：恒载和活载。 ②按荷载的作用位置是否变化分为：固定荷载和移动荷载。 ③按荷载对结构所产生的动力效应大小分为：静力荷载和动力荷载。 （3）静力荷载和动力荷载的主要区别 荷载是否使结构产生不可忽略的加速度，即是否可以略去惯性力的影响。若可忽略加速度（惯性力），则为静荷载；若不可忽略加速度（惯性力），则为动荷载。 3．什么是结构的计算简图？如何确定结构的计算简图？ 答：（1）计算简图的定义
《结构力学Ⅰ》考研龙驭球版2021考研结构力学真 题库 第一部分考研真题精选 一、选择题 1图1-1-1所示平面体系的几何组成是（）。[浙江大学2010年研] A．几何不变，无多余约束 B．几何不变，有多余约束 C．几何常变 D．几何瞬变 图1-1-1 【答案】A查看答案 【解析】如图1-1-2所示，把左上角斜杆看成刚片1，把右侧三角形看成刚片2，把大地看成刚片3。刚片1和刚片2形成瞬铰O（1，2），刚片1和刚片3形成瞬铰O（1，3），刚片2和刚片3形成无穷远处瞬铰O（2，3），三个铰不共线，根据三刚片规则，该体系是无多余约束的几何不变体系。
图1-1-2 2图1-1-3（a）所示体系的几何组成是（）。[武汉大学2012年研、郑州大学2010年研、华南理工大学2007年研、河海大学2007年研] A．无多余约束的几何不变体系 B．几何可变体系 C．有多余约束的几何不变体系 D．瞬变体系 图1-1-3 【答案】A查看答案
【解析】在几何构造分析时，可以将曲杆替换为直杆进行简化，所以可将图1-1-3（a）所示体系替换为图1-1-3（b）所示体系。在任一体系上添加或去除二元体不改变体系的几何构造，因此依次去除C支座链杆与CE杆、D支座链杆与DE杆所组成的二元体，以及二元体A—E—B后，可知原体系为无多余约束的几何不变体系。 3如图1-1-4所示结构在所示荷载作用下，其支座A的竖向反力与支座B的反力相比为（）。[郑州大学2010年研、哈尔滨工业大学2008年研] A．前者大于后者 B．二者相等，方向相同 C．前者小于后者 D．二者相等，方向相反 图1-1-4 【答案】B查看答案 【解析】根据静力平衡条件，对C点取矩，∑M C＝0，R A·l－R B·l＝0，解得R A＝R B，即支座A的竖向反力与支座B的反力大小相等，方向也相同。 4图1-1-5所示结构，当高度h增加时，杆件1的内力（）。[南京理工大学2012年研] A．增大
【最新整理，下载后即可编辑】 第一章结构的几何构造分析 1.瞬变体系：本来是几何可变，经微小位移后，又成为几何不变的体系，成为瞬变体系。瞬变体系至少有一个多余约束。 2.两根链杆只有同时连接两个相同的刚片，才能看成是瞬铰。 3.关于无穷远处的瞬铰： （1）每个方向都有且只有一个无穷远点，（即该方向各平行线的交点），不同方向有不同的无穷远点。 （2）各个方向的无穷远点都在同一条直线上（广义）。（3）有限点都不在无穷线上。 4.结构及和分析中的灵活处理： （1）去支座去二元体。体系与大地通过三个约束相连时，应去支座去二元体；体系与大地相连的约束多于4个时，考虑将大地视为一个刚片。 （2）需要时，链杆可以看成刚片，刚片也可以看成链杆，且一种形状的刚片可以转化成另一种形状的刚片。 5.关于计算自由度：（基本不会考） （1）W>0,则体系中缺乏必要约束，是几何常变的。 （2）若W=0，则体系具有保证几何不变所需的最少约束，若体系无多余约束，则为几何不变，若有多余约束，则为几何可变。 （3）W<0，则体系具有多与约束。 W≤0是保证体系为几何不变的必要条件，而非充分条件。 若分析的体系没有与基础相连，应将计算出的W减去3. 第二章静定结构的受力分析 1.静定结构的一般性质： （1）静定结构是无多余约束的几何不变体系，用静力平衡条件可以唯一的求得全部内力和反力。 （2）静定结构只在荷载作用下产生内力，其他因素作用时，只引起位移和变形。 （3）静定结构的内力与杆件的刚度无关。
（4）在荷载作用下，如果仅靠静定结构的某一局部就可以与荷载维持平衡，则只有这部分受力，其余部分不受力。 （5）当静定结构的一个内部几何不变部分上的荷载或构造做等效变换时，其余部分的内力不变。 （6）静定结构有弹性支座或弹性结点时，内力与刚性支座或刚性节点时一样。 解放思想：计算内力和位移时，任何因素都可以分别作用，分别求解，再线性叠加，以将复杂问题拆解为简单情况处理。2.叠加院里的应用条件是：用于静定结构内力计算时应满足小变形，用于位移计算和超静定结构的内力计算时材料还应服从胡克定律，即材料是线弹性的。 3.分段叠加法作弯矩图： （1）选定外力的不连续点为控制截面，求出控制截面的弯矩值。 （2）分段画弯矩图。 适用条件：既适用于静定结构，也适用于超静定结构，还适用于变截面的情况；但该法是以叠加原理为基础，因此只能适用于小变形和材料是线弹性的情况。 4.内力图的特点： （1）计算内力时，所截取的截面应垂直于杆轴，内力假设为正方向。 （2）内力图的坐标，应垂直于杆轴。 （3）直杆在无荷载的区段，M图为一斜直线，剪力图为一平行的直线。 微分关系：dd dd =d d 铰节点上无荷载作用时，铰节点右侧的弯矩图，可以直接延伸过来获得另一侧的弯矩图。 （4）集中力偶M作用处，剪力无变化，M图有突变。 （5）当铰节点处作用力偶时，应看清力偶作用在铰的左侧还是右侧，力偶不能直接作用在铰上，只能作用在铰两侧的截面上。（6）主从型结构，注意利用定向传力的性质。（作用在主结构
）））））） 第一章结构的几何构造分析 1.瞬变体系：本来是几何可变，经微小位移后，又成为几何不变的体系，成为瞬变体系。瞬变体系至少有一个多余约束。 2.两根链杆只有同时连接两个相同的刚片，才能看成是瞬铰。 3.关于无穷远处的瞬铰： （1）每个方向都有且只有一个无穷远点，（即该方向各平行线的交点），不同方向有不同的无穷远点。 （2）各个方向的无穷远点都在同一条直线上（广义）。 （3）有限点都不在无穷线上。 4.结构及和分析中的灵活处理： （1）去支座去二元体。体系与大地通过三个约束相连时，应去支座去二元体；体系与大地相连的约束多于4个时，考虑将大地视为一个刚片。 （2）需要时，链杆可以看成刚片，刚片也可以看成链杆，且一种形状的刚片可以转化成另一种形状的刚片。 5.关于计算自由度：（基本不会考） （1）,则体系中缺乏必要约束，是几何常变的。 （2）若，则体系具有保证几何不变所需的最少约束，若体系无多余约束，则为几何不变，若有多余约束，则为几何可变。 （3），则体系具有多与约束。 是保证体系为几何不变的必要条件，而非充分条件。 若分析的体系没有与基础相连，应将计算出的W减去3. 第二章静定结构的受力分析 1.静定结构的一般性质： （1）静定结构是无多余约束的几何不变体系，用静力平衡条件可以唯一的求得全部内力和反力。 （2）静定结构只在荷载作用下产生内力，其他因素作用时，只引起位移和变形。（3）静定结构的内力与杆件的刚度无关。 （4）在荷载作用下，如果仅靠静定结构的某一局部就可以与荷载维持平衡，则只有这部分受力，其余部分不受力。 （5）当静定结构的一个内部几何不变部分上的荷载或构造做等效变换时，其余部分的内力不变。 （6）静定结构有弹性支座或弹性结点时，内力与刚性支座或刚性节点时一样。解放思想：计算内力和位移时，任何因素都可以分别作用，分别求解，再线性叠加，以将复杂问题拆解为简单情况处理。 2.叠加院里的应用条件是：用于静定结构内力计算时应满足小变形，用于位移计算和超静定结构的内力计算时材料还应服从胡克定律，即材料是线弹性的。 3.分段叠加法作弯矩图： （1）选定外力的不连续点为控制截面，求出控制截面的弯矩值。 （2）分段画弯矩图。
清华大学研究生院2016年招收硕士生入学 试题 考试科目：结构力学（包含结构动力学基础） 一．计算图1所示珩架指定杆的轴力()12,N N (10分) 二．结构仅在ACB 部分温度升高t 度，并且在D 处作用外力偶M 。试求图示刚架A,B 两点间水平向的相对位移。已知：各杆的EI 为常值，α为线膨胀系数，h 为截面高度。 （20分）
三．用力法分析图3所示结构，绘M 图。计算时轴力和剪力对位移的影响略去不计。各杆的EI 值相同。 （20分） 半圆弧 积分表：2211 sin sin 2,cos sin 22424 x x xdx x xdx x =-=+?? 四．试用位移法求解图4所示刚架并绘M 图。计算时不考虑轴力变形时对位移的影响。（20分） 杆端力公式：
21,08f f AB BA ql M M =-=,53,88f f AB BA ql ql Q Q ==- 一． 试用力矩分配法计算图5所示连续梁并绘M 图。（10分） 二． 求图示结构的自振频率和主振型，并作出振型图。已知： 122,,m m EI m m ===常数，忽略阻尼影响。 （20分）
清华大学研究生院2017年招收硕士生入学 试题 考试科目：结构力学（包含结构动力学基础）一．选择题：在正确答案处画“√”。每题4分。 1．图示平面体系的几何组成性质是： A.几何不变且无多余联系的 B.几何不变且有多余联系的 C.几何可变的 D.瞬变的 2．图示结构A截面的剪力为： A. –P B. P C. P/2 D. –P/2
3.图示珩架内力为零的杆为： A.3根 B.6根 C.8根 D.7根 3．图示结构的超静定次数为： A．6次 B．4次 C．5次 D．7次
第一章绪论 一、教学容 结构力学的基本概念和基本学习方法。 二、学习目标 ?了解结构力学的基本研究对象、方法和学科容。 ?明确结构计算简图的概念及几种简化方法，进一步理解结构体系、结点、支座的形式和涵。 ?理解荷载和结构的分类形式。 在认真学习方法论——学习方法的基础上，对学习结构力学有一个正确的认识，逐步形成一个行之有效的学习方法，提高学习效率和效果。 三、本章目录 §1-1 结构力学的学科容和教学要求 §1-2 结构的计算简图及简化要点 §1-3 杆件结构的分类 §1-4 荷载的分类 §1-5 方法论(1)——学习方法(1) §1-6 方法论(1)——学习方法(2) §1-7 方法论(1)——学习方法(3) §1-1 结构力学的学科容和教学要求 1. 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。例如房屋中的梁柱体系，水工建筑物中的闸门和水坝，公路和铁路上的桥梁和隧洞等。 从几何的角度，结构分为如表1.1.1所示的三类: 表1.1.1
2. 结构力学的研究容和方法 结构力学与理论力学、材料力学、弹塑性力学有着密切的关系。 理论力学着重讨论物体机械运动的基本规律，而其他三门力学着重讨论结构及其构件的强度、刚度、稳定性和动力反应等问题。 其中材料力学以单个杆件为主要研究对象，结构力学以杆件结构为主要研究对象，弹塑性力学以实体结构和板壳结构为主要研究对象。学习好理论力学和材料力学是学习结构力学的基础和前提。 结构力学的任务是根据力学原理研究外力和其他外界因素作用下结构的力和变形，结构的强度、刚度、稳定性和动力反应，以及结构的几何组成规律。包括以下三方面容： (1) 讨论结构的组成规律和合理形式，以及结构计算简图的合理选择； (2) 讨论结构力和变形的计算方法，进行结构的强度和刚度的验算； (3) 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的结构反应。 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数值计算。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) 力系的平衡条件或运动条件。
1.瞬变体系：本来是几何可变，经微小位移后，又成为几何不变的体系，成为瞬变体系。瞬变体系至少有一个多余约束。 2.两根链杆只有同时连接两个相同的刚片，才能看成是瞬铰。 3.关于无穷远处的瞬铰： （1）每个方向都有且只有一个无穷远点，（即该方向各平行线的交点），不同方向有不同的无穷远点。 （2）各个方向的无穷远点都在同一条直线上（广义）。 （3）有限点都不在无穷线上。 4.结构及和分析中的灵活处理： （1）去支座去二元体。体系与大地通过三个约束相连时，应去支座去二元体；体系与大地相连的约束多于4个时，考虑将大地视为一个刚片。 （2）需要时，链杆可以看成刚片，刚片也可以看成链杆，且一种形状的刚片可以转化成另一种形状的刚片。 5.关于计算自由度：（基本不会考） （1）,则体系中缺乏必要约束，是几何常变的。 （2）若，则体系具有保证几何不变所需的最少约束，若体系无多余约束，则为几何不变，若有多余约束，则为几何可变。 （3），则体系具有多与约束。 是保证体系为几何不变的必要条件，而非充分条件。 若分析的体系没有与基础相连，应将计算出的W减去3.
1.静定结构的一般性质： （1）静定结构是无多余约束的几何不变体系，用静力平衡条件可以唯一的求得全部内力和反力。 （2）静定结构只在荷载作用下产生内力，其他因素作用时，只引起位移和变形。 （3）静定结构的内力与杆件的刚度无关。 （4）在荷载作用下，如果仅靠静定结构的某一局部就可以与荷载维持平衡，则只有这部分受力，其余部分不受力。 （5）当静定结构的一个内部几何不变部分上的荷载或构造做等效变换时，其余部分的内力不变。 （6）静定结构有弹性支座或弹性结点时，内力与刚性支座或刚性节点时一样。解放思想：计算内力和位移时，任何因素都可以分别作用，分别求解，再线性叠加，以将复杂问题拆解为简单情况处理。 2.叠加院里的应用条件是：用于静定结构内力计算时应满足小变形，用于位移计算和超静定结构的内力计算时材料还应服从胡克定律，即材料是线弹性的。 3.分段叠加法作弯矩图： （1）选定外力的不连续点为控制截面，求出控制截面的弯矩值。 （2）分段画弯矩图。 适用条件：既适用于静定结构，也适用于超静定结构，还适用于变截面的情况；但该法是以叠加原理为基础，因此只能适用于小变形和材料是线弹性的情况。 4.内力图的特点：
《结构力学考研题库》(上)-2
第二章静定结构内力计算 一、判断题： 1、静定结构的全部内力及反力，只根据平衡条件求得，且解答是唯一的。O 2、静定结构受外界因素影响均产生内力，内力大小与杆件截面尺寸无关。X 3、静定结构的几何特征是几何不变且无多余约束。O 4、图(a)所示结构|| M C =0。 O a a(a) B C a a A ? 2a 2 5、图(b)所示结构支座A转动?角，M AB= 0，R C = 0。O 6、荷载作用在静定多跨梁的附属部分时，基本部分一般内力不为零。 O 7、图(c)所示静定结构，在竖向荷载作用下，AB是基本部分，BC是附属部分。X A B C (c) 8、图(d)所示结构B支座反力等于P/2()↑。X 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
9、图(e)所示结构中，当改变B点链杆的方向（不通过A铰）时，对该梁的影响是轴力有变化。 X Ａ Ｂ (e) 10、在相同跨度及竖向荷载下，拱脚等高的三铰拱，水平推力随矢高减小而减小。 X 11、图(f)所示桁架有9根零杆。 O (f) a a a a (g) 12、图(g)所示桁架有：N 1=N 2 =N 3 = 0。O必须算 13、图(h)所示桁架DE杆的内力为零。O 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
a a 14、图(i)所示对称桁架在对称荷载作用下，其零杆共有三根。X 15、图(j)所示桁架共有三根零杆。X 7根 (j) 3m 3m 3m 16、图(k)所示结构的零杆有7根。O 17、图(l)所示结构中，CD杆的内力N 1 = P。X 负P a 44a 18、图(m)所示桁架中，杆1的轴力为0。O 二、作图题：作出下列结构的弯矩图（组合结构要计算链杆轴力）。 19、 20、 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除