Central South University
结构力学实验
报告
学院 :
班级 :
姓名 :
学号 :
导师 :
目录
一、《结构力学实验》指导书 (4)
1.1、学时与学分： (4)
1.2、实验教材： (4)
1.3、实验课的任务、性质与目的： (4)
1.4、实验项目名称： (4)
1.5、仪器设备： (4)
1.6、实验方式与基本要求： (4)
1.7、实验报告编写说明与要求： (5)
二、实验任务书 (6)
2.1、实验资料 (6)
2.2、实验内容与要求 (6)
2.3、实验名称: (8)
2.4、实验目的与原理： (8)
三、实验步聚 (10)
3.1、确定单榀平面刚架KJ—7的计算单元即负荷范围如图三所示： (10)
3.2、选取平面刚架KJ—7的计算简图如图四所示： (11)
3.3、荷载计算： (11)
四、上机操作 (15)
4.1 绘制KJ-7的刚架图 (15)
4.2 出图 (16)
4.3 后期处理 (16)
五、输出电算实验数据 (17)
六、分析实验结果与总结 (79)
一、《结构力学实验》指导书
1.1、学时与学分：实验学时：6 ；实验学分：0.5
1.2、实验教材：
1.）《结构力学》周竞欧主编同济大学出版社
2.）《结构力学实验》指导书蒋青青编
3.）《PK用户手册及技术条件》中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部1.3、实验课的任务、性质与目的：
实验教学是理论联系实际、培养学生实验技能和实践能力的重要教学环节。根据城市地下空间工程专业本科培养方案和教学计划安排，结构力学是一门与工程设计密切相关的重要学科，《结构力学实验》课为三性实验（综合性、设计性、研究性）。通过该实验课的教学，要求学生掌握结构力学的手工计算方法和电算方法，使学生熟悉结构力学电算的基本原理；正确分析结构的传力途径和准确计算作用在结构上的荷载；学会使用结构CAD系列软件PKPM中的PK计算软件来分析平面杆件结构内力和位移的实际操作步骤和方法；了解结构力学在地下空间工程中的用途，培养学生综合运用所学理论知识解决地下结构实际工程问题的动手技能和初步具备设计能力，为今后学习《混凝土结构》、《地下建筑结构》等专业课程打下一定的基础。
1.4、实验项目名称：结构力学电算方法。
1.5、仪器设备：
在计算机房进行实验，每人一台计算机，采用中国建筑科学研究院编制的《微机结构CAD系统软件PKPM系列》中的PK平面刚架计算软件进行实验。1.6、实验方式与基本要求：
1）、任课教师讲清实验的基本原理、方法及要求。
2)、实验前必须制定好上机步骤，弄清实验目的。
3)、实验小组为2人一组，每人一台计算机和相关的配套软件设备，每次上机均为2小时。
4)、要求学生掌握微机结构CAD系统软件PKPM系列中的PK计算软件的技术条件、所需相关课程知识、操作方法和步骤。
5)、实验中根据实验任务书提供的资料，联系地下空间工程实际建立力学模型，选取平面刚架计算简图；分析结构的传力途径，手工计算作用在结构上的荷载；按照PK计算软件的操作步骤和技术条件，利用人机对话菜单，输入梁、柱有关几何尺寸、荷载、及其它有关数据，对所输入的信息进行校核；对平面刚架进行内力和挠度计算，分析其受力和变形的特点；记录实验步聚和实验中所遇到的问题，输出实验结果与数据资料并对其进分析和总结，写出详细的实验报告。1.7、实验报告编写说明与要求：
实验报告内容应包括：实验指导书；实验任务书；实验名称；实验目的及原理；实验所用主要仪器设备和所采用的结构力学电算软件名称；实验过程及操作步骤简述；实验结果数据；分析刚架中梁柱内力和变形的计算结果；对存在的问题及改进方法的设想。
二、实验任务书
2.1、实验资料
某附建式公共建筑地下两层，地面以上四层或五层，其标准层建筑平面如图一所示，标准层楼面结构布置如图二所示，墙体恒载5.24kN/m2。钢筋砼柱截面尺寸为400×500，Ξ 轴—ψ轴、Z 轴—[ 轴的室内楼面梁、屋面梁截面尺寸为250×500，ψ 轴--Z轴的楼面走道梁和屋面梁截面尺寸为250×300，其他有关计算数据详见表1。
2.2、实验内容与要求
根据实验资料确定单榀刚架的负荷范围即计算单元，分析结构的传力途径，首先，手工计算作用在结构上的荷载；再上机按照PK计算软件的操作步骤和技术条件，利用人机对话菜单，输入梁、柱有关几何尺寸、荷载及其它有关数据，对所输入的信息进行校核；对平面刚架进行内力和挠度计算，分析其受力和变形的特点；记录实验步聚和实验中所遇到的问题，输出实验结果与数据资料并对其进行分析和总结，编制详细的实验报告。
表1 城地1003班结构力学实验框架计算数据
2.3、实验名称:结构力学电算方法。
2.4、实验目的与原理：
通过实验，掌握结构力学的手工计算方法和电算方法，熟悉结构力学电算的基本原理即刚度矩阵法原理，正确分析作用在结构上的荷载的传递途径，学会使用结构CAD系列软件中的PK计算软件来分析平面杆件结构内力和位移的实际操作步骤和方法，了解结构力学在地下空间工程中的用途，培养自己综合运用所学
知识解决地下结构实际工程问题的动手技能，为今后学习《混凝土结构》、《地下建筑结构》等专业课程打下一定的基础。
三、实验步聚：
3.1、确定单榀平面刚架KJ—7的计算单元即负荷范围如图三所示：
图三平面刚架的计算单元
3.2、选取平面刚架KJ—7的计算简图如图四所示：
图四框架计算简图
3.3、荷载计算：
由表1查得KJ－7的屋面恒载为5.4KN/m2，屋面活载为0.8KN/m2，
面恒载为4.7KN/m2，楼面活载为2.5KN/m2：
1）、恒载计算：
（1）节点恒载：
a. 第七层楼面纵向联系梁L－1、L－2传给刚架柱的节点集中力P1（KN）：
P1＝5.24kN/m2×4.2m×（4.5m＋4.2m）÷2
＝95.73 kN
第七层楼面纵向联系梁L－1、L－2传给刚架柱的节点集中力偶M1（KN·m ）：
M1 ＝P1×e1＝11.97 KN·m
b. 第六层楼面纵向联系梁L－1、L－2传给刚架柱的节点集中力P2（KN）：
P2 ＝5.24kN/m2×3.9m×（a左＋a右）÷2
＝88.90 kN
第六层楼面纵向联系梁L－1、L－2传给刚架柱的节点集中力偶M2（KN·m ）：
M2 ＝P2×e2＝11.11 KN·m
c. 第二~五层楼面纵向联系梁L－1、L－2传给刚架柱的节点集中力P3（KN）：
P3 ＝5.24kN/m2×3.9m×（a左＋a右）÷2
＝88.90 kN
第二~五层楼面纵向联系梁L－1、L－2传给刚架柱的节点集中力偶M3（KN·m ）
M3 ＝P3×e3＝11.11 KN·m
2)、梁间恒载：
a. 第七层屋面板传给刚架梁的均布恒载（线荷载）g1：
g1＝5.4 kN/m2×（a左＋a右）÷2
＝23.49kN/m
b. 第七层楼面板及内隔墙传给框架梁的均布恒载（线荷载）g2（KN/m）：
g2＝［4.7 kN/m2×（a左＋a右）÷2］＋（5.24kN/m2×4.2m）
＝42.45 kN/m
c. 第六层楼面板及内隔墙传给框架梁的均布恒载（线荷载）g3（KN/m）：
g2＝［4.7 kN/m2×（a左＋a右）÷2］＋（5.24kN/m2×3.9m）
＝40.88 kN/m
d. 第二~五楼面板及内隔墙传给框架梁的均布恒载（线荷载）g4（KN/m）：
g3＝［4.7 kN/m2×（a左＋a右）÷2］＋（5.24kN/m2×3.9m）
＝40.88 kN/m
框架KJ－恒载图见图五所示。
2）、活载计算：只有梁间均布活载，没有梁间集中力。
（1）第七层屋面板传给框架梁的均布活载（线荷载）q1（KN/m）：q1＝0.8 kN/m2×（a左＋a右）÷2＝3.48 kN/m
（2）第二~七层楼面板传给框架梁的均布活载（线荷载）q2：（KN/m）：q2＝2.5 kN/m2×（a左＋a右）÷2＝10.88 kN/m
框架活载图见图六所示
四、上机操作
4.1 绘制KJ-7的刚架图
本次实验的刚架图是利用PKPM软件里的PK来是实现的。首先打开PKPM，然后选择PK，选择PK数据交互输入和计算选项，改变工作目录，选择一个之前就已经新建好的文件夹作为我的工作目录。点击应用，弹出一个对话框，问是否新建一个文件或是打开已有文件，我是第一次绘图，肯定是新建了，我就新建一个名字为020*******的文件，以学号命名。下一步就是进入PK的界面，然后开始绘图。
按照要求，我要绘制的是KJ-7的刚架图。在右侧的菜单中点击参数输入，根据自己的数据来修改一些参数，修改好之后点击确定，这样参数就输入好了。接下来点击网格生成，点击框架网格，进入一个编辑页面，
先输入跨度的数据，然后输入每层的高度，这样一个我所需要的框架就建好了。接下来我要给这个框架命名，但是可能是我的这个PKPM软件安装时有些问题，就是显示不出来，能命名，但是点击轴线显示的就不能显示出来。我就先不管这个问题，因为这个问题我可以利用天正建筑来解决。不过我还是知道从左到右依次命名为ABCD轴。这个做好之后，就是开始布置柱和梁，柱大小为400×500，梁大小有两种，一是250×500，另一个是250×300。很显然，学过PKPM一看就知道这两种梁该布置在什么地方了。
基本的刚架绘制好了，但是还要输入荷载，荷载包括恒载和活载，荷载和活载对于楼面和屋面是不同，因此要注意这里。这些在之前的工作中都已经计算好了，现在只要按照步骤来输入就可以了。
输入的
恒载有节点荷载和梁间荷载，输入的活载有梁间活载。这些工作做好之后就可以开始进行下一步的工作了。
4.2 出图
当刚架图绘制好了，并输入了正确的荷载之后，就可以开始出图了。点击右侧菜单的计算简图，就可以看到我们所需要的框架里面图、荷载图和活载图。点击主菜单，点击计算，然后点击OK。
右侧的菜单中有一个计算结构，是文本格式的数据，也就是计算的数据。然后往下就有弯矩包络图、剪力包络图、轴力包络图、恒载弯矩图、恒载轴力图、恒载剪力图、活载弯矩图，活载轴力图、活载剪力图。
4.3 后期处理
确定我所需要的图无误之后，我就把它们导出来，导入天正建筑里面去修改，比如数据打架之类要改好，我的轴没有命名好，我就在天正里面命名。最后利用一个软件将图像弄到我的报告里。
五、输出电算实验数据
（1）框架计算简图···················见图七
（2）恒载作用图·····················见图八
（3）活载作用图·····················见图九
结构力学（二）上机试验结构力学求解器的使用 上机报告 班级： 姓名： 学号： 日期：
实验三、计算结构的影响线 1．实验任务 （1）作以下图示梁中截面D 的内力D M 、QD F 的影响线。 观览器：D M 的影响线 观览器：QD F 的影响线 D |F=1 3 365
编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,3,0 结点,3,6,0 结点,4,12,0 结点,6,6,1 结点,5,17,1 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,0 单元,3,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,5,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,5,3,0,0,0 影响线参数,-2,1,1,3 影响线参数,-2,1,1,2 End
作以下图示梁中截面D 的内力D M 、QD F 的影响线。 观览器： D M 的影响线 QD F 的影响线
编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,2,0 结点,3,4,0 结点,4,6,0 结点,5,8,0 结点,6,0,1 结点,7,8,1 结点,8,2,1 结点,9,4,1 结点,10,6,1 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 单元,1,6,1,1,1,1,1,0 单元,6,8,1,1,0,1,1,0 单元,8,9,1,1,0,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,5,1,1,0,1,1,0
结构力学实验报告 班级12土木2班 姓名 学号
实验报告一 实验名称 在求解器中输入平面结构体系 一实验目的 1、了解如何在求解器中输入结构体系 2、学习并掌握计算模型的交互式输入方法； 3、建立任意体系的计算模型并做几何组成分析； 4、计算平面静定结构的内力。 二实验仪器 计算机，软件：结构力学求解器 三实验步骤 图2-4-3 是刚结点的连接示例，其中图2-4-3a 中定义了一个虚拟刚结点和杆端的连接码；各个杆端与虚拟刚结点连接后成为图2-4-3b 的形式，去除虚拟刚结点后的效果为图2-4-3c 所示的刚结点；求解器中显示的是最后的图2-4-3c。图2-4-4 是组合结点的连接示例，同理，无需重复。铰结点是最常见的结点之一，其连接示例在图2-4-5 中给出。这里，共有四种连接方式，都等效于图2-4-5e 中的铰结点，通常采用图2-4-5a 所示方式即可。值得一提的是，如果将三个杆件固定住，图2-4-5b~d 中的虚拟刚结点也随之被固定不动，而图2-4-5a 中的虚拟刚结点仍然存在一个转动自由度，可以绕结点自由转动。这是一种结点转动机构，在求解器中会自动将其排除不计①。结点机构实际上也潜存于经典的结构力学之中，如将一个集中力矩加在铰结点上，便可以理解为加在了结点机构上（犹如加在可自由转动的销钉上），是无意义的。 综上所述，求解器中单元对话框中的“连接方式”是指各杆端与虚拟刚结点的连接方式，而不是杆件之间的连接方式。这样，各杆件通过虚拟刚结点这一中介再和其他杆件间接地连接。这种处理的好处是可以避免结点的重复编码（如本书中矩阵位移法中所介绍的），同时可以方便地构造各种
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，简称为结构。 从几何角度来看，结构可分为三类，分别为：杆件结构、板壳结构、实体结构。 结构力学中所有的计算方法都应考虑以下三方面条件： ①力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（或称为本构方程）。 结点分为：铰结点、刚结点。 铰结点：可以传递力，但不能传递力矩。 刚结点：既可以传递力，也可以传递力矩。 支座按其受力特质分为：滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座。 在结构计算中，为了简化，对组成各杆件的材料一般都假设为：连续的、均匀的、各向同性的、完全弹性或弹塑性的。 荷载是主动作用于结构的外力。 狭义荷载：结构的自重、加于结构的水压力和土压力。 广义荷载：温度变化、基础沉降、材料收缩。 根据荷载作用时间的久暂，可以分为：恒载、活载。 根据荷载作用的性质，可以分为：静力荷载、动力荷载。 结构的几何构造分析 在几何构造分析中，不考虑这种由于材料的应变所产生的变形。 杆件体系可分为两类： 几何不变体系------在不考虑材料应变的条件下，体系的位置和形状是不能改变的。 几何可变体系------在不考虑材料应变的条件下，体系的位置和形状是可以改变的。 自由度：一个体系自由度的个数，等于这个体系运动时可以独立改变的坐标的个数。 一点在平面内有两个自由度（横纵坐标）。 一个刚片在平面内有三个自由度（横纵坐标及转角）。 凡是自由度的个数大于零的体系都是几何可变体系。 一个支杆（链杆）相当于一个约束。可以减少一个自由度。 一个单铰（只连接两个刚片的铰）相当于两个约束。可以减少两个自由度。一个单刚结（刚性结合）相当于三个约束，可以减少三个自由度。 如果在一个体系中增加一个约束，而体系的自由度并不因而减少，则此约束称为多余约束。增加了约束，计算自由度会减少。因为w=s-n . 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称为瞬变体系。 实铰：两个刚片（地基也算一个刚片），如果用两根链杆给链接上，并且两根链杆能在其中一个刚片上交于一点，所构成的铰就叫实铰。 瞬铰：两个刚片（地基也算一个刚片），如果用两根链杆给链接上，两根链杆在两刚片间没有交于一点，而是在两根链杆的延长线上交于一点，从瞬时微小运动来看，这就是瞬铰了。两根链杆所起的约束作用等效于在链杆交点处上面放了一个单铰的约束作用。通常所起作用为转动。 截面上应力沿杆轴切线方向的合力，称为轴力。轴力以拉力为正。 截面上应力沿杆轴法线方向的合力称为剪力。剪力以绕微段隔离体顺时针转者为正。 截面上应力对截面形心的力矩称为弯矩。在水平杆件中，当弯矩使杆件下部受拉时，弯矩为正。 作轴力图和剪力图要注明正负号。作弯矩图时，规定弯矩图的纵坐标应画在受拉纤维一边，不注明正负号。 通常在桁架的内力计算中，采用下列假定： ①桁架的结点都是光滑的铰结点； ②各杆的轴线都是直线并通过铰的中心； ③荷载和支座反力都作用在结点上。 根据几何构造的特点，静定平面桁架可分为三类：简单桁架，联合桁架，复杂桁架。 在单杆的前提下，当结点无荷载作用时，单杆的内力必为零。此单杆称为零杆。 由链杆和梁式杆组成的结构，称为组合结构。 链杆只受轴力作用；梁式杆除受轴力作用外，还受弯矩和剪力作用。 三铰拱受力特点： ①在竖向荷载作用下，梁没有水平反力，而拱则有推力。 ②由于推力的存在，三铰拱截面上的弯矩比简支梁的弯矩小。弯矩的降低，使拱能更充分地发挥材料的作用。 ③在竖向荷载作用下，梁的截面内没有轴力，而拱的截面内轴力较大，且一般为压力。 合理拱轴线：在固定荷载作用下使拱处于无弯矩、无剪力、而只有轴力作用的轴线。 合理轴线：通常指具有不同高跨比的一组抛物线。 影响线 内力影响线：表示单位移动荷载作用下内力变化规律的图形。无论在剪力、弯矩、支座反力的影响线图中都需要标上正负号。影响线是研究移动荷载最不利位置和计算内力最大值（或最小值）的基本工具。 荷载：特定单位移动荷载P=1 固定、任意荷载最不利位置：如果荷载移动到某个位置，使某量Z达到最大值，则此荷载位置称为最不利位置。 影响线的一个重要作用，就是用来确定荷载的最不利位置。 定出荷载最不利位置判断的一般原则是：应当把数量大、排列密的荷载放在影响线竖距较大的部位。 计算结构的位移目的有两个： ①一个目的是验算结构的刚度，即验算结构的位移是否超过允许的位移限值。 ②另一个目的是为超静定结构的内力分析打下基础。 产生位移的原因主要有下列三种： ①荷载作用②温度变化和材料胀缩③支座沉降和制造误差 一组力可以用一个符号P表示，相应的位移也可用一个符号Δ表示，这种夸大了的力和位移分别称为广义力和广义位移。 图乘法的应用条件：①杆段应是等截面直杆段。②两个图形中至少应有一个是直线，标距y0 应取自直线图中。 互等定理包括四个普遍定理：①功的互等定理②位移互等定理 ③反力互等定理④位移反力互等定理。 3、对称结构就是指： ①结构的几何形式和支承情况对某轴对称。 ②杆件截面和材料性质也对此轴对称。（因而杆件的截面刚度EI对此轴对称） 4、对称荷载：对称荷载绕对称轴对折后，左右两部分的荷载彼此重合（作用点相对应、数值相等、方向相同） 反对称荷载：反对称荷载绕对称轴对折后，左右两部分的荷载正好相反（作用点相对应、数值相等、方向相反） 超静定结构有一个重要特点，就是无荷载作用时，由于其他因素（如：支座移动、温度改变、材料收缩、制造误差）的作用也可以产生内力。 超静定结构：由于其他因素（如：支座移动、温度改变、材料收缩、制造误差）的作用可以产生位移也可以产生内力。 静定结构：由于其他因素（如：支座移动、温度改变、材料收缩、制造误差）的作用可以产生位移但不能产生内力。 力法：多余未知力静定结构变形协调（位移相等） 位移法：结构独立结点位移（角、线位移）超静定单杆（是用位移表示的）平衡方程 2、系数EAi /Li是使杆端产生单位位移时所需施加的杆端力，称为杆件的刚度系数。 体系的自由度指的是确定物体位置所需要的最少坐标数目。 拱的基本特点是在竖向荷载作用下会产生水平支座反力。 .静定结构的特性：（1）静定结构的全部约束反力与内力都可以用静力平衡方程求得。（2）温度变化、支座位移不引起静定结构的内力。3)当一个平衡力系作用在静定结构的某一自身几何不变的杆上时，静定结构只在该力系作用的杆段内产生内力。(4).作用在静定结构的某一自身为几何不变的杆 段上的某一荷载，若用在该段上的一个等效 力系来代替，则结构仅在该段上的内力发生 变化，其余部分内力不变。 1.平面杆件结构分类？ 梁、刚架、拱、桁架、组合结构。 2.请简述几何不变体系的俩刚片规则。 两刚片用一个铰和一根不通过该铰链中心的链杆或不全交于一点也不全平行的三根链杆相联，则组成的体系是几何不变的，并且没有多余约束。 3.请简述几何不变体系的三刚片规则。 三刚片用不共线的三个铰两两相联或六根链杆两两相联，则组成的体系是几何不变体系，且没有多余约束。 4.从几何组成分析上来看什么是静定结构，什么是超静定结构？(几何特征) 无多余约束的几何不变体系是静定结构，有多余约束的几何不变体系是超静定结构，有几个多余约束，即为几次超静定。 5.静定学角度分析说明什么是静定结构，什么是超静定结构？ 只需要利用静力平衡条件就能计算出结构全部支座反力和构件内力的结构称为静定结构；全部支座反力和构件内力不能只用静力平衡条件确定的结构称为超静定结构。 6.如何区别拱和曲梁 杆轴为曲线且在竖向荷载作用下能产生水平推力的结构，称为拱；杆轴为曲线，但在竖向荷载作用下无水平推力产生，称为曲梁。 7.合理拱轴的条件？ 在已知荷载作用下，如所选择的三铰拱轴线能使所有截面上的弯矩均等于零，则此拱轴线为合理拱轴线。 仅供学习与参考
一、判断题： 1、力矩分配法中的分配系数、传递系数与外来因素（荷载、温度变化等）有关。（ ） 2、若图示各杆件线刚度i 相同，则各杆A 端的转动刚度S 分别为：4 i , 3 i , i 。（√ ） A A A 3、图示结构EI =常数，用力矩分配法计算时分配系数4 A μ= 4 / 11。（ ） 1 2 3 4 A l l l l 4、图示结构用力矩分配法计算时分配系数μAB =12/，μAD =18/。（√ ） B C A D E =1i =1 i =1i =1 i 5、用力矩分配法计算图示结构，各杆l 相同，EI =常数。其分配系数μBA =0.8，μBC =0.2， μBD =0。（√ ） A B C D 6、单元刚度矩阵反映了该单元杆端位移与杆端力之间的关系。（√ ） 7、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。（ X ） 8、局部坐标系与整体坐标系之间的坐标变换矩阵T 是正交矩阵。（√ ） 9、结构刚度方程矩阵形式为：[]{}{}K P ?=，它是整个结构所应满足的变形条件。（ X ） 10、矩阵位移法中，等效结点荷载的“等效原则”是指与非结点荷载的结点位移相等。（√ ）
二．选择题 (1)欲使图2－1所示体系的自振频率增大，在下述办法中可采用：（ D ） A．增大质量 m； B．将质量 m 移至梁的跨中位置；C．减小梁的 EI； D．将铰支座改为固定支座。 图2－1 (2)平面杆件结构一般情况下的单元刚度矩阵[]66? k，就其性质而言，是：（ B ） A．非对称、奇异矩阵； B．对称、奇异矩阵； C．对称、非奇异矩阵； D．非对称、非奇异矩阵。 (3)已知图2－3所示刚架各杆 EI = 常数，当只考虑弯曲变形，且各杆单元类型相同时，采用先处理法进行结点位移编号，其正确编号是：（A ） 图2－3
结构力学求解器学习报告 一、实习目的 结构力学上机实习使训练学生使用计算机进行结构计算的重要环节。通过实习，学生可以掌握如何使用计算机程序进行杆系结构的分析计算，进一步掌握结构力学课程的基本理论和基本概念。在此基础上，通过阅读有关程序设计框图，编写、调试结构力学程序，学生进一步提高运用计算机进行计算的能力，为后续课程的学习、毕业设计及今后工作中使用计算机进行计算打下良好的基础。 二、实习时间 大三上学期第19周星期一至星期五。 三、实习内容 本次实习以自学为主，学习如何使用结构力学求解器进行结构力学问题的求解，包括：二维平面结构（体系）的几何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、自由振动、弹性稳定、极限荷载等。对所有这些问题，求解器全部采用精确算法给出精确解答。 四、心得体会 第一天上机时，张老师对结构力学求解器的使用方法进行了简单的介绍，然后就是学生自己自学的时间了。每个学生都有自己对应的题目要完成，在完成这些题目的同时，我也逐渐对结构力学求解器的运用更加自如。 从刚开始的生疏到最后的熟练运用，我遇到了不少问题：①第一次使用在有些问题上拿不定注意，例如，在材料性质那一栏，我不知
道是EA和EI的取值②第一次接触这个软件，在使用过程中不知道该如何下手，题目条件的输入顺序也很模糊。③经常会忘记添加荷载的单位，导致计算结果出现问题。④对于有些命令不能很明确的知道其用法，致使在使用时经常出错。在面对这些问题时，我一般都会向同学和老师寻求帮助，直到最终将问题解决。 通过这几天的上机实习，不仅让我进一步掌握了结构力学的知识，同时，还使我对结构力学求解器有了更深入的了解： 1. 结构力学求解器首先是一个计算求解的强有效的工具。对于任意平面的结构，只要将参数输进求解器，就可以得到变形图和内力图，甚至还可以求得临界荷载等问题。 2.即便是结构力学的初学者，只要会用求解器，也可以用求解器来方便地求解许多结构的各类问题，以增强对结构受力特性的直观感受和切实体验。 3.书本中的方法并非所有类型的问题都可以解决，例如，不规则分布的荷载以及超静定结构用传统方法比较困难，但用求解器就较为简单。而且，用求解器求解问题时可以不忽略轴向变形等书本中忽略的条件，与实际更加相符。 4.求解器可以用静态图形显示结构简图、变形图、内力图，还可以用动画显示机构模态、振型等动态图形。利用复制到剪贴板的功能，可以将结构简图、变形图、内力图以点阵图或矢量图的形式粘贴到word文档中，并可以方便地进行再编辑。
实验报告一 平面刚架内力计算程序APF 实验目的：(1)分析构件刚度与外界温度对结构位移的影响，如各杆刚度改变对内力分布的影响、温度因数对内力分布的影响。 (2)观察并分析刚架在静力荷载及温度作用下的内力和变形规律，包括刚度的变化，结构形式的改变，荷载的作用位置变化等因素对内力及变形的影响。对结构静力分析的矩阵位移法的计算机应用有直观的了解 (3)掌握杆系结构计算的《结构力学求解器》的使用方法。通过实验加深对静定、超静定结构特性的认识。 实验设计1： 计算图示刚架当梁柱刚度12I I 分别为15、11、15、1 10时结构的内力和位移，由此分析当刚架在水平荷 载作用下横梁的水平位移与刚架梁柱 比（1 2I I ）之间的关系。(计算时忽略轴向变形)。 数据文件： (1)变量定义,EI1=1,EI2=0.2(1,5,10) 结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,6,4 结点,4,6,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,4,6,0,0,0,0 结点荷载,2,1,100,0 单元材料性质,1,1,-1,EI1,0,0,-1 单元材料性质,2,2,-1,EI2,0,0,-1 单元材料性质,3,3,-1,EI1,0,0,-1 (2)变量定义,EI1=5(1,0.2,0.1),EI2=1 结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,6,4 结点,4,6,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,4,6,0,0,0,0 结点荷载,2,1,100,0 单元材料性质,1,1,-1,EI1,0,0,-1 单元材料性质,2,2,-1,EI2,0,0,-1 单元材料性质,3,3,-1,EI1,0,0,-1 主要计算结果： 位移：
结构力学一、二单元复习资料 一、填空题 1．荷载按作用时间久暂分为和两类。 2．结构计算简图中，结点通常简化为结点、结点和组合结点。 杆系结构中联结杆件的基本结点有和两种。 3．刚结点的特点是，各杆件在连接处既无相对错动也无相对，可以传递剪力 和。 4．建筑是关于空间的艺术，建筑物中起到支撑起稳固空间作用的骨架体系被称为，骨架体系中能够承受和传递力的作用的杆件被称为。很多杆件通过约束相联所组成的体系，按照几何形状是否可变可以分为和。 5．杆系结构按其受力特性不同可分为：、拱、、、组合结构、悬索结构。 6．连接n根杆件的复铰相当于个单铰，相当于个约束，一个固定铰支座相当于个约束，一个固定端支座相当于个约束。 7．切断受弯杆后再加入一个单铰，相当于去掉了个约束 8．几何不变体系的三个基本组成规则分别是三刚片规则、规则、规则。9．两刚片用一个铰和_________________相联，组成无多余约束的几何不变体系。 10．平面内一个点和一根链杆自由运动时的自由度数分别等于和。 11．从几何组成上讲，静定和超静定结构都是体系，前者多余约束而后者多余约束。 12．试判断下列图示体系的几何组成性质，图是没有多余约束的几何不变体系, 图是几何可变体系。 (a) (b) (c) 13．下列（a）图体系为几何体系；（b）图体系为几何体系；（c）图体系为体系。其中有多余联系的体系为图中的体系，此体系的自由度为，计算自由度W为。 (a) (b) (c)
二、判断题 1．三刚片用三个铰两两相联必成为几何不变体系。（） 2．某结构若计算自由度W≤0，则该结构必是几何不变体系。（） 3．当一个体系的计算自由度为零时，必为几何不变体系。（） 4．几何不变体系的自由度一定为0，而其计算自由度可能大于0。（） 5．两刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆连接，组成没有多余约束的几何不变体系。（） 6．瞬变体系由于经微小位移后就变成几何不变体系，所以可以作为结构形式使用。（）7．静定结构几何不变且无多余联系。（） 8．几何不变体系的计算自由度必定等于零。（） 三、单选题 1．下列哪种情况不能组成无多余约束的几何不变体系（） A.三刚片以3个铰两两相连，3个铰不在一条直线上； B.两刚片以一个铰和一个链杆相连，链杆不通过铰； C.两刚片以3个链杆相连，3个链杆不平行也不汇交； D.无。 2．图示结构的几何性质为（）。 A. 几何不变体，无多余约束 B. 几何不变体，有多余约束 C. 常变体系 D. 瞬变体系 题2图题3图题4图 3．如图所示平面杆件体系为（）。 A.几何不变无多余约束体系； B.几何不变有多余约束体系； C.瞬变体系； D.常变体系。 4.如图所示体系为（） A.几何不变无多余约束体系 B.几何不变有多余约束体系 C.几何可变体系 D.无法确定5．图示体系为（）体系 A．无多余约束几何不变 B．有多余约束几何不变 C．瞬变体系 D．常变体系
一、判断题(共223小题） 1。结构的类型若按几何特征可分为平面结构和空间结构。(A) 2、狭义结构力学的研究对象是板、壳结构(B)。 3 单铰相当于两个约束。(A) 4、单刚节点相当于三个约束。(A) 5、静定结构可由静力平衡方程确定全部约束力和内力。A 6、超静定结构可由静力平衡方程确定全部约束力和内力B。 7 无多余约束的几何不变体系是静定结构。A 8 三刚片规则中三铰共线为可变体系。B 9 两刚片用一个单铰和一个不通过该铰的链杆组成的体系为静定结构。A 10 两刚片用一个单铰和一个不通过该铰的链杆组成的体系为超静定结构B。 11链杆相当于两个约束。B 12 平面上的自由点的自由度为2 A 13 平面上的自由刚体的自由度为3 A 14 铰结点的特征是所联结各杆可以绕结点中心自由转动。A 15 有多余约束的几何不变体系是超静定结构。A 16 无多余约束的几何可变体系是超静定结构。B 17、无多余约束的几何可变体系是静定结构。B 18刚结点的特征是当结构发生变形时汇交于该点的各杆端间相对转角为零。A 19 三刚片规则中三铰共线为瞬变体系。A 20三个本身无多余约束的刚片用三个不共线的单铰两两相连，则组成的体系为静定结构。A 21 一个刚结点相当于3个约束。 22 一个连接3个刚片的复铰相当于2个单铰。A 23 一个铰结三角形可以作为一个刚片。A 24 一个铰结平行四边形可以作为一个刚片。B 25 一根曲杆可以作为一个刚片。A 26 一个连接４个刚片的复铰相当于2个单铰．B 27 任意体系加上或减去二元体，改变体系原有几何组成性质。B 28 平面几何不变体系的计算自由度一定等于零。B 29 平面几何可变体系的计算自由度一定等于零。B 30 三刚片体系中若有1对平行链杆，其他2铰的连线与该对链杆不平行，则该体系为几何不变体系。A 31 三刚片体系中，若有三对平行链杆，那么该体系仍有可能是几何不变的。B 32 三刚片体系中，若有２对平行链杆，那么该体系仍有可能是几何不变的。A 33 一个单铰相当于一个约束。B 34 进行体系的几何组成分析时，若体系通过三根支座链杆与基础相连，可以只分析体系内部。B 35 三刚片体系中，若有两个虚铰在无穷远处，则该体系一定为几何可变。B 36 有多余约束的体系为静定结构。B 37 静定结构一定几何不变。A 38 超静定结构一定几何不变．A 39 几何不变体系一定是静定结构。B 40几何不变体系一定是超静定结构。B 41力是物体间相互的机械作用。A 42 力的合成遵循平行四边形法则。A 43 力的合成遵循三角形法则。A 44 力偶没有合力。A 45 力偶只能用力偶来平衡。A 46 力偶可以和一个力平衡。B 47 力偶对物体既有转动效应，又有移动效应。B 48 固定铰支座使结构在支承处不能移动也不能转动。B 49 可动铰支座使结构在支承处能够转动，但不能沿链杆方向移动。A 50 结点法求解桁架内力应按照结构几何组成相反顺序来求解。A 51 将一个已知力分解为两个力可得到无数解答。A 52 作用力和反作用力是作用在同一物体上的两个力。B 53 作用力和反作用力是作用在不同物体上的两个力。A 54 两个力在同一轴上的投影相等，此两力必相等 B 55 力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩A 56 力偶在坐标轴上的投影的代数和等于零A 57 一个固定铰支座相当于两个约束。A 58三个本身无多余约束的刚片用三个不共线的单铰两两相连，则组成的体系为超静定结构B 59 桁架是“只受结点荷载作用的直杆、铰结体系”。A 60桁架结构的内力有轴力。A 61 拱的合理拱轴线均为二次抛物线。B 62无铰拱属于超静定结构。A 63 三铰刚架和三铰拱都属于推力结构。A 64 简支刚架属于推力结构。B 65 三铰拱属于静定结构。A 66 相同竖向载荷作用下，同跨度拱的弯矩比代梁的弯矩大得多。B 67 桁架结构中，杆的内力有轴力和剪力。B 68 竖向载荷作用下，简支梁不会产生水平支反力．A 69 竖向载荷作用下，拱不会产生水平支反力。B 70 竖向载荷作用下，拱的水平推力与拱高成正比。B
结构力学 桁架结构受力性能实验报告 学号：1153377 姓名：周璇 专业：土木工程 实验时间：2016年05月04日周三，中午12:30-13:30 实验指导教师：陈涛 理论课任课教师：陈涛
一、实验目的 （1）参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握结构的实验方法和实验结果，通过 实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2）进行静定、超静定结构受力的测定和影响线的绘制。 二、结构实验 （一）空间桁架受力性能概述 桁架在受结点荷载时，两边支座处产生反力，桁架中各杆件产生轴力，如图1.1为在抛物线桁架结点分别加载时结构示意图。用Q235钢材，桁架跨度6?260=1560mm ，最大高度260mm 。杆件之间为铰接相连。杆件直径为8mm 。 图1.1 （二）实验装置 图1.2为框架结构侧向受力实验采用的加载装置，25kg 挂钩和25kg 砝码。采用单结点集中力加载，由砝码、挂钩施加拉力，应变片测算待测杆件应变。结构尺寸如图1.2所示。 图1.2 （三）加载方式 简单多次加载，将挂钩和砝码依次施加在各个结点，待应变片返回数据稳定后，进行采集。采集结束后卸下重物，等待应变片数值降回初始值后再向下一节点施加荷载，重复采集操作。 （四）量测内容 需要量测桁架待测杆件的应变值在前后四对桁架杆布置单向应变片，具体布置位置如图 1.2 所示，即加粗杆件上黏贴应变片。 三、实验原理 对桁架上的5个位置分别施加相同荷载，记录不同条件下各杆件的应变值。 由公式 2 4 F A E d A σσεπ? ?=? =???=?
可以得到 24 d E F πε = 其中： F ——杆件轴力 E ——Q235钢弹性模量 d ——杆件直径 ε ——杆件应变值 σ ——杆件应力 A ——杆件横截面积 因而可以求得各杆件轴力，进而得到不同杆件的轴力影响线。 四、实验步骤 （1）将载荷挂在加载位置1，待应变片返回数据稳定后，采集相应应变数据。 （2）待应变片数值降回初始值后，重复（1）中操作，将荷载分别挂在加载位置2,3,4,5，分别采集记录各自对应的各杆件应变数据。 五、实验结果与整理 将对应位置杆件应变值取平均值，得到所示一榀桁架四根杆件的应变值如表2.2所示。
双筋计算方法： 一As与As' 1、截面计算 1）假设a s=65mm，a s'=35mm，求得h0=h-a s 2）验算是否需要双筋。Mu= f cd bh02§b（1-0.5§b） 3）取§=§b，求As'=【M- f cd bh02§（1-0.5§）】/【f sd'（h0- a s'）】 4）求As=【f cd bx+f sd'As'】/ f sd 其中x=§b h0 下面选钢筋，钢筋层净距，钢筋间净距（大于30mm和直径d），保护层厚度，再计算a s和a s' 二、已知As'，求As 5）假设a s，求得h0=h-a s 6）求受压区高度x= h0-√h02-2【M- f sd'As'（h0- a s'）】/f cd b 7）当x﹤§b h0且x﹤2 a s'时，As=M/【f sd（h0- a s'）】 当x≤§b h0且x≥2 a s'时，As=【f cd bx+f sd'As'】/ f sd 8）选择受拉钢筋直径的数量，布置截面钢筋（同上） 2、截面复核 1）检查钢筋布置是否符合规要求 2）将As=？As'=？h0=？f cd f sd' f sd 若带入x=【f sd As- f sd'As'】/f cd b ≤§b h0 ﹤2 a s' 用Mu= f sd As（h0- a s'）计算正截面承载力 若2 a s'≤x≤§b h0，矩形截面抗弯承载力 Mu= f cd bx（h0-x/2）+ f sd'As'（h0- a s'）
一、As与As'均未知 1、截面设计 1）求偏心距e0=M/N 长细比l0/h﹥5，考虑偏心增大系数η（l0/h≤5时，取η=1）假设a s= a s'=45.当ηe0﹥0.3 h0时，为大偏心，反之， ξ1=0.27+2.7 e0/ h0 ξ2=1.15-0.01l0/h η=1+1/【1400（e0/ h0）】（l0/h）2ξ1ξ2 2）令§=§b，求As'=【Ne s- f cd bh02§b（1-0.5§b）】/ f sd'（h0- a s'） ≥ρmin bh （ρmin=0.2%）取σs= f sd 求As=【f cd bh0§b+ f sd'As'-N】/ f sd≥ρmin bh 二、已知As'，求As 1）求偏心距e0=M/N 长细比l0/h﹥5，考虑偏心增大系数η（l0/h≤5时，取η=1）假设a s= a s'=45.当ηe0﹥0.3 h0时，为大偏心，反之，2）计算受压区高度x= h0-√h02-2【Ne s - f sd'As'（h0- a s'）】/f cd b 当2 a s'﹤x≤§b h0时，取σs= f sd 求As=【f cd bx+ f sd'As'-N】/ f sd 当x≤§b h0 x≤2 a s'时，As=Ne s'/ f sd（h0- a s'） 3）选钢筋，看配筋率是否符合ρ+ρ'≥0.5%，纵筋最小净距（一般为30mm），重取a s= a s'=？，计算保护层厚度是否满足要求，最小截面宽度b min 2、截面复核 1）垂直于弯矩作用平面
中国矿业大学力学与建筑工程学院 2013~2014学年度第二学期 《结构力学A1》上机实验报告 学号 班级 姓名 2014年5月26日
一、单跨超静定梁计算(50分) 1. 计算并绘制下面单跨超静定梁的弯矩图和剪力图。（20分） q =12N/m q =8N/m q =8N/m q=?8m 1 2 3 2. 如果按照梁跨中弯矩相等的原则，将梁上的荷载换算成均布荷载，则均布荷载应为多少？（10分） 2m 1m 1m 1m 1m 1m q=? 8m 3. 如果按照梁端部弯矩相等的原则，将梁上的荷载换算成均布荷载，则均布荷载应为多少？（10分） 4. 如果按照梁端部剪力相等的原则，将梁上的荷载换算成均布荷载，则均布荷载应为多少？（10分） 二、超静定刚架计算（50分） 1.刚架各杆EI 如图所示,计算刚架的弯矩图，剪力图和轴力图。（30分）
2. 若EI=106 （Nm 2 ），计算刚架一层梁和二层梁的水平位移。（20分）
弯矩图： y x 12345678 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 ) -40.96 -16.29 3.04 19.04 25.04 19.04 3.04 -16.29 -40.96 剪力图： y x 12345678 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 ) 26.00 22.00 18.00 12.00 -12.00 -18.00 -22.00 -26.00
解：跨中弯矩M1=25.04Nm（下部受拉）均布荷载q作用在梁上时，跨中弯矩为 M2=1/24*q*(l^2)(下部受拉) ∵M1=M2, ∴q=9.39N/m 如图所示： y x 12 ( 1 ) -50.08-50.08
实验报告一 平面刚架内力计算程序APF 日期： 2013.4.19 实验地点： 综合楼503 实验目的： 1、通过实验加深对静定、超静定结构特性的认识。如各杆刚度改变对内力分布的影响、温度和沉陷变形因数的影响等。 2、观察并分析刚架在静力荷载及温度作用下的内力和变形规律，包括刚度的变化，结构形式的改变，荷载的作用位置变化等因素对内力及变形的影响。对结构静力分析的矩阵位移法的计算机应用有直观的了解。 3、掌握杆系结构计算的《求解器》的使用方法。 实验设计1： 别为15 、11、15、110 时结构的内力和位移，由此 分析当刚架在水平荷载作用下横梁的水平位移与刚架梁柱比（1 2I I ）之间的关系。(计算时忽略轴 向变形)。 一、 数据文件： （1）TITLE, 实验一 变量定义,EI1=1 变量定义,EI2=0.2（1, 5, 10） 结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,6,0 结点,4,6,4 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,2,4,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,3,6,0,0,0,0 结点荷载,2,1,100,0 单元材料性质,1,2,-1,EI1,0,0,-1 单元材料性质,3,3,-1,EI2,0,0,-1 END
二、主要计算结果： 位移： (2)令I2=1时，I1=5,1,0.2,0.1 弯矩： (1) 令I1=1时，I2=0.2,1,5,10 ①梁柱刚度比I2：I1为1：5时的刚架弯矩图如下②梁柱刚度比I2：I1为1：1时的刚架弯矩图如下
③梁柱刚度比I2：I1为5：1时的刚架弯矩图如下④梁柱刚度比I2：I1为10：1时的刚架弯矩图如下
结构力学主要知识点 一、基本概念 1、计算简图：在计算结构之前，往往需要对实际结构加以简化，表现其主要特点，略去其次要因素，用一个简化图形来代替实际结构。通常包括以下几个方面： A 、杆件的简化：常以其轴线代表 B 、支座和节点简化： ①活动铰支座、固定铰支座、固定支座、滑动支座； ②铰节点、刚节点、组合节点。 C 、体系简化：常简化为集中荷载及线分布荷载 D 、体系简化：将空间结果简化为平面结构 2、结构分类： A 、按几何特征划分：梁、拱、刚架、桁架、组合结构、悬索结构。 B 、按内力是否静定划分： ①静定结构：在任意荷载作用下，结构的全部反力和内力都可以由静力平衡条件确定。 ②超静定结构：只靠平衡条件还不能确定全部反力和内力，还必须考虑变形条件才能确定。 二、平面体系的机动分析 1、体系种类 A 、几何不变体系：几何形状和位置均能保持不变；通常根据结构有无多余联系，又划分为无多余联系的几何不变体系和有多余联系的几何不变体系。 B 、几何可变体系：在很小荷载作用下会发生机械运动，不能保持原有的几何形状和位置。常具体划分为常变体系和瞬变体系。 2、自由度：体系运动时所具有的独立运动方程式数目或者说是确定体系位置所需的独立坐标数目。 3、联系：限制运动的装置成为联系（或约束）体系的自由度可因加入的联系而减少，能减少一个自由度的装置成为一个联系 ①一个链杆可以减少一个自由度，成为一个联系。②一个单铰为两个联系。 4、计算自由度：)2(3r h m W +-=,m 为刚片数，h 为单铰束，r 为链杆数。 A 、W>0,表明缺少足够联系，结构为几何可变； B 、W=0，没有多余联系； C 、W<0,有多余联系，是否为几何不变仍不确定。 5、几何不变体系的基本组成规则： A 、三刚片规则：三个刚片用不在同一直线上的三个单铰两两铰联，组成的体系是几何不变的，而且没有多余联系。 B 、二元体规则：在一个刚片上增加一个二元体，仍未几何不变体系，而且没有多余联系。 C 、两刚片原则：两个刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆相联，为几何不变体系，而且没有多余联系。 6、虚铰：连接两个刚片的两根链杆的作用相当于在其交点处的一个单铰。虚铰在无穷远处的体系分析可见结构力学P20，自行了解。 7、静定结构的几何构造为特征为几何不变且无多余联系。 三、静定梁与静定钢架 1、内力图绘制： A 、内力图通常是用平行于杆轴线方向的坐标表示截面的位置，用垂直于杆轴线的坐标表示
第1题第2题2.图示外伸梁，跨中截面C的弯矩为（ ? m D．17kN m
题7图图（a）图（b）图（c）图（d）位移法典型方程中系数k ij=k ji反映了（） A.位移互等定理 B.反力互等定理 第9题第10题 10.FP=1在图示梁AE上移动，K截面弯矩影响线上竖标等于零的部分为（）．DE、AB段B．、DE段C．AB、BC段D．BC、CD段 二、填空题：（共10题，每题2分，共20分） 两刚片用一个铰和_________________相联，组成无多余约束的几何不变体系。 所示三铰拱的水平推力
第3题机动法作静定结构内力影响线依据的是_____________。 ．静定结构在荷截作用下，当杆件截面增大时，其内力____________。 D处的纵标值y D为_________。 第6题第7题 7.图示结构，各杆EI=常数，用位移法计算，基本未知量最少是_________个。 8.图示结构用力法计算时，不能选作基本结构的是______。
3．用力法计算图示刚架，并绘其M 图，EI D 4m N/m EI 10kN/m A B C D 2EI EI 4m 2m 4m G F EI 10k N /m C F l ql 12 2 G A
一、选择题:（共10题，每小题2分，共20分） 1.A 2.D 3. A 4.D 5.A 6.C 7.D 8.B 9.C 10.C 二、填空题（共10空，每空2分，共20分） 1.不通过此铰的链杆 2. FP/2（→） 3.l θ（↓） 4. 刚体体系虚功原理 5.不变 6.-1/2 7.6 8.（c ） 9.反对称 10.无侧移的超静定结构 三、问答题：（共2题，每小题5分，共10分） 1．图乘法的应用条件是什么？求变截面梁和拱的位移时可否用图乘法？ 答.图乘法的应用条件：1）杆轴线为直线，2）杆端的EI 为常数3）MP 和M 图中至少有一个为直线图形。否。（7分） 2．超静定结构的内力只与各杆件的刚度相对值有关，而与它们的刚度绝对值无关，对吗？为什么？ 答：不对。仅受荷载作用的超静定结构，其内力分布与该结构中的各杆刚度相对值有关；而受非荷载因素作用的超静定结构，其内力则与各杆刚度的绝对值有关。（7分） 四、计算题. （1、2题8分，3题10分，4、5题12分,4题共计50分） 1．图示桁架，求1、2杆的轴力。 解：F N1=75KN ，F N2=2 13 5 KN 2．图示刚架，求支座反力，并绘弯矩图。 解：F Ay =22KN （↓）F Ax =48KN （←）F By =42KN （↑） 最终的弯矩图为： 3．用力法计算图示刚架，并绘其M 图，EI 为常数。
1.明确单向板和双向板的定义。了解单向板和双向板肋梁楼 盖截面设计与构造措施。明确单向板和双向板的受力钢筋的方向，知道单向板的薄膜效应和双向板的穹顶作用。 2.进行楼盖的结构平面布置时，应注意以下问题：受力合理； 满足建筑要求；施工方便 3.按结构型式，楼盖分为：单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼 盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖 4.按预加应力分为钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖。 5.单向板肋梁楼盖结构平面布置方案通常有以下三种;a.主梁 横向布置，次梁纵向布置；b.主梁纵向布置，次梁横向布置；c. 只布置次梁，不设主梁 6.现浇单向板肋梁楼盖中的主梁按连续梁进行内力分析 的前提条件是什么？ 答：（ 1）次梁是板的支座，主梁是次梁的支座，柱或墙是主梁的支座。 （2）支座为铰支座--但应注意：支承在混凝土柱上的主梁，若梁柱线刚度比<3，将按框架梁计算。板、次梁均按铰接处理。 由此引起的误差在计算荷载和内力时调整。 （3）不考虑薄膜效应对板内力的影响。 （4）在传力时，可分别忽略板、次梁的连续性，按简支构件计算反力。 （5）大于五跨的连续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相差
大10%时，可按五跨的等跨连续梁、板计算。 7. 为什么连续梁内力按弹性计算方法与按塑性计算方法时，梁计算跨度的取值不同？ 答：从理论上讲，某一跨的计算长度应取为该跨两端支座处转动点之间的距离。以中间跨为例,按考虑塑性内力重分布计算连续梁内力时其计算跨度是取塑性铰截面之间的距离，塑性铰具有一定的长度，能承受一定的弯矩并在弯矩作用方向转动,即取净跨度;而按弹性理论方法计算连续梁内力时，则取支座中心线间的距离作为计算跨度，即取。 8. 单向板按弹性理论计算时，为何采用折算荷载？ 答：因为在按弹性理论计算时，其前提条件——计算假定中忽略了次梁对板的转动约束，这对连续板在恒荷载作用下的计算结果影响不大，但在活荷载不利布置下，次梁的转动将减小板的内力。因此，为了使计算结果更好地符合实际情况，同时也为了简化计算，采用折算荷载。 9. 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖时，板和次梁的折算荷载分别为： 板：'2q g g =+；'2q q = 次梁：3';'44q q g g q =+= 10. 连续梁、板按弹性理论计算内力时活荷载的最不利布置位置规律（理解） a) 求某跨跨内最大正弯矩时，应在本跨布置活荷载，然后隔跨布置。
二、判断改错题。 1. 位移法仅适用于超静定结构，不能用于分析静定结构。( × ) 2位移法未知量的数目与结构的超静定次数有关。( × ) .3 位移法的基本结构为超静定结构。( × ) 4. 位移法中角位移未知量的数目恒等于刚结点数。（×） 提示：与刚度无穷大的杆件相连的结点不取为角位移未知量。 1. 瞬变体系的计算自由度一定等零。 2. 有多余约束的体系一定是几何不变体系。 1、三刚片用三个铰两两相联不一定成为几何不变体系。（×） 2、对静定结构，支座移动或温度改变不会产生内力。（×） 3、力法的基本体系不一定是静定的。（×） 4、任何三铰拱的合理拱轴不一定是二次抛物线。（×） 5、图乘法不可以用来计算曲杆。（×） 6、静定结构的影响线全部都由直线段组成。（√） 7、多跨静定梁若附属部分受力，则只有附属部分产生内力。（×） 8、功的互等定理成立的条件是小变形和线弹性。（√） 9、力法方程中，主系数恒为正，副系数可为正、负或零。（√） 10.三个刚片用不在同一条直线上的三个虚铰两两相连，则组成的体系是无多余约束的几何不变体系。( √） 三、选择题。 1. 体系的计算自由度W≤0是保证体系为几何不变的 A 条件。 A.必要 B.充分 C.非必要 D. 必要和充分 1、图示结构中当改变B点链杆方向（不能通过A铰）时，对该梁的影响是（ d ） A、全部内力没有变化 B、弯矩有变化 C、剪力有变化 D、轴力有变化
2、图示桁架中的零杆为（ b ） A 、DC, EC, DE, DF, EF B 、DE, DF, EF C 、AF, BF, DE, DF, EF D 、DC, EC, AF, BF 4、右图所示桁架中的零杆为（ b A 、CH BI DG ,, B 、DG DE ,, C 、AJ BI BG ,, D 、BI BG CF ,, 5、静定结构因支座移动，（ b ） A 、会产生内力，但无位移 B 、会产生位移，但无内力 C 、内力和位移均不会产生 D 、内力和位移均会产生 7、下图所示平面杆件体系为（ b ） A 、几何不变，无多余联系 B 、几何不变，有多余联系 C 、瞬变体系 D 、常变体系