［例题2-1-1］ 计算图示体系的自由度。 ，可变体系。 （a ） （ b ） 解： （a ） 几何不变体系，无多余约束 （ b ） 几何可变体系 ［例题2-1-2 ］ 计算图示体系的自由度。桁架几何不变体系，有多余约束。 解： 几何不变体系，有两个多余约束 ［例题 2-1-3］ 计算图示体系的自由度。桁架自由体。 解： 几何不变体系，无多余约束 ［例题 2-1-4］ 计算图示体系的自由度。 ，几何可变体系。 解： 几何可变体系 ［例题 2-1-5］ 计算图示体系的自由度。刚架自由体。 解： 几何不变体系，有6个多余约束 ［例题2-2-1］ 对图示体系进行几何组成分析。两刚片规则。 几何不变体系，且无多余约束 ［例题2-2-2］ 对图示体系进行几何组成分析。两刚片规则。 几何不变体系，且无多余约束 ［例题2-2-3］ 对图示体系进行几何组成分析。两刚片规则。 几何不变体系，且无多余约束 ［例题2-2-4］ 对图示体系进行几何组成分析。两刚片规则。
几何不变体系，有一个多余约束 ［例题2-2-5］ 对图示体系进行几何组成分析。二元体规则。几何不变体系，且无多余约束 ［例题2-2-6 ］ 对图示体系进行几何组成分析。两刚片规则，三刚片规则。 几何不变体系，且无多余约束 ［例题2-2-7］ 对图示体系进行几何组成分析。三刚片规则。 几何不变体系，且无多余约束 ［例题 2-2-8］ 对图示体系进行几何组成分析。三刚片规则。 几何不变体系，且无多余约束［例题2-3-1］ 对图示体系进行几何组成分析。两刚片规则。 几何瞬变体系 ［例题2-3-2］ 对图示体系进行几何组成分析。两刚片规则。 几何瞬变体系 ［例题2-3-3］ 对图示体系进行几何组成分析。三刚片规则。 几何瞬变体系 ［例题2-3-4］ 对图示体系进行几何组成分析。三刚片规则。
1. 框剪结构中剪力墙布置的三个原则： （1）沿结构单元的两个方向设置剪力墙，尽量做到分散、均匀、对称，使结构的质量中心和刚度中心尽量重合，防止在水平荷载的作用下，结构发生扭转。（2）在楼盖水平刚度急剧变化处，以及楼盖较大洞口的两侧，应设置剪力墙。（3）在同一方向各片剪力墙的抗侧刚度不应大小悬殊，以免水平地震作用过分集中到某一片剪力墙上。 2. 解决拱结构拱脚推力的三种方法： （1）推力由拉杆承受 （2）推力由侧面框架结构承受 （3）推力由基础直接承受 3. 变形体与刚体： （1）变形体固体在外力作用下会发生变形，包括物体尺寸的改变和形状的改变，这些固体称之为变形体。 （2）刚体刚体是一种理想化的力学模型，理论力学认为刚体是这样的物体，在力的作用下，其内部任意二点之间的距离始终保持不变。 4. 索膜结构的四种主要形式： 1)．双曲面单元结构 2)．类锥形单元结构． 3)．索弯顶结构 4)．桅杆斜拉结构 5. 先张法与后张法： （1）先张法张拉预应力钢筋在浇筑混凝土之前进行的方法叫先张法。 （2）后张法张拉预应力钢筋在浇筑混凝土之后，待混凝土达到一定的强度后再进行的方法叫后张法。 6. 端承桩与摩擦桩： （1）端承桩：是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩端阻力分担荷载较多的桩。 （2）摩擦桩：是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩侧阻力分担荷载较多的桩。 7. 钢骨混凝土结构的优点： （1）钢筋混凝土与型钢共同受力 （2）与全钢结构相比，可节约钢材1/3左右： （3）型钢外包的钢筋混凝土不仅可以取代防腐，防火材料，而且更耐久，可节省经常性维护费用。 （4）可用于钢结构和钢筋混凝土结构各种结构体系中。 8.筒体结构类型5种： 实腹筒、框筒、桁架筒、筒中筒、筒束
[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 A. 单个 2、固定铰支座有几个约束反力分量 B. 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 C. 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 A. 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。 A.√ 12、多余约束是体系中不需要的约束。 B.× 13、复铰是连接三个或三个以上刚片的铰 A.√ 14、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。 B.×
15、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.√ 16、一根连杆相当于一个约束。 A.√ 17、单铰是联接两个刚片的铰。 A.√ 18、连接四个刚片的复铰相当于四个约束。 B.× 19、虚功原理中的力状态和位移状态都是虚设的。 B.× 20、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。 A.√ 21、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。 A.√ 22、一个无铰封闭框有三个多余约束。 A.√ 23、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。 B.× 24、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。 A.√ 25、两根链杆的约束作用相当于一个单铰。 B.× 26、不能用图乘法求三铰拱的位移。 A.√ 27、零杆不受力，所以它是桁架中不需要的杆，可以撤除。 B.× 28、用图乘法可以求等刚度直杆体系的位移。 A.√ 29、连接四个刚片的复铰相当于四个约束。
Structural Mechanics 郑州大学樊友景教授高等教育出版社高等教育电子音像出版社 结构力学是土木工程各类专业方向的一门重要的专业技术基础课，是土木工程专业的一门重要的主干课程。高等数学、理论力学和材料力学为 结构力学提供了必要的数学基础和力学基础；结构力学的内容又将在钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础、高层结构、结构抗震等各后续专业课中得到广泛的应用。通过本课程的学习，使学生能较全面地掌握杆系结构的强度、刚度和稳定 计算的基本理论和基本方法。为后续专关于作者单元测试软件说明综合测试电子教案使用说明退出 第二章第三章 第四章第五章 第六章第七章 第八章第九章 第十章关闭 试卷1试卷2试卷3试卷4试卷5试卷6试卷7试卷8试卷9试卷10关闭结构力学教学课件
郑州大学樊友景教授 高等教育出版社高等教育电子音像出版社 课件说明 本软件依据的教材蓝本是龙驭球、包世华主编的《结构力学I——基本教程》(第二版)，高等教育出版社，2007 。主要内 容包括静定结构分析、超静定结构分析、矩阵位移法、动力计 算基础等共10章课堂教学内容；另有各章单元测试题和10 套 综合测试题。学生做了单元测试题和综合测试题后，可立即得 到评判和参考解答。 本电子教案可用于高等学校土建、水利、力学等专业结构力 学课程的教学，也可供有关工程技术人员参考。 返回
郑州大学樊友景教授 高等教育出版社高等教育电子音像出版社 绪论 静定结构的受力分析虚功原理与结构位移计算 力法影响线 结构的几何构造分析 位移法(以直接建立平衡方程法为主）矩阵位移法结构动力计算基础渐近法及其他算法简述电子教案章目录 返回 位移法(以基本体系法为主）各章重点回顾第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章关闭
名师整理优秀资源 1：[论述题] 1、（本题10分）作图示结构的弯矩图。各杆EI相同，为常数。图 参考答案： 先对右下铰支座取整体矩平衡方程求得左上活动铰支座反力为0，再对整体竖向投影平衡求得右下铰支座竖向反力为0；再取右下直杆作为隔离体可求出右下铰支座水平反力为m/l（向右），回到整体水平投影平衡求出左下活动铰支座反力为m/l（向左）。反力求出后，即可绘出弯矩图如图所示。图 2：[填空题]2、（本题3分）力矩分配法适用于计算无结点超静定刚 架。参考答案：线位移 3：[单选题]
7、（本题3分）对称结构在对称荷载作用下，内力图为反对称的是 ：弯矩图和剪力图D：轴力图C：剪力图B：弯矩图A 名师整理优秀资源 参考答案：B 4：[填空题]1、（本题5分）图示梁截面C的弯矩M = （以下侧受拉C 为正）图 参考答案：aF P5：[判断题]4、(本小题2分)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。参考答案：错误 6：[判断题]3、(本小题 2分)在温度变化与支座移动因素作用下静定与超静定结构都有内力。 参考答案：错误 7：[判断题]1、(本小题2分)在竖向均布荷载作用下，三铰拱的合理轴线为圆弧线。 参考答案：错误 8：[论述题]2、（本小题10分）试对下图所示体系进行几何组成分析。 参考答案：结论：无多余约束的几何不变体系。 9：[单选题]1、(本小题3分）力法的基本未知量是 A：结点角位移和线位移B：多余约束力C：广义位移D：广义力 参考答案：B 10：[单选题]2、（本小题3分）静定结构有温度变化时 A：无变形，无位移，无内力B：有变形，有位移．无内力 C：有变形．有位移，有内力D：无变形．有位移，无内力 参考答案：B 11：[判断题]2、(本小题2分)几何可变体系在任何荷载作用下都不能平衡。参考答案：错误 12：[判断题]5、(本小题2分) 按虚荷载原理所建立的虚功方程等价于几何方程。参考答案：正确
华北水利水电学院 课程设计 任务书及计划书 2012——2013学年 第一学期 环节名称：结构力学与钢结构课程设计学生专业班级：2009059——2009063 指导老师：高勇伟王利英 院系：机械学院 教研室：工程机械
课程设计任务书 教研室
课程设计计划书 注：指导老师在课程设计期间每天指导时间不少于2小时。 教学院长、教学主任：_________________ 教研室主任：__________________填表人：____________________填表时间：2012 年12月20日
结构力学与钢结构课程设计 钢吊车梁设计分组及设计参数 2、吊车采用大连重工起重集团有限公司2003年DSQD系列产品。
华北水利水电学院 课程设计 指导书 2012——2013学年 第一学期 环节名称：结构力学与钢结构课程设计学生专业班级：2009059——2009063 指导老师：高勇伟王利英 院系：机械学院 教研室：工程机械
结构力学与钢结构课程设计指导书 钢吊车梁设计概述 一、吊车梁所承受的载荷 吊车在吊车梁上运动产生三个方向的动力荷载：竖向荷载和沿吊车梁纵向的水平荷载。如图1所示。 图1 吊车梁承受荷载 纵向水平荷载是指吊车刹车力，其沿轨道方向由吊车梁传给柱间支撑，计算吊车梁截面时不予考虑。吊车梁的竖向荷载标准值应采用吊车最大轮压或最小轮压。 吊车沿轨道运行、起吊、卸载、以及工件翻转时将引起吊车梁振动。特别是当吊车越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击。因此在计算吊车梁及其连接强度时吊车竖向荷载应诚意动力系数。对悬挂吊车（包裹电动葫芦）及工作级别A1--A5的软钩吊车，动力系数可取1.05：对工作级别A6--A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他种吊车，动力系数可取1.1。 吊车的横向水平荷载由小车横行引起，其标准值赢取横行小车重量与额定起重之和的下列百分数，并乘以重力加速度： （1）软钩吊车：当额定起重量不大于10吨时，应取12%；当额定起重量为16--50吨时，应取10%；当额定起重量不小于75吨时，应取8%。
1 ： 图 a 桁 架, 力 法 基 本 结 构 如 图 b ，力 法 典 型 方 程 中 的 系 数 为 ：( ) 3. 2：图示结构用力矩分配法计算时，结点A 的约束力矩（不平衡 力矩）为（以顺时针转为正） ( ) 4.3Pl/16 3：图示桁架1,2杆内力为： 4. 4：连续梁和 M 图如图所示，则支座B 的竖向反力 F By 是：
4.17.07(↑) 5：用常应变三角形单元分析平面问题时，单元之间（）。 3.应变、位移均不连续； 6：图示体系的几何组成为 1.几何不变,无多余联系； 7：超静定结构在荷载作用下的内力和位移计算中，各杆的刚度为（） 4.内力计算可用相对值，位移计算须用绝对值 8：图示结构用力矩分配法计算时，结点A之杆AB的分配系数
μAB 为（各杆 EI= 常数）( ) 4.1/7 9：有限元分析中的应力矩阵是两组量之间的变换矩阵，这两组量是（ ）。 4.单元结点位移与单元应力 10：图示结构用位移法计算时，其基本未知量数目为( ) 4.角位移=3，线位移=2 11：图示结构，各柱EI=常数，用位移法计算时，基本未知量数 目是（ ） 3.6 12：图示结构两杆长均为d,EI=常数。则A 点的垂直位移为（ ） 4.qd 4/6EI （↓） 13：图示桁架,各杆EA 为常数,除支座链杆外,零杆数为：
1.四 根 ； 14：图示结构，各杆线刚度均为i,用力矩分配法计算时，分配 系数μAB 为（ ） 2. 15：在位移法中，将铰接端的角位移，滑动支撑端的线位移作为基本未知量： 3.可以，但不必； 1：用图乘法求位移的必要条件之一是：( ) 2.结构可分为等截面直杆段； 2：由于静定结构内力仅由平衡条件决定,故在温度改变作用下静定结构将（ ） 2.不产生内力 3：图示结构，各杆EI=常数，欲使结点B 的转角为零，比值P1/P2应 为（ ） 2.1
《结构力学》课程习题集 一、单选题 1.弯矩图肯定发生突变的截面是（D ）。 A.有集中力作用的截面； B.剪力为零的截面； C.荷载为零的截面； D.有集中力偶作用的截面。 2.图示梁中C截面的弯矩是（ D ）。 4m2m 4m A.12kN.m(下拉)； B.3kN.m(上拉)； C.8kN.m(下拉)； D.11kN.m(下拉)。 3.静定结构有变温时，（C）。 A.无变形，无位移，无内力； B.有变形，有位移，有内力； C.有变形，有位移，无内力； D.无变形，有位移，无内力。 4.图示桁架a杆的内力是（D）。 A.2P； B.－2P； C.3P； D.－3P。 5.图示桁架，各杆EA为常数，除支座链杆外，零杆数为（A）。 A.四根； B.二根； C.一根； D.零根。 l= a6 6.图示梁A点的竖向位移为（向下为正）（C）。 A.) 24 /( 3EI Pl； B.) 16 /( 3EI Pl； C.) 96 /( 53EI Pl； D.) 48 /( 53EI Pl。
P 7. 静定结构的内力计算与（ A ）。 A.EI 无关； B.EI 相对值有关； C.EI 绝对值有关； D.E 无关，I 有关。 8. 图示桁架，零杆的数目为：（ C ） 。 A.5； B.10； C.15； D.20。 9. 图示结构的零杆数目为（ C ）。 A.5； B.6； C.7； D.8。 10. 图示两结构及其受力状态，它们的内力符合（ B ）。 A.弯矩相同，剪力不同； B.弯矩相同，轴力不同； C.弯矩不同，剪力相同； D.弯矩不同，轴力不同。 P P P P 2 l l 11. 刚结点在结构发生变形时的主要特征是（ D ）。 A.各杆可以绕结点结心自由转动； B.不变形； C.各杆之间的夹角可任意改变； D.各杆之间的夹角保持不变。 12. 若荷载作用在静定多跨梁的基本部分上，附属部分上无荷载作用，则（ B ）。 A.基本部分和附属部分均有内力；
第1章绪论考核知识点 1．各种材料结构的特点及其应用： 钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种受力性能不同的材料共同组成的结构，工程中，混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力。砌体与混凝土结构的主要特点是抗压承载力高，而抗弯、抗剪性能较差。因此，砌体在工程中常用于以承压为主的结构构件。 混凝土构件适用于以压为主的结构。钢结构主要缺点是造价高、维护性差、耐火性差。预应力混凝土的本质就是在混凝土结构承载前施加一定的压力，使其抵消或减小外荷载产生的拉应力。组合结构充分利用了钢与混凝土结构性能，因此受力比较合理。 预应力混凝土结构和砌体结构的特点： 与普通钢筋混凝土结构相比，预应力混凝土结构可以使混凝土不出现拉应力（或允许出现拉应力限制应力值或允许出现裂缝限制裂缝宽度），因而大大改善了结构的工作性能。 砌体结构的主要特点是抗压承载力高，而抗拉、抗弯、抗剪承载力低。因此，砌体结构以承受压力为主。 2．我国现行公路桥涵设计规范的计算原则；我国现行公路桥涵设计规范的计算原则包括：承载能力极限状态计算原则和正常使用极限状态计算原则。 3．极限状态设计法的基本概念：承载能力极限状态、正常使用极限状态、结构的可靠性、结构的可靠度等。 第2章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能考核知识点 1．钢筋混凝土结构基本概念：钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种受力性能不同的材料共同组成的结构，工程中，混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力。 2．钢筋及混凝土材料物理力学性能： 钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求包括强度、塑性、与混凝土的粘结力。在《公桥规》中，所提到的混凝土标号是指复合应力下的混凝土强度。利用钢材约束，将混凝土由单向受压转变为三向受压的组合结构称为钢管混凝土结构。冷加工对钢筋性能的影响； 混凝土在长期不变荷载作用下，将产生徐变变形；混凝土随水分蒸发结硬将产生收缩变形。热轧钢筋经冷拉后，抗拉强度提高，变形能力变差。混凝土在一向受拉、另一向受压的双向应力状态下，其抗压强度和抗拉强度都会降低。 3．钢筋和混凝土之间的粘结作用。
院(系) 建筑工程系 学号 三明学院 姓名 . 密封线内不要答题 密封…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 结构力学试题答案汇总 一、选择题(每小题3分,共18分) 1. 图 示 体 系 的 几 何 组 成 为 : ( A ) A. 几 何 不 变 , 无 多 余 联 系 ; B. 几 何 不 变 , 有 多 余 联 系 ; C. 瞬 变 ; D. 常 变 . (第1题) (第4题) 2. 静 定 结 构 在 支 座 移 动 时 , 会 产 生 : ( C ) A. 内 力 ; B. 应 力 ; C. 刚 体 位 移 ; D. 变 形 . 3. 在 径 向 均 布 荷 载 作 用 下 , 三 铰 拱 的 合 理 轴 线 为: ( B ) A ．圆 弧 线 ; B ．抛 物 线 ; C ．悬 链 线 ; D ．正 弦 曲 线 . 4. 图 示 桁 架 的 零 杆 数 目 为 : ( D ) A. 6; B. 7; C. 8; D. 9. 5. 图 a 结 构 的 最 后 弯 矩 图 为 : ( A ) A ．图 b; B ．图 c ; C ．图 d ; D ．都不 对 . 6. 力 法 方 程 是 沿 基 本 未 知 量 方 向 的 : ( C ) A ．力 的 平 衡 方 程 ; B ．位 移 为 零 方 程 ; C ．位 移 协 调 方 程 ; D ．力 的 平 衡 及 位 移 为 零 方 程 .
二、填空题(每题3分,共9分) 1.从 几 何 组 成 上 讲 , 静 定 和 超 静 定 结 构 都 是___几何不变____体 系 , 前 者___无__多 余 约 束 而 后 者____有___多 余 约 束 . 2. 图 b 是 图 a 结 构 ___B__ 截 面 的 __剪力__ 影 响 线 . 3. 图 示 结 构 AB 杆 B 端 的 转 动 刚 度 为 ___i___, 分 配 系 数 为 ____1/8 ____, 传 递 系 数 为 ___-1__. 三、简答题(每题5分,共10分) 1.静定结构内力分析情况与杆件截面的几何性质、材料物理性质是否相关？ 为什么？ 答:因为静定结构内力可仅由平衡方程求得,因此与杆件截面的几何性质无关,与材料物理性质也无关. 2.影响线横坐标和纵坐标的物理意义是什么？ 答:横坐标是单位移动荷载作用位置,纵坐标是单位移动荷载作用在此位置时物理量的影响系数值. 四、计算分析题,写出主要解题步骤(4小题,共63分) 1.作图示体系的几何组成分析(说明理由),并求指定杆1和2的轴力.(本题16分) (本题16分)1.因为w=0 所以本体系为无多约束的几何不变体系.(4分) F N1=- F P (6分); F N2= P F 3 10 (6分). 2.作 图 示 结 构 的 米 图 .(本题15分)
结构工程复试题 1、预应力结构有哪些应用？ 答：预应力混凝土可延缓混凝土构件的开裂，提高构件的抗裂度和刚度。 其可用于：①要求裂缝控制等级较高的结构 ②大跨度或受力很大的构件 ③对构件的刚度和变形控制要求较高的结构构件 其缺点是：构造、施工和计算都较钢筋混凝土构件复杂延性也差些 2、基础研究与应用研究的关系？ 答：我们将科学研究分为基础研究和应用研究，应用研究是依附于基础研究的，没有基础研究，就没有应用研究。基础研究服务于应用研究，反过来应用研究的发展可以为基础研究提供动力，更好的促进基础研究。基础研究和应用研究就是鱼和水的关系。 3、对于低碳经济的理解？ 答：低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步，是国际社会应对全球气候灾难性变化而提出的能源品种新概念。发展低碳经济，是我国转变发展观念、创新发展模式、破解发展难题、提高发展质量的重要途径。 4、钢结构应用围与特点？ 答：应用围：钢结构在大跨度结构重型厂房结构受动力荷载影响的结构可拆卸的结构高耸结构和高层建筑容器和其他构筑物轻型钢结构钢和混凝土组合结构 钢结构特点：①材料的强度高，塑性和韧性好②材料均匀和力学计算的假定比较符合③钢结构制造简便，施工周期短④钢结构质量轻⑤刚才耐腐蚀性差⑥刚才耐热但不耐火 5、高性能混凝土的特点与围？ 答：高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土。其特点是：高耐久性、高强度、高体积稳定性、适当的抗压强度、良好的工作性。 6、什么是混凝土的耐久性？其主要的影响因素有哪些？《结构规》规定了哪些 措施来提高混凝土结构的耐久性？ 答：混凝土结构的耐久性是指结构在使用环境下，对物理的、化学的以及其他使结构材料性能恶化的各种侵蚀的抵抗能力。主要影响因素有混凝土冻融破坏、碱——骨料反应、侵蚀性介质腐蚀、混凝土碳化、钢筋锈蚀等。耐久性设计主要采取的保证措施有划分混凝土结构的环境类别、规定混凝土的保护层厚度、规定裂缝控制等级及其限值、规定混凝土的基本要求。 7、建筑结构检测与加固的方法？ 答：加固的方法：加大截面法、外包钢法、预应力法、改变结构传力途径法、外部粘钢法、使用新材料加固等。 检测的方法：混凝土结构检测(如：结构性能实荷检测、回弹法、超声波法、超声回弹综合法、取芯法、拉拨法) 砌体结构检测(如：轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法，回弹法、
第二章 结构的几何组成分析 李亚智 航空学院·航空结构工程系
2.1 概述 结构要能承受各种可能的载荷，其几何组成要稳固。即受力结构各元件之间不发生相对刚体移动，以维持原来的几何形状。 在任意载荷作用下，若不考虑元件变形，结构保 持其原有几何形状不变的特性称为几何不变性。 在载荷作用下的系统可分为三类。 2.1.1 几何可变系统 特点： 不能承载，只能称作“机构”。 2 1 3 4 P 2’3’
2.1.2 几何不变系统 特点：能承载，元件变形引起几何形状的微小变化，可以称为结构。 2.1.3 瞬时几何可变系统 特点：先发生明显的几何变形，而后几何不变。 P 213 4 2’ 3’ 2’3’ P 2 1 34 5 ∞ →=2321N N 1 2 3 P 内力巨大，不能作为结构。 N 21 N 23 P 2
由以上分析可见，只有几何不变的系统才能承力和传力，作为“结构”。 系统几何组成分析的目的： （1）判断系统是否几何不变，以决定是否能作为结构 使用； （2）掌握几何不变结构的组成规律，便于设计出合理 的结构； （3）区分静定结构和静不定结构，以确定不同的计算 方法。
2.2 几何不变性的判断 2.2.1 运动学方法 将结构中的某些元件看成自由体，拥有一定数量的自由度； 将结构中的另一些元件看成约束。 如果没有足够多的约束去消除自由度，系统就无法保持原有形状。 所谓运动学方法，就是指这种引用“约束”和“自由度”的概念来判断系统几何不变性的方法。
1、自由度与约束（1）自由度的定义 决定一物体在某一坐标系中的位置所需要的独立变量的数目称为自由度，用n 表示。平面一个点有2个独立坐标，故n =2空间一个点有3个独立坐标，故n =3 x y y ?x ?A A ' x y A y A x A z A z A ' O
专业 年级 结构力学(二) 试题 考试类型：开卷 试卷类型：B 卷 考试时量：120分钟 一、填空题：（20分，每题5分，共4题） １、已知l =2m ，M u =300KNm ，则图1示等截面静定梁的极限荷载________________________。 2、请绘出图2示结构弯矩图，各杆EI 、l 均相同。 3、 图3示结构的原始刚度矩阵 是______________________________________________。 4、略去杆件自重及阻尼影响，图4示结构自振频率是______________________________。 二、简答题：（20分，每题5分，共4题） 1、什么是塑性铰，其与普通铰的区别是什么？ 2、矩阵位移法中何为单元分析？何为整体分析？ 3、剪力分配法中，若荷载不是作用在柱顶，而是作用在竖柱上应如何处理？ 4、第一类失稳的特征、第二类失稳的特征分别是什么？ 四、计算题：（ 30分，每题15分，共2题） 1、 请用无剪力分配法 绘制图5所示刚架的M 图。 2、试求图6示刚架的自振频率和主振型。 五、综合题：（ 30分，共1题） 图７所示刚架各杆E 、I 、A 相同，且21000l I A =，试用矩阵位移法求其内力。（提示：为计算方便，可暂设E=I=l =q=1，待求出结点线位移、角位移、杆端轴力、剪力、弯矩后，再分别乘上EI ql 4、EI ql 3 、ql 、2ql 即可。） 一、填空题：（20分，每题5分，共4题） 1、___200KN___ 2、 3、()()()()()()()()()()()()()()()()????????????????+++455454445444344342233232324223322222122121 112111000000000000k k k k k k k k k k k k k k k k 。 4、3 56ma EI 二、简答题：（20分，每题5分，共4题） 图1 图2 图4 图3 图7 图6 图5 M M/4
习题 7-1 试确定图示结构的位移法基本未知量数目，并绘出基本结构。 (a) (b) (c) 1个角位移3个角位移，1个线位移4个角位移，3个线位移 (d) (e) (f) 3个角位移，1个线位移2个线位移3个角位移，2个线位移 (g) (h) (i) 一个角位移，一个线位移一个角位移，一个线位移三个角位移，一个线位移7-2 试回答：位移法基本未知量选取的原则是什么？为何将这些基本未知位移称为关键位移？是否可以将静定部分的结点位移也选作位移法未知量？ 7-3 试说出位移法方程的物理意义，并说明位移法中是如何运用变形协调条件的。 7-4 试回答：若考虑刚架杆件的轴向变形，位移法基本未知量的数目有无变化？如何变化？ 7-5 试用位移法计算图示结构，并绘出其内力图。 (a) 解：（1）确定基本未知量和基本结构 有一个角位移未知量，基本结构见图。 l 7- 32
7- 33 Z 1M 图 （2）位移法典型方程 11110 p r Z R += （3）确定系数并解方程 i ql Z ql iZ ql R i r p 24031831 ,82 12 12 111= =-∴-== （4）画M 图 M 图 (b) 解：（1）确定基本未知量 1个角位移未知量，各弯矩图如下 4m 4m 4m
7- 34 1Z =1M 图 3 2 EI p M 图 （2）位移法典型方程 11110 p r Z R += （3）确定系数并解方程 1115 ,35 2p r EI R ==- 15 3502 EIZ -= 114Z EI = （4）画M 图 () KN m M ?图 (c) 解：（1）确定基本未知量 一个线位移未知量，各种M 图如下 6m 6m 9m
一、实验目的 结构力学求解器（SM Solver for Windows）是一个面向教师、学生以及工程技术人员的计算机辅助分析计算软件。其软件界面方便友好、内容体系完整、功能完备通用，可作为毕业设计结构计算部分之用。它能够有效地解决计算过程中的繁琐，将重复计算变为简单的计算机计算。 二、实验仪器和设备 本指导书只对土木工程专业钢结构中的部分计算做了简单的介绍。软件使用步骤如下： 1.输入平面结构体系。 A.问题定义，给定项目的文件名。 B.输入节点，输入前应先对结构的整体节点进行编号，编号应具有一定的规则。 C.单元输入。 D.位移约束输入，输入支座的约束情况。 E.输入作用在单元或节点上的荷载。 F.输入材料性质，输入梁或柱的抗压刚度和抗弯刚度。 2.对结构求解 针对相关要求，我们在此仅对结构内力、位移及弹性稳定问题进行求解。 3.保存文件，给文件命名。 4.注意：输入的单位应按国际单位。力：kN；力偶kN·m；均布荷载kN/m； EA：kN；EI：kN·m2。 三、实验步骤 （一）已知p=9kN,q=15kN/m,梁为18号工字钢，I=1660cm4，h=18cm，A=30.6cm2，E =210Gpa。 求C点挠度。 解： 结点,1,0,0 结点,2,3,0 结点,3,1.5,0 结点,4,-0.9,0 单元,4,1,1,1,1,1,1,1 单元,1,3,1,1,1,1,1,1
单元,3,2,1,1,1,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,1,0,0 单元荷载,3,3,15,0,1,90 单元荷载,2,3,15,0,1,90 结点荷载,4,1,9,-90 单元材料性质,1,3,642600,3486,0,0,-1 C点挠度，0.00323123m,竖直向下 （二）已知梁为18号工字钢，I=1660cm4，h=18cm，A=30.6cm2，E =210Gpa，两端作用有轴向压力F。求其临界力F cr。 解： 结点,1,0,0 结点,2,1,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 结点支承,2,3,0,0,0 结点支承,1,1,0,0 结点荷载,1,1,1,0 结点荷载,2,1,1,180 屈曲荷载参数,10,1,0.00000005 单元材料性质,1,1, 642600,3486,0,0,-1
《结构力学》计算题61.求下图所示刚架的弯矩图。 a a 62.用结点法或截面法求图示桁架各杆的轴力。 63.请用叠加法作下图所示静定梁的M图。 64.作图示三铰刚架的弯矩图。 65.作图示刚架的弯矩图。
66. 用机动法作下图中E M 、L QB F 、R QB F 的影响线。 1m 2m 2m Fp 1 =1m E B A 2m C D 67. 作图示结构F M 、QF F 的影响线。 68. 用机动法作图示结构影响线L QB F F M ,。 69. 用机动法作图示结构R QB C F M ,的影响线。 70. 作图示结构QB F 、E M 、QE F 的影响线。
71. 用力法作下图所示刚架的弯矩图。 l B D P A C l l EI =常数 72. 用力法求作下图所示刚架的M 图。 73. 利用力法计算图示结构，作弯矩图。 74. 用力法求作下图所示结构的M 图,EI=常数。 75. 用力法计算下图所示刚架，作M 图。
76. 77. 78. 79. 80. 81. 82.
83. 84. 85.
答案 取整体为研究对象，由 0A M =，得 2220yB xB aF aF qa +-= （1）(2分) 取BC 部分为研究对象，由 0C M =∑，得 yB xB aF aF =，即yB xB F F =（2）(2分) 由(1)、(2)联立解得2 3 xB yB F F qa ==(2分) 由 0x F =∑有 20xA xB F qa F +-= 解得 4 3xA F qa =-(1分) 由0y F =∑有 0yA yB F F += 解得 2 3 yA yB F F qa =-=-(1分) 则222 4222333 D yB xB M aF aF qa qa qa =-=-=（）(2分) 弯矩图(3分) 62. 解：（1）判断零杆（12根）。（4分） （2）节点法进行内力计算，结果如图。每个内力3分（3×3＝9分） 63. 解：
结构力学 在土木工程专业中占有极为重要的地位，在它之前开设的专业基础课有《理论力学》（考试）和《材料力学》（考试），之后将开设专业基础课《弹性力学》（或《弹塑性力学》）（考查），专业课《钢筋混凝土结构》、《钢结构》（或《钢、木结构》，从课程设置上我们就可以认识到结构力学课程的重要地位。 其次，从结构的概念——建筑物和工程设施中承受、传递荷载而其骨架作用的部分成为工程结构、简称结构。我们可以看出结构在民用和军用设施中都是无处不在的，我院作为全军工程兵的最高学府，工程兵的八大专业：桥梁、道路、渡河、地雷、爆破、筑城、伪装、机械，有四大专业：桥梁、道路、爆破、筑城是直接构筑在结构力学之上的，其他的四个专业也都与结构力学密不可分。 再者，力学是一个完整的知识体系，其基础或者说基本部分就是我们在本科阶段所需要学习的《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《弹性力学》（或《弹塑性力学》）。一般的，同志们习惯将《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》称为“三大力学”，但是，按照笔者观点，此种分法有失精确，理由如下：《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《弹性力学》虽同为基础力学，有密切的联系，但《理论力学》着重讨论物体机械运动的基本规律，而其余三门力学《材料力学》、《结构力学》、《弹性力学》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研究对象，结构力学以杆件结构（体系）为主要研究对象，弹（塑）性力学以实体合办乔结构为主要研究对象。从教材内容上这一点也可以得到很明显的体现（内容有待扩展） 通过以上的介绍，我们明确了结构力学的研究对象、研究方向，明确了结构力学在力学中所处的位置，明确了学好结构力学的重要性。下面就要具体介绍结构力学的有关内容。 首先要从结构的分类说起，从几何角度来看，结构可分为三类： 1．杆件结构——这类结构是由杆件所组成。杆件的几何特征是横截面尺寸要比长度小得多。梁、拱、桁架、刚架是杆件结构的典型形式。 2．板壳结构——这类结构也称为薄壁结构。它的厚度要比长度和宽度小得多。房屋中的楼板和壳体屋盖、水工结构中的拱坝都是板壳结构。 3．实体结构——这类结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。水工结构中的重力坝属于实体结构。 狭义的结构往往指的就是杆件结构，而通常所说的结构力学就是指杆件结构力学。 结构力学的任务是根据力学原理研究在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，以及结构的组成规律。具体地说，包括以下几个方面： （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三个方面。实验研究方法的内容在实验力学和结构检验课程中讨论，理论分析和数值计算方面的内容在结构力学课程中讨论。 在结构分析中，首先把实际结构简化成计算模型，称为结构计算简图；然后再对计算简图进行计算。结构力学中介绍的计算方法是多种多样的，但所有各种方法都要考虑下列三方面的条件： （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）。
《结构力学》作业参考答案 一、判断题（将判断结果填入括弧，以 √表示正确 ，以 × 表示错误。） 1．图示桁架结构中有3个杆件轴力为0 。（×） 2．图示悬臂梁截面A 的弯矩值是ql 2 。 (×) 3．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。（√ ） 4．一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。（× ） 5．用平衡条件能求出全部力的结构是静定结构。（ √ ） 6．求桁架力时截面法所截取的隔离体包含两个或两个以上的结点。（√ ） 7．超静定结构的力法基本结构不是唯一的。（√） 8．在桁架结构中，杆件力不是只有轴力。（×） 9．超静定结构由于支座位移可以产生力。 （√ ） 10．超静定结构的力与材料的性质无关。（× ） 11．力法典型方程的等号右端项不一定为0。 （√ ） 12．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。（√） 13．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。 （× ） 14．力矩分配法适用于所有超静定结构的计算。（×） 15．当AB 杆件刚度系数i S AB 3 时，杆件的B 端为定向支座。 (×) 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。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 ） A．82 ql B．42 ql C．22 ql D． 2 ql 2．超静定结构在荷载作用下产生的力与刚度（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 3．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 C．结点数 D．杆件数 4．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 C．多余约束处的位移协调条件D．同时满足A、B两个条件 5．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 ）。 6．超静定结构产生力的原因有（D） A．荷载作用与温度变化 B．支座位移 C．制造误差 D．以上四种原因 7．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 C．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． 2 B． 3 C． 4 D． 5 9．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 10．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11．位移法典型方程的物理意义是（A）
《结构力学》第02章在线测试剩余时间：50:36 答题须知：1、本卷满分20分。 2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。 3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、两刚片用一个单铰和过该铰的一根链杆相连组成 B、有一个自由度和一个多余约束的可变 A、瞬变体系 体系 C、无多余约束的几何不变体系 D、有两个多余约束的几何不变体系 2、两刚片用三根延长线交于一点的链杆相连组成 B、有一个自由度和一个多余约束的可变 A、瞬变体系 体系 C、无多余约束的几何不变体系 D、有两个多余约束的几何不变体系 3、两个刚片用三根不平行也不交于一点的链杆相连，组成 A、常变体系 B、瞬变体系 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、用铰来连接四个刚片的结点叫什么？ A、单铰结点 B、不完全铰结点 C、复铰结点 D、组合结点 5、连接四个刚片的铰有几个约束？ A、3 B、4 C、5 D、6 第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分） 1、几何不体系的计算自由度 A、可能大于零 B、可能等于零
C、可能小于零 D、必须大于零 E、必须等于零 2、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 A、是无多余约束的几何不变体系 B、是几何可变体系 C、自由度不变 D、是有多余约束的几何不变体系 E、是几何瞬变体系 3、建筑结构可以是 A、无多余约束的几何不变体系 B、有多余约束的几何不变体系 C、几何瞬变体系 D、几何常变体系 E、几何可变体系 4、列论述正确的是 A、几何常变体系一定无多余约束 B、静定结构一定无多余约束 C、有多余约束的体系一定是超静定结构 D、有多余约束的体系一定是几何不变体系 E、几何瞬变体系都有多余约束 5、下列关于瞬变体系的论述正确的是 A、在外力作用下内力可能是超静定的 B、几何瞬变体系都有多余约束
中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 本课程是港口航道专业必修的一门学科基础课。本课程的任务是使学生在理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握结构力学的基本概念、基本原理和基本方法，了解杆件结构的计算方法和有关解答，提高分析与计算的能力，为学习结构动力学、混凝土结构、钢结构、有限元等有关专业课程打下初步的结构力学基础。同时，结合本课程的特点，培养学生的思维能力、抽象化能力、表达能力、计算能力和自学能力。 2.设计思路： 本课程以静定结构与超静定结构的内力分析与位移计算为主线，结合结构几何构造分析等基本概念，讲授各种计算方法，并辅以大量的训练，使学生具备如下能力：（a）分析能力：对常用的杆件结构具有选择计算简图的初步能力，并能根据具体问题选择恰当的计算方法。（b）计算能力：具有对各种静定、超静定结构进行计算的能力，初步具有使用结构计算软件的能力。（c）判断能力：具有对计算结果进行校核、对内力分布的合理性作出定性判断的能力。 （1）理论教学： - 3 -
理论教学以课堂讲授为主，应科学地采用现代教学方法，优先利用电子教案和多媒体课件，重点强调基本概念、基本理论、基本方法的学习、训练和掌握。 （2）实践性教学： 针对结构力学课的特点，除了要布置大量的课下作业外，在课堂教学期间，根据课程的各个节点，实时安排适当比例的思考题课堂讨论和代表性例题分析等实践性课堂教学内容。 3. 课程与其他课程的关系 先修课程：材料力学。本课程与这门课程密切相关，学生应掌握材料力学的基本知识，才能保证结构力学的教学与实践达到较好的效果。 二、课程目标 本课程的目标是使学生牢固掌握静定结构与超静定结构的内力分析与位移计算，为后续专业课程的学习奠定理论基础；培养和提高学生的分析能力、数学计算能力和判断能力。 学生通过本课程的学习，应达到如下要求： （1）一般要求 1 对一般杆件结构能选择计算简图。 2 能分析一般结构体系的几何组成，确定超静定次数。 3 理解梁、刚架、桁架、拱及组合结构的受力特性。 （2）静定结构要求 1 能熟练应用隔离体的平衡条件，正确计算静定结构的支座反力与内力，并掌握常见结构的受力特点。 2 了解变形体的虚功原理，掌握单位荷载法，能熟练计算静定结构的位移。 - 3 -