结构力学复习题讲解

《结构⼒学》复习讲义第⼀讲平⾯体系的⼏何组成分析及静定结构受⼒分析【内容提要】平⾯体系的基本概念，⼏何不变体系的组成规律及其应⽤。

静定结构受⼒分析⽅法，反⼒、内⼒计算与内⼒图绘制，静定结构特性及其应⽤。

【重点、难点】静定结构受⼒分析⽅法，反⼒、内⼒计算与内⼒图绘制⼀、平⾯体系的⼏何组成分析(⼀)⼏何组成分析按机械运动和⼏何学的观点，对结构或体系的组成形式进⾏分析。

(⼆)刚⽚结构由杆(构)件组成，在⼏何分析时，不考虑杆件微⼩应变的影响，即每根杆件当做刚⽚。

(三)⼏何不变体系体系的形状(或构成结构各杆的相对位置)保持不变，称为⼏何不变体系，如图6-1-1 (四)⼏何可变体系体系的位置和形状可以改变的结构，如图6-1-2。

图6-1-1 图6-1-2(五)⾃由度确定体系位置所需的独⽴运动参数数⽬。

如⼀个刚⽚在平⾯内具有3个⾃由度。

(六)约束减少体系独⽴运动参数(⾃由度)的装置。

1．外部约束指体系与基础之间的约束，如链杆(或称活动铰)，⽀座(固定铰、定向铰、固定⽀座)。

2．内部约束指体系内部各杆间的联系，如铰接点，刚接点，链杆。

规则⼀：⼀根链杆相当于⼀个约束。

规则⼆：⼀个单铰(只连接2个刚⽚)相当于两个约束。

推论：⼀个连接n 个刚⽚的铰(复铰)相当于(n－ 1)个单铰。

规则三：⼀个单刚性结点相当于三个约束。

推论：⼀个连接个刚⽚的复刚性结点相当于( n－ 1)个单刚性结点。

3．必要约束如果在体系中增加⼀个约束，体系减少⼀个⾃由度，则此约束为必要约束。

4．多余约束如果体系中增加⼀个约束，对体系的独⽴运动参数⽆影响，则此约束称为多余约束。

(七)等效作⽤1．虚铰两根链杆的交叉点或其延长线的交点称为(单)虚铰，其作⽤与实铰相同。

平⾏链杆的交点在⽆限远处。

2．等效刚⽚⼀个内部⼏何不变的体系，可⽤⼀个刚⽚来代替。

3．等效链杆。

两端为铰的⾮直线形杆，可⽤⼀连接两铰的直线链杆代⼆、⼏何组成分析(⼀)⼏何不变体系组成的基本规则1．两刚⽚规则平⾯两刚⽚⽤不相交于⼀点的三根链杆连接成的体系，是内部⼏何不变且⽆多余约束的体系。

结构力学重点题目及解析分享结构力学是工程学中的重要学科，主要研究物体的力学性能和结构行为。

在学习结构力学过程中，解析重点题目是提高理解和掌握能力的关键。

本文将分享一些结构力学的重点题目及解析方法，希望对您的学习有所帮助。

1. 弹性力学题目及解析题目：一根长为L、截面积为A的均匀细棒，两端悬挂在两个支点上，求当棒受到作用力P时，支点的反力和棒的变形。

解析：根据均匀细棒的悬挂条件，棒在两个支点处受到反力R1和R2，且棒沿着重力方向存在变形。

应用弹性力学原理，可以得到以下解析步骤：1) 根据受力平衡条件，得到R1 + R2 = P；2) 利用弹性力学公式σ = Eε，其中σ为应力，E为弹性模量，ε为应变，根据变形计算得到棒的伸长量；3) 根据材料的本构关系，得到变形与应力的关系，进一步计算出R1和R2。

通过解析上述弹性力学题目，可以深入理解均匀细棒的受力分析和变形计算方法。

2. 梁的挠曲问题题目及解析题目：一根长度为L、截面形状为矩形的梁，在其一端施加一个力F，求梁的挠曲程度。

解析：梁的挠曲问题是结构力学中的经典问题之一。

解析该题目的步骤如下：1) 根据梁受力平衡条件，得到力F在梁上的均匀分布；2) 假设梁在y轴上的挠曲程度为y(x)，并应用梁的挠曲方程EI(d^2y/dx^2) = M(x)，其中E为弹性模量，I为截面惯性矩，M(x)为弯矩分布；3) 根据力F在梁上的均匀分布，得到弯矩M(x)的表达式；4) 解微分方程EI(d^2y/dx^2) = M(x)，得到梁的挠曲函数y(x)；5) 利用边界条件，求解得到梁的挠曲程度。

通过解析上述梁的挠曲问题，可以学习到梁的挠曲方程的应用和求解方法。

3. 桁架结构力学问题题目及解析题目：一个由杆件连接而成的平面桁架结构，已知每个杆件的长度和受力情况，求解整个桁架结构的受力分析。

解析：桁架结构是一种广泛应用于工程和建筑领域的结构形式。

解析该题目的步骤如下：1) 根据每个杆件的长度和连接方式，建立杆件的几何模型；2) 根据受力平衡条件和杆件内力的平衡条件，构建整个桁架结构的联立方程组；3) 利用方法求解联立方程组，得到每个杆件的受力情况；4) 进一步进行应力、变形等的计算和分析。

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]A．弹塑性材料B．任意变形的任何材料C．微小变形且线弹性材料D．任意变形的线性弹性材料【答案】C查看答案【解析】力法是指解除超静定结构的多余联系而得到静定的基本结构，以多余未知力作为基本未知量，根据基本体系应与原结构变形相同而建立的位移条件，首先求出多余未知力，然后由平衡条件计算其余反力、内力的方法。

结构力学知识点例题精析1.关于∞点和∞线的有下列4个点结论：(1) 各有限远点都不在∞线上。

(2) 不同方向上有不同的∞点。

(3) 各∞点都在同一直线上，此直线称为∞线。

(4) 每个方向有一个∞点(即该方向各平行线的交点)。

2.多余约束与非多余约束是相对的，多余约束一般不是唯一指定的。

一个体系中有多个约束时，应当分清多余约束和非多余约束，只有非多余约束才对体系的自由度有影响。

3.W>0, 缺少足够约束，体系几何可变。

W=0, 具备成为几何不变体系所要求的最少约束数目。

W<0，体系具有多余约束。

4.一刚片与一结点用两根不共线的链杆相连组成的体系内部几何不变且无多余约束。

两个刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆相联，组成无多余约束的几何不变体系。

两个刚片用三根不全平行也不交于同一点的链杆相联，组成无多余约束的几何不变体系。

三个刚片用不在同一直线上的三个单铰两两相连，组成无多余约束的几何不变体系。

5.二元体的定律：在一个体系上增加或拆除二元体，不改变原体系的几何构造性质。

6.形成瞬铰（虚铰）的两链杆必须连接相同的两刚片。

7.w=s-n ，W=0,但布置不当几何可变。

自由度W >0 时，体系一定是可变的。

但W ≤0仅是体系几何不变的必要条件。

S=0,体系几何不变。

8..轴力FN --拉力为正；剪力FQ--绕隔离体顺时针方向转动者为正； 弯矩M--使梁的下侧纤维受拉者为正。

弯矩图--习惯绘在杆件受拉的一侧，不需标正负号； 轴力和剪力图--可绘在杆件的任一侧，但需标明正负号。

9.剪力图上某点处的切线斜率等于该点处荷载集度q 的大小 ； 弯矩图上某点处的切线斜率等于该点处剪力的大小。

()()Q dM x dF x dx=22()()()Q dF x d M x q y dx dx ==-10. 梁上任意两截面的剪力差等于两截面间载荷图所包围的面积； 梁上任意两截面的弯矩差等于两截面间剪力图所包围的面积。

一．是非题（将判断结果填入括弧：以O 表示正确，X 表示错误）（本大题分4小题，共11分）1 . (本小题 3分)图示结构中DE 杆的轴力F NDE =F P /3。

（ ）.2 . (本小题 4分)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。

（ ）3 . (本小题 2分)力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比，它与外因无关。

（ ）4 . (本小题 2分)用位移法解超静定结构时，基本结构超静定次数一定比原结构高。

（ ）二．选择题（将选中答案的字母填入括弧内）（本大题分5小题，共21分） 1 （本小题6分）图示结构EI=常数，截面A 右侧的弯矩为：（ ）A ．2/M ；B ．M ；C ．0； D. )2/(EI M 。

2. （本小题4分）图示桁架下弦承载，下面画出的杆件内力影响线，此杆件是：（ ） Ａ.ch; B.ci; C.dj;D.cj.23. (本小题 4分)图a 结构的最后弯矩图为：A. 图b;B. 图c;C. 图d;D.都不对。

（ ）( a) (b) (c) (d)4. (本小题 4分)用图乘法求位移的必要条件之一是： 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段； C.所有杆件EI 为常数且相同； D.结构必须是静定的。

( ) 5. （本小题3分）图示梁A 点的竖向位移为（向下为正）：( ) Ａ．F P l 3/(24EI); B. F P l 3/(!6EI); C. 5F P l 3/(96EI); D. 5F P l 3/(48EI).三（本大题 5分）对图示体系进行几何组成分析。

F P=1四（本大题 9分）图示结构B 支座下沉4 mm ，各杆EI=2.0×105 kN ·m 2，用力法计算并作M 图。

五（本大题 11分） 用力矩分配法计算图示结构，并作M 图。

EI=常数。

六（本大题14分）已知图示结构，422.110 kN m ,10 kN/m EI q =⨯⋅=求B 点的水平位移。

基础知识-结构力学(总分87, 做题时间90分钟)一、单项选择题1.图14-14所示体系的几何组成为( )。

SSS_SINGLE_SELA (A) 有多余约束几何不变体系B (B) 无多余约束几何不变体系C (C) 瞬变体系D (D) 常变体系分值: 1答案:B不考虑地基，只分析上部体系，从右下方开始去掉三个二元体，最后剩下一个折杆，几何不变日无多余联系，因此正确答案选择B。

2.图14-38结构铰C两侧截而的相对转角(正向如图示)为( )。

SSS_SINGLE_SELA (A) 26.67/EIB (B) 33.33/EIC (C) 40/EID (D) -40/EI分值: 1答案:C荷载产生的弯矩图为三角形，虚拟单位力产生的弯矩为矩形，都在同一侧，计算的相对转角位移为正，答案D肯定是错误的，位移值是40/EI，因此，正确答案选择为C。

3.图14-51所示结构用位移法计算时，若取结点A的转角为Z1(顺时针)，r11为( )。

SSS_SINGLE_SELA (A) 13EI/ιB (B) 10EI/ιC (C) 11EI/ιD (D) 7EI/ι分值: 1答案:B竖向杆件与A点以铰节点相连接，无转动剐度，r11=10EI/ι；正确答案为B。

4.图14-55所示结构中( )。

SSS_SINGLE_SELA(A) MCD=0，CD杆只受轴力B(B) MCD≠0，外侧受拉C(C) MCD≠0，内侧受拉D(D) MCD =0，FNCD=0 分值: 1答案:D本题为基附型结构，力作用在基本部分上时，附属部分不受力，CD杆件在附属部分上，因此CD杆件无内力。

因此正确答案为D。

5.三个刚片每两个刚片之间由一个铰相连接构成的体系是( )。

SSS_SINGLE_SELA (A) 几何可变体系B (B) 无多余约束的几何不变体系C (C) 瞬变体系D (D) 体系的组成不确定分值: 1答案:D仅仅为三刚片规则的必要条件，非充分条件，因此正确答案为D。

《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 × 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。

(×)ll3．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内力的结构是静定结构。

（ √ ）6．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。

（√ ） 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，杆件内力不是只有轴力。

（×）9．超静定结构由于支座位移可以产生内力。

（√ ） 10．超静定结构的内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 ）qlA．82qlB．42qlC．22qlD．2 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 ）。

《结构力学》重点一、简答题：1、何谓自由度？2、什么是约束？3、何谓变形？4、位移法解超静定结构的思路是什么？5、结构的简化工作包括几个方面？6、力矩分配法的适用范围。

7、结构力学的研究对象是什么。

8、桁架的三个条件是什么？9、力法典型方程的物理意义是什么？10、何谓荷载？二、计算题：1、求图示刚架的支座反力。

2、图示构架中，在结点处受竖直荷载FP=20KN作用，已知两杆的横截面积为A=100mm2,许用应力〔σ〕＝200Mpa,试校核两杆强度。

3、求刚架的内力图4、图示支架，在结点处竖直荷载F=10KN作用，已知AB杆横截面面积A=100mm2，AC杆的横截面面积为40mm2，许用应力[σ]=200Mpa。

试校核两杆的强度。

5、利用图乘法计算悬臂梁在外荷载作用下Ｂ截面的竖向位移，ＥＩ＝常量．6、求刚架的内力图答案：一、简答题：1、自由度是指体系运动时所具有的独立运动方式数目。

2、能够减少自由度的装置称为约束。

3、结构或构件形状的改变称为变形4、一先确定结构的独立结点角位移和线位移的个数，确定其基本结构和相当系统；二是根据题意列位移法方程；三是平衡条件求系数和自由项，解方程；四是利用叠加原理绘内力图。

5、简化工作包括：杆件的简化、支座和结点的简化、荷载的简化、体系的简化四个方面。

6、连续梁和无侧移刚架7、杆系结构8、各结点都是无摩擦的理想铰 各杆轴都是直线，并在同一平面内且通过铰中心 荷载只作用在结点上并在桁架的平面内9、基本结构在全部多余未知力和荷载作用共同下，在去掉各多余联系处沿各多余未知力方向的位移，应与原结构相应的位移相等。

10、作用于结构上的主动力称为荷载。

五、计算题1、解：（1）受力图（2）求支座反力F AX +P=0 F AX =-P （←） F c l -P2l -p 2l =0 F c =P （↑）F AY + F c -P=0 F AY =02、解:(1)取B 点为研究对象,画受力图。