河北工业大学2011年结构力学真题答案
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矩阵位移法答案1、 计算连续梁的转角和杆端弯矩,并画出弯矩图。
解: 1)、编码2)、求单元刚度矩阵[][]⎥⎦⎤⎢⎣⎡i i i i k k 4224==②①3)、求整体刚度矩阵⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎩⎨⎧2110==②①λλ[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡i i i i K 4228=4)、求单元等效结点荷载{}P e{}{}m KN q q P P l l F F ⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧=30301211210022②①{}{}{}F P P P eee-=={}{}m KN P P ⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎭⎬⎫⎩⎨⎧303000==②①5)、集成结构等效结点荷载向量{}P{}m KN P ⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=30306)、解方程[]{}{}P K =∆ii i i i 717545303042282121⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧∆∆⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧∆∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡ 7)、求各杆的杆端内力{}F e{}[]{}{}F k F P e e e e +∆=单元① {}m KN i i i i i F ⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎭⎬⎫⎩⎨⎧+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=71.2586.120074504224①单元② {}m KN i i i i i i F ⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=071.2530307757454224-②8)、做M 图2、 求图示刚架的M 、Q 、N 图。
解:1)、整理原始数据及编码2)、求局部坐标系中的单元刚度矩阵{}K e2442101.2,300,20,100cm KN E cm I cm A cm L ⨯====mKN LEI m KN L EI KN L EI m KN LEI m KN L EA ⋅⨯=⨯=⨯=⋅⨯=⨯=2232222106.122106.7512108.376102.2541042003)、计算整体坐标系中的单元刚度矩阵{}k e单元①和单元③单元②{}{}{}2102.258.3706.128.3708.376.7508.376.7500042000042006.128.3702.258.3708.376.7508.376.750004200004200⨯===⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--------k k k ③②①[][]I T =,= 0α[][][][]②②①①=,=kk k k90=α[]⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--=100000001000010000000100000001000010T [][][][]2102.2508.376.1208.370420000420008.3716.758.3706.756.1208.372.2508.370420*********.3706.758.3706.75⨯==⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--------T k T k T ②②4)、用单元集成法形成整体刚度矩阵{}K⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧000321000321321000===③②①λλλ {}2106.7508.3702.435108.3706.8475⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=K5)、求单元等效结点荷载{}P e{}{}[]833.050833.050-=-=TF P P①①{}{}[]833.050833.050-=TP P ①①=6)、用单元集成法形成整体结构的等效结点荷载{}P{}[]TP 833.050-=7)、形成整体结构的综合结点荷载{}[]TF 402000={}{}[]TP F 167.392500=+8)、解方程[]{}{}{}0F P K +=∆[][]I T =,= 0α⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧∆∆∆⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--167.39250106.7508.3702.435108.3706.84753212 432110924.51575.0232.0-⨯⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧∆∆∆ 9)、求各杆的杆端内力{}F e{}[][]{}{}F T k F P e e e e +∆=单元①{}[][]{}{}⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧--=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧----+⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⨯⨯-⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--------+∆=700.13193.24744.9492.5193.14744.9833.050833.05010924.51575.0232.000010422.258.3706.128.3708.376.7508.376.7500042000042006.128.3702.258.3708.376.7508.376.750004200004200=①①①①F T k F P{}[][]{}{}⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧+⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⨯⨯-⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--------+∆=455.6452.19150.24997.12452.19150.2400000010000924.51575.0232.010421000010000100000001000000010000102.258.3706.128.3708.376.7508.376.7500042000042006.128.3702.258.3708.376.7508.376.750004200004200=②②②②F T kF P{}[][]{}{}⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧--=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧+⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⨯⨯-⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--------+∆=760.6062.20744.9302.13062.20744.900000010000924.51575.0232.010422.258.3706.128.3708.376.7508.376.7500042000042006.128.3702.258.3708.376.7508.376.750004200004200=③③③③F T k F P结构动力学作业答案1、求图示结构的自振频率。
结构力学考试题及答案【篇一:《结构力学》期末考试试卷(a、b卷-含答案)】>一、填空题(20分)(每题2分)1.一个刚片在其平面内具有3 一个点在及平面内具有自由度;平面内一根链杆自由运动时具有 3 个自由度。
2.静定结构的内力分析的基本方法,隔离体上建立的基本方程是程。
3.杆系结构在荷载,温度变化,支座位移等因素作用下会产生和4.超静定结构的几何构造特征是5.对称结构在对称荷载作用下,若取对称基本结构和对称及反对称未知力,则其中反对称未知力等于零。
6.力矩分配法适用于。
7.绘制影响线的基本方法有8.单元刚度矩阵的性质有9.结构的动力特性包括;; 10. 在自由振动方程y(t)?2??y(t)??2y(t)?0式中,?称为体系的率,?称为阻尼比。
...二、试分析图示体系的几何组成(10分)(1)(2)答案:(1)答:该体系是几何不变体系且无余联系。
(2)答:该体系是几何不变体系且无多余联系。
三、试绘制图示梁的弯矩图(10分)(1)(2)答案:(1)(2)m图四、简答题(20分)1. 如何求单元等效结点荷载?等效荷载的含义是什么?答案:2.求影响线的系数方程与求内力方程有何区别?答案:3.动力计算与静力计算的主要区别是什么?答案:4.自由振动的振幅与那些量有关?答案五、计算题(40分)1、用图乘法计算如图所示简支梁a截面的转角?a。
已知ei=常量。
(10分)答案:解:作单位力状态,如图所示。
分别作出mp和m图后,由图乘法得:2.试作图示伸臂量的fby mk的影响线。
答案:fby的影响线mk的影响线3.试用力法计算单跨静定梁。
并作m图。
(10分)解:选取基本结构,并作出单位弯局矩图和荷载弯矩图如图所示4.试用位移法求作图示连续梁的内力图。
(10分)(型常数、载常数见附表)解:(c)m 解:(1)只有一个未知量,基本体系如图所示(d)mp (2)建立位移法典型方程k11z1?r1p?0(3)作m,mp如图所示(a)(b)11k11?7i;r1p?pl?ql2881(pl?ql2)(4)代入方程解得:z1??56i(5)叠加法绘制弯矩图(e)附表:型常数、载常数表(e)【篇二:结构力学试题及答案汇总(完整版)】. 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。
院(系) 学号 姓名 .密封线内不要答题 密封……………………………………………………………………………………………………………………………………………………结构力学试题答案汇总结构力学课程试题 ( B )卷考 试 成 绩题号 一二三四成绩得分一、选择题(每小题3分,共18分)1. 图 示 体 系 的 几 何 组 成 为 : ( ) 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 。
2. 静 定 结 构 在 支 座 移 动 时 , 会 产 生 : ( )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: ( )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 : ( )A. 6;B. 7;C. 8;D. 9。
5. 图 a 结构的最后弯矩图为:()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:()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_________体系,前者_________多余约束而后者_____________多余约束。
2. 图 b 是图 a 结构 ________ 截面的 _______ 影响线。
3. 图示结构 AB 杆 B 端的转动刚度为 ________, 分配系数为________, 传递系数为 _____。
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?2.影响线横坐标和纵坐标的物理意义是什么?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。
2011年7⽉⾼等教育⾃学考试全国结构⼒学(⼆)试题与答案结构⼒学(⼆)试卷第1页共7页全国2011年7⽉⾼等教育⾃学考试结构⼒学(⼆)试题课程代码:02439⼀、单项选择题(本⼤题共16⼩题,每⼩题3分,共48分)在每⼩题列出的四个备选项中只有⼀个是符合题⽬要求的,请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均⽆分。
1.以下说法中不属于静定结构的⼀般性质的为( ) A.静定结构的内⼒与变形⽆关B.结构的局部能平衡荷载时,其他部分不受⼒C.若将作⽤在结构中⼀个⼏何不变部分上的荷载作等效变换,其他部分上的内⼒不变D.⽀座移动、温度变化也会产⽣内⼒2.欲求C 点的竖向位移,应取单位⼒状态图为()3.图⽰超静定结构的超静定次数为( ) A.0 B.1 C.2D.34.下列关于影响线的说法中正确的⼀项为( ) A.影响线横坐标表⽰单位移动荷载作⽤的位置 B.影响线横坐标表⽰杆件截⾯位置 C.静定结构与超静定结构的影响线均为直线 D.静定结构与超静定结构的影响线均为曲线5.矩阵位移法中,两种坐标下的单元杆端位移关系为( ) A.eeeT ?=?B.Tee e T=C.e e eT ?=?D.T ee eT ?=?结构⼒学(⼆)试卷第2页共7页6.体系的动⼒⾃由度是指体系中( ) A.结点个数 B.质点个数C.结点位移个数D.独⽴的结点位移个数7.在竖向荷载作⽤下,三铰拱( ) A.有⽔平推⼒ B.⽆⽔平推⼒C.受⼒与同跨度、同荷载作⽤下的简⽀梁完全相同D.截⾯弯矩⽐同跨度、同荷载作⽤下的简⽀梁的弯矩要⼤ 8.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 C.变形协调D.位移反⼒互等定理 9.⽤⼒法计算图⽰结构,可取的基本结构为()10.图⽰F QC 的影响线在D 点竖距为( )A.14-B.14 C.12-D.1211.已知简⽀梁单元线刚度为i ,则其单元刚度矩阵为( )A. i i i iB. 22 i i i iC.2 33 2i i i i ??D.4 22 4i i i i12.下⾯关于体系的频率说法正确的⼀项为( ) A.频率与外荷载有关 B.频率与外荷载⽆关 C.阻尼使频率增⼤ D.频率与质量、刚度⽆关结构⼒学(⼆)试卷第3页共7页13.图⽰结构(杆长均为l )弯矩图正确的为()14.图⽰梁(长为l )B 点转⾓θB 为()15.计轴向变形,图⽰结构单元②定位向量为( ) A.[1,2,3,0,0,7]T B.[1,2,3,0,0,0]T C.[4,5,6,0,0,0]TD.[1,2,3,4,5,6]T16.刚度矩阵与柔度矩阵的关系为( ) A.δk =I B.δk =l C.k δ=1D.不能确定⼆、计算题(本⼤题共4⼩题,每⼩题8分,共32分) 17.试作图⽰梁弯矩图、剪⼒图。
将三刚片组成无多余约束的几何不变体系,必要的约束数目是几个A.4B.5C.6D.3回答错误!正确答案: C支座移动对静定结构会产生A.支座反力B.变形C.内力D.位移回答错误!正确答案: D在互等定理中δ21=δ12,A.δ12B.δ31C.δ22D.δ11回答错误!正确答案: A外伸梁上K截面内力影响线在K截面以里是A.可正可负B.全为正C.全为负D.回答错误!正确答案: D对结构进行刚度计算的目的,是为了保证结构A.不发生刚体运动B.既经济又安全C.美观实用D.不致发生过大的变形以至于影响正常的使用回答错误!正确答案: D外伸梁支座反力影响线形状特征是A.抛物线B.一条直线C.两条平行线两条直线组成的折线回答错误!正确答案: B板的厚度A.远远小于它的长和宽B.等于它的长和宽C.与它的长和宽是同一量级的D.远远大于它的长和宽回答错误!正确答案: A桁架计算的截面法所选分离体包含几个结点A.两个或两个以上B.单个C.无穷多个D.只能有两个回答错误!正确答案: A在力法典型方程中,恒大于零的是A.自由项B.付系数C.主系数D.右端项回答错误!正确答案: C在超静定结构中,若增大某局部的刚度EA,则其余部分的内力将A.减小B.不变可能增大也可能减小D.增大回答错误!正确答案: A当简谐荷载作用于有阻尼的单自由度体系质点上时,若荷载频率远远大于体系的自振频率时,则此时与动荷载相平衡的主要是A.阻尼力B.弹性恢复力C.惯性力D.重力回答错误!正确答案: C如果体系的阻尼增大,下列论述错误的是A.位移和简谐荷载的相位差变大动力系数的绝对值减小C.自由振动的振幅衰减速度加快D.自振周期减小回答错误!正确答案: D单跨超静定斜梁在竖向荷载作用下的弯矩=A.相应的超静定竖向梁的弯矩B.相应的静定水平梁的弯矩C.相应的超静定水平梁的弯矩D.相应的静定梁的弯矩回答错误!正确答案: C支座移动对静定结构会产生A.B.内力C.支座反力D.变形回答错误!正确答案: A固定铰支座有几个约束?A.四个B.一个C.三个D.两个回答错误!正确答案: D用铰来连接四个刚片的结点叫什么?单铰结点B.不完全铰结点C.复铰结点D.组合结点回答错误!正确答案: C去掉一个定向支座,相当于去掉几个约束?A.2B.3C.4D.1回答错误!正确答案: A梁在荷载作用下的位移主要是由什么变形产生的?A.剪切变形B.弯曲变形C.轴向变形D.扭转变形回答错误!正确答案: B三刚片组成无多余约束的几何不变体系,其联结方式是A.以三对平行链杆相联B.以不在一条线上三个铰相联C.以任意的三个铰相联D.以三个无穷远处的虚铰相联回答错误!正确答案: B在梁的弯矩图发生突变处作用有什么外力?A.无外力B.集中力偶C.横向集中力D.轴向外力回答错误!正确答案: BA端固定B端铰支的等截面超静定梁,已知固定端的转角为θA,下列结论错误的是A.MA=3iθAB.QBA=0C.MB=0D.QAB=-3iθA/l回答错误!正确答案: B与力法方程中的系数δki互等的系数是A.δikB.ΔkiC.δiiD.δkk回答错误!正确答案: A单自由度体系在简谐荷载作用下,下列哪种情况内力与位移的动力系数相同?A.荷载作用在质点上与质点运动方向垂直B.荷载不作用在质点上C.均布荷载作用D.惯性力与荷载共线回答错误!正确答案: D简支梁C截面弯矩影响线中K点的竖标表示P=1作用在A.C点时产生的K截面的弯矩B.K点时产生的C截面的弯矩C.K点时产生的K截面的弯矩D.C点时产生的C截面的弯矩回答错误!正确答案: B带有静定部分的超静定梁,超静定部分的内力影响线的特点是A.在静定部分上是曲线,在超静定部分上是直线B.在静定部分上是直线,在超静定部分上是曲线C.在整个结构上都是直线D.在整个结构上都是曲线回答错误!正确答案: B两刚片用一个单铰和过该铰的一根链杆相连组成A.瞬变体系B.有两个多余约束的几何不变体系C.有一个自由度和一个多余约束的可变体系D.无多余约束的几何不变体系回答错误!正确答案: A具有集中质量的体系,其动力计算自由度A.小于其集中质量数B.大于其集中质量数C.等于其集中质量数D.以上都有可能回答错误!正确答案: D超静定结构支座移动时,如果刚度增大一倍则A.内力和位移都不变B.内力缩小一倍、位移也缩小一倍C.内力也缩小一倍、而位移不变D.内力也增大一倍、而位移不变回答错误!正确答案: D三铰拱的水平推力与下列那个因素无关?A.跨度B.拱轴线形状矢高D.荷载回答错误!正确答案: B固定端支座有几个约束反力分量?A.一个B.三个C.两个D.四个回答错误!正确答案: B应用虚功原理时,其中位移状态应当满足什么条件?A.约束和连续B.C.约束D.平衡回答错误!正确答案: A温度变化对静定结构会产生A.弯矩B.剪力C.位移和变形D.轴力回答错误!正确答案: C带有静定部分的超静定梁,静定部分的反力影响线的特点是A.在整个结构上都是直线在整个结构上都是曲线C.在静定部分上是直线,在超静定部分上是零线D.在静定部分上是零线,在超静定部分上是直线回答错误!正确答案: C当远端为滑动支座时,传递系数等于A.1B.C.-1D.0.5回答错误!正确答案: C固定铰支座有几个约束反力分量?A.B.四个C.一个D.两个回答错误!正确答案: D去掉一个固定端支座,相当于去掉几个约束?A.3B.4C.5D.2回答错误!正确答案: A杆系结构中的构件的长度等于截面的高和宽B.远远大于截面的高和宽C.与截面的高和宽是同一量级D.远远小于截面的高和宽回答错误!正确答案: B如果位移法基本体系的附加约束中的反力(矩)等于零,则A.基本体系就与原结构受力一致,但变形不一致。
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The occasi on of the Spring Festival, my si ncere wi sh that y ou a nd the families of the staff in the ne w year, good health, happy, happy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 。
华中科技大学土木工程与力学学院《结构力学》考试卷2011~2012学年度(上)1、分析图示体系的几何构成。
解:(1)ACE ∆为刚片1,DFB ∆为刚片2,大地为刚片3,刚片1与刚片2通过链杆CD 、EF 形成无穷远铰,刚片1与刚片3通过铰A 相连,刚片2与刚片3通过铰B 相连,A 、B 的连线与链杆EF 、CD 不平行,故整个体系为无多余约束的几何不变体系。
(2)按节点法计算结构的自由度数:W=28-(12+3)=1>0⨯,故体系为几何不变体系。
2、求图示钢架内力并作内力图(M 、Q F 、N F )。
(1) (2)E F解:取F 点左边那部分为隔离体:0FM =∑,6204040A R -⨯++⨯=,可得30A R kN =。
整体分析:0BM=∑,23082044061/22020D R -⨯+-⨯+⨯+⨯⨯=,可得15D R kN =。
由0X =∑,15HB R kN =。
由0Y =∑,50VB R kN =。
据此可作出结构的内力图如下图所示:1540kN3、求图示桁架指定杆件a 、b 杆的内力。
解:首先求支座反力可得/6A P R F =,5/6B P R F =。
取截面I -I 的左边部分,去斜杆方向为X 轴,由0Y =∑,可得PFPF I1/622P a F N ⨯⨯=⨯/6a P N F =(压)。
同理:5/6NO P N F =(压),/6CD P N F =(拉)。
取截面II-II 截面的左边部分,取斜杆为X 轴,由0Y =∑,可得5/6/6/60P b P P F N F F -+++=,可得/2b P N F =(拉)。
4、绘出图示结构结构QC F 、NDH F 、K M 的影响线,单位荷载1P F =在EF 上移动。
解:(1)1p F =在C 点左边移动时,QC F 左=-1;F P 在C 点右边移动时,QC F 左=0。
QCF 左的影响线:(2)1p F =在E 点时,则QC F 右=1;1p F =在C 点时,=0QC F 右;1p F =在D 点时,=0QC F 右;1p F =在F 点时,=-1QC F 右。
第1章绪论(无习题)第2章平面体系的机动分析习题解答习题 2.1是非判断题(1) 若平面体系的实际自由度为零,则该体系一定为几何不变体系。
( )(2) 若平面体系的计算自由度W=0,则该体系一定为无多余约束的几何不变体系。
( )(3) 若平面体系的计算自由度W<0,则该体系为有多余约束的几何不变体系。
( )(4) 由三个铰两两相连的三刚片组成几何不变体系且无多余约束。
( )(5) 习题 2.1(5) 图所示体系去掉二元体CEF 后,剩余部分为简支刚架,所以原体系为无多余约束的几何不变体系。
( )AECFB D习题 2.1(5)图(6) 习题 2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体ABC 后,成为习题 2.1(6) (b) 图,故原体系是几何可变体系。
( )(7) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体EDF 后,成为习题 2.1(6) (c) 图,故原体系是几何可变体系。
( )BE FDA C(a) (b) (c)习题 2.1(6)图习题 2.2填空(1) 习题2.2(1)图所示体系为_________体系。
习题 2.2(1)图(2) 习题2.2(2)图所示体系为__________体系。
习题2-2(2)图(3) 习题 2.2(3) 图所示 4 个体系的多余约束数目分别为_______、________、__________、__________。
习题 2.2(3)图(4) 习题2.2(4)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题 2.2(4)图(5) 习题2.2(5)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题 2.2(5)图(6) 习题2.2(6)图所示体系为_________体系,有_________个多余约束。
习题 2.2(6)图(7) 习题2.2(7)图所示体系为_________体系,有_________个多余约束。
习题 2.2(7)图习题 2.3对习题 2.3 图所示各体系进行几何组成分析。
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 。
22. (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.3. (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)=1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。
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。
河北工业大学2011年攻读硕士学位研究生入学考试试题参考答案(结构力学Ⅰ)
一、是非题
1. ×
2.0
3. 0
4.×
考点:1题考察结构的几何构造分析;2题考察静定结构的一般性质;3题考察多跨静定梁的内力传递;4题考察力法基本方程的理解。
解析:1.两根链杆只有同时连接两个相同的钢片,才能看成是虚铰; 2.由静力的局部平衡性质,可知正确;
3.当荷载作用于基本部分时,只有基本部分受力,附属部分不受力。
当荷载作用于附属部分时,则不仅附属部分受力,基本部分一般也受力;
4.方程右边代表1X 方向的实际位移,故力法方程应该是c X -=111δ。
编者语:
1题中若如图所示,则O 点可以看作虚铰。
2题的考点,即2012年真题第一大题编者语中叙述的静定结构性质的第(4)条。
在真题中多次出现,需要特别重视,下例:
3题2012年真题第二大题第2小题也涉及此考点。
4题关于力法的典型方程:
二、选择题
1、C
考点:斜梁的弯矩计算。
解析:α
α2
2
2cos 8)cos (81ql l q M C == 编者语:2012年真题第六大题也涉及此考点。
2.B
考点:图乘法的应用条件
解析:可分为直杆段并且在每个直杆段内EI 相等,B 选项中的等截面隐含EI 相等,为最佳选项。
(若材质不均匀,B 项也不正确) 编者语:
第三大题
考点:静定组合结构的弯矩图 解析:结构各个杆件受力如下:
该结构的弯矩图如下:
编者语:以个人经验,做此种静定结构绘制弯矩图的题目可以加少量叙述,然后就将杆件拆散,求出各杆件的受力情况(保证每根杆件都要平衡),然后直接绘制弯矩图,省略设未知力,列式计算等步骤。
此题的难点在于确定1、3杆为梁式杆,4杆为二力杆。
1、2杆是附属结构,力传递到主体后,可专心分析整体。
(可参2012年第一大题,第4小题关于组合结
构的论述内容。
)
第四大题
考点:影响线的绘制
解析:(1)撤去c M 对应的约束,令体系沿c M 的正方向(规定下侧受拉为正)产生单位位移,虚位移图如下所示:
影响线如图:
(2)撤去右c Q 对应的约束,令体系沿右c Q 的正方向(规定顺时针为正)产生单位位移,虚位移图如下所示:
影响线如图:
编者语:请看2012年第五大题编者语。
第五大题
考点:力法,对称结构
解析:分析可知,结构正对称,荷载反对称,取半结构如下,力法基本体系如图:
力法基本方程:
01111=∆+P X δ
求解系数和自由项:
由图乘法:
EI
l EI l EI l l l l EI l l EI l 3723)2(1)2(63
3311=+=⨯⨯+⨯⨯=δ;
EI
ml EI ml EI ml m l l EI m l l EI P
454)22(1)221(12221-=--=⨯⨯-⨯⨯⨯-=∆ 代入力法方程:
l
m
X p
281511
11=
∆-
=δ 由P M X M M +=11,做出M 图如下:
编者语:正确选取半结构和荷载分组至关重要,现将有关知识点罗列如下:
第六大题
考点:力矩分配法,对称结构
解析:分析可知,结构正对称,荷载正对称,取半结构如下:
(1)转动刚度(劲度系数)
EI EI i S CA CA ===44
4,EI EI i S CD CD =⨯==6
233 (2)分配系数
2
1==CD CA μμ
(3)固端弯矩
0=F
CA M ,m kN M F CD
∙-=+⨯⨯-=405640163,m kN M F
CB ∙=⨯⨯=304152
1,m kN M F
DC ∙=⨯=1025
(4)力矩分配
(5)绘制弯矩图
编者语:良好的步骤是得分的关键。
第七大题
考点:位移法
解析:基本体系如图所示:
位移法基本方程为:
⎩⎨⎧=+∆+∆=+∆+∆0
22221211212111P P F k k F k k
求解系数和自由项:
设l EI i =
,i i i k 84411=+=,2222217412l i k l i l i k =++=,l i l i l i k 42612=-=,l
i l i l i k 42621=-=,01=p F ,P F p =2 代入位移法基本方程
⎪⎩⎪⎨⎧=+∆+∆=+∆+∆0174004822121P l i l
i l i i 解得:i Pl l i
l i l i i l i P l i
30174481740221=-=∆,i Pl l i l i l i i P
l i i 1517448408221-=-=∆(克莱姆法则,配合计算器,可避免通分) 由P M M M M +∆+∆=2211绘制弯矩图,如下:
编者语:对有无限刚杆件,结构的求解必须掌握,无限刚杆件本身不能发生弯曲变形,但可以承担弯矩,其杆端能接收相邻杆件的全部传递弯矩,本题中2M 图中用到无限刚杆件的特点,由于12=∆的位移,使上杆端发生位移的同时产生了l /1的转角,转角产生l i /4的弯矩。
第八大题
考点:单自由度体系自振频率
解析:此结构体系有一个竖向运动自由度,用刚度法求解。
求解刚度系数k :
33933l EI
l EI k =⨯=,33ml EI =ω。