静定结构位移计算练习题(答案在后)
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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.F p /2M2a2a a aa aA F p /2F p /2 F p /2F p F pa a aa F PED3. (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。
A l /2l /2EI 2EIF Pa d c eb fgh iklF P =11j llM /4 3M /4M /43M /43M /4M /4M /8 M /2EIEIM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。
判断题1. 图a为对称结构,用位移法求解时可取半边结构如图b所示。
(×)2. 图示结构,用位移法求解,有三个结点角位移和二个结点线位移未知数(×)。
ϕ=所施加的弯矩相同。
(×)3. 以下两个单跨梁左端产生15. 用位移法计算图示结构时,独立的基本未知数数目是4 。
(×)6. 图示结构用位移法计算时,其基本未知量的数目为3个(√)。
7. 在位移法典型方程的系数和自由项中,数值范围可为正、负实数的有:(D)A 主系数;B 主系数和副系数;C 主系数和自由项D 负系数和自由项。
8. 用位移法计算超静定结构时考虑了到的条件是:(A)A物理条件、几何条件、和平衡条件;B平衡条件C平衡条件与物理条件D平衡条件与几何条件9. 规定位移法的杆端弯矩正负时,对杆端而言,以顺时针为正,对结点则以逆时针为正,这一规定也适合于杆端剪力的符号规定。
(×)10. 图a对称结构可简化为图(b)来计算。
(×)11. 图示结构用位移法求解时,基本未知量个数是相同的(√)12. 图示结构用位移法求解时,只有一个未知数(√)13. 图示结构横梁无弯曲变形,故其上无弯矩。
(×)14. 图a对称结构可简化为图b来计算,EI均为常数。
(×)15. 图示结构用位移法求解的基本未知量数目最少为3。
(√)16. 图示结构EI=常数,用位移法求解时有一个基本未知量。
(√)。
17. 位移法中固端弯矩是当其基本未知量为零时由外界因数所产生的杆端弯矩(√)18. 位移法的典型方程与力法的典型方程一样,都是变形协调方程。
(×)19. 用位移法可以计算超静定结构,也可以计算静定结构(√)20. 位移法中角位移未知量的数目恒等于刚结点数。
(×)21. 超静定结构中杆端弯矩只取决于杆端位移。
(×)pl EI。
(×)22. 图示结构B点的竖向位移为3/(5)23. 图示结构在荷载作用下结点B处的转角为0。
第4章静定结构的位移计算计算结构位移的目的结构在荷载作用下会产生内力,同时使其材料产生应变,以致结构发生变形。
由于变形,结构上各点的位置将会发生改变。
杆件结构中杆件的横截面除移动外,还将发生转动。
这些移动和转动称为结构的位移。
此外,结构在其他因素如温度改变、支座位移等的影响下,也都会发生位移。
b5E2RGbCAP例如图4—1a所示简支梁,在荷载作用下梁的形状由直变弯,如图4—1b所示。
这时,横截面的形心移动了一个距离,称为点的线位移。
同时截面还转动了一个角度,成为截面的角位移或转角。
p1EanqFDPw又如图4—2a所示结构,在内侧温度升高的影响下发生如图中虚线所示的变形。
此时,C点移至C点,即C点的线位移为C C。
若将C C沿水平和竖向分解<图4—2b),则分量C C和CC分别称为C点的水平位移和竖向位移。
同样,截面C还转动了一个角度,这就是截面C的角位移。
DXDiTa9E3d在结构设计中,除了要考虑结构的强度外,还要计算结构的位移以验算其刚度。
验算刚度的目的,是保证结构物在使用过程中不致发生过大的位移。
RTCrpUDGiT计算结构位移的另一重要目的,是为超静定结构的计算打下基础。
在计算超静定结构的反力和内力时,除利用静力平衡条件外,还必须考虑结构的位移条件。
这样,位移的计算就成为解算超静定结构时必然会遇到的问题。
5PCzVD7HxA此外,在结构的制作、架设等过程中,常须预先知道结构位移后的位置,以便采取一定的施工措施,因而也须计算其位移。
jLBHrnAILg本章所研究的是线性变形体系位移的计算。
所谓线性变形体系是位移与荷载成比例的结构体系,荷载对这种体系的影响可以叠加,而且当荷载全部撤除时,由何在引起的位移也完全消失。
这样的体系,变形应是微小的,且应力与应变的关系符合胡克定律。
由于变形是微小的,因此在计算结构的反力和内力时,可认为结构的几何形状和尺寸,以及荷载的位置和方向保持不变。
xHAQX74J0X功广义力和广义位移在力学中,功的定义是:一个不变的集中力所作的功等于该力的大小与其作用点沿力作用线方向所发生的分位移的乘积。
结构力学习题第2章平面体系的几何组成分析2-1~2-6 试确定图示体系的计算自由度。
题2-1图题2-2图题2-3图题2-4图题2-5图题2-6图2-7~2-15 试对图示体系进行几何组成分析。
若是具有多余约束的几何不变体系,则需指明多余约束的数目。
题2-7图题2-8图题2-9图题2-10图题2-11图题2-12图题2-13图题2-14图题2-15图题2-16图题2-17图题2-18图题2-19图题2-20图题2-21图2-1 1W=2-1 9W-=2-3 3-W=2-4 2W-=2-5 1W=-2-6 4=W-2-7、2-8、2-12、2-16、2-17无多余约束的几何不变体系2-9、2-10、2-15具有一个多余约束的几何不变体系2-11具有六个多余约束的几何不变体系2-13、2-14几何可变体系为2-18、2-19 瞬变体系2-20、2-21具有三个多余约束的几何不变体系第3章静定梁和静定平面刚架的内力分析3-1 试作图示静定梁的内力图。
(a)(b)(c) (d)习题3-1图3-2 试作图示多跨静定梁的内力图。
(a)(b)(c)习题3-2图3-3~3-9 试作图示静定刚架的内力图。
习题3-3图习题3-4图习题3-5图习题3-6图习题3-7图习题3-8图习题3-9图3-10 试判断图示静定结构的弯矩图是否正确。
(a)(b)(c)(d)部分习题答案3-1 (a )m kN M B ⋅=80(上侧受拉),kN F RQB 60=,kN F L QB 60-=(b )m kN M A ⋅=20(上侧受拉),m kN M B ⋅=40(上侧受拉),kN F RQA 5.32=,kN F L QA 20-=,kN F LQB 5.47-=,kN F R QB 20=(c) 4Fl M C =(下侧受拉),θcos 2F F L QC =3-2 (a) 0=E M ,m kN M F ⋅-=40(上侧受拉),m kN M B ⋅-=120(上侧受拉)(b )m kN M RH ⋅-=15(上侧受拉),m kN M E ⋅=25.11(下侧受拉)(c )m kN M G ⋅=29(下侧受拉),m kN M D ⋅-=5.8(上侧受拉),m kN M H ⋅=15(下侧受拉) 3-3 m kN M CB ⋅=10(左侧受拉),m kN M DF ⋅=8(上侧受拉),m kN M DE ⋅=20(右侧受拉) 3-4 m kN M BA ⋅=120(左侧受拉)3-5 m kN M F ⋅=40(左侧受拉),m kN M DC ⋅=160(上侧受拉),m kN M EB ⋅=80(右侧受拉)3-6 m kN M BA ⋅=60(右侧受拉),m kN M BD ⋅=45(上侧受拉),kN F QBD 46.28=3-7 m kN M C ⋅=70下(左侧受拉),m kN M DE ⋅=150(上侧受拉),m kN M EB ⋅=70(右侧受拉) 3-8 m kN M CB ⋅=36.0(上侧受拉),m kN M BA ⋅=36.0(右侧受拉) 3-9 m kN M AB ⋅=10(左侧受拉),m kN M BC ⋅=10(上侧受拉) 3-10 (a )错误 (b )错误 (c )错误 (d )正确第4章 静定平面桁架和组合结构的内力分析4-1 试判别习题4-1图所示桁架中的零杆。
结构力学练习题及答案(总42页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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; ; ; .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。
=1F P482四(本大题 9分)图示结构B 支座下沉4 mm ,各杆EI=×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。
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; ; ; .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:2M /8 M /2A.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。
四(本大题 9分)图示结构B 支座下沉4 mm ,各杆EI=×105 kN ·m 2,用力法计算并作M 图。
F P4 m=4 mm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。
第4章 静定结构的位移计算4.1 结构位移的概念4.1.1 结构位移结构都是由变形材料制成的,当结构受到外部因素的作用时,它将产生变形和伴随而来的位移。
变形是指形状的改变,位移是指某点位置或某截面位置和方位的移动。
如图4.1(a)所示刚架,在荷载作用下发生如虚线所示的变形,使截面A 的形心从A 点移动到了A ′点,线段AA ′称为A 点的线位移,记为A ∆,它也可以用水平线位移Ax ∆和竖向线位移Ay ∆两个分量来表示如图4.1(b)。
同时截面A 还转动了一个角度,称为截面A 的角位移,用A ϕ表示。
又如图4.2所示刚架,在荷载作用下发生虚线所示变形,截面A 发生了A ϕ角位移。
同时截面B 发生了B ϕ的角位移,这两个截面的方向相反的角位移之和称为截面A 、B 的相对角位移,即B A AB ϕϕϕ+=。
同理,C 、D 两点的水平线位移分别为C ∆如D ∆,这两个指向相反的水平位移之和称为C 、D 两点的水平相对线位移,既D C CD ∆+∆=∆。
除上述位移之外,静定结构由于支座沉降等因素作用,亦可使结构或杆件产生位移,但结构的各杆件并不产生内力,也不产生变形,故把这种位移称为刚体位移。
一般情况下,结构的线位移、角位移或者相对位移,与结构原来的几何尺寸相比都是极其微小的。
图4.1图4.2引起结构产生位移的主要因素有:荷载作用、温度改变、支座移动及杆件几何尺寸制造误差和材料收缩变形等。
4.1.2 结构位移计算的目的1. 验算结构的刚度结构在荷载作用下如果变形太大,即使不破坏也不能正常使用。
既结构设计时,要计算结构的位移,控制结构不能发生过大的变形。
让结构位移不超过允许的限值,这一计算过程称为刚度验算。
2. 解算超静定计算超静定结构的的反力和内力时,由于静力平衡方程数目不够,需建立位移条件的补充方程,所以必须计算结构的位移。
3. 保证施工在结构的施工过程中,也常常需要知道结构的位移,以确保施工安全和拼装就位。
静定结构的位移计算
一、判断题:
1、虚位移原理等价于变形谐调条件,可用于求体系的位移。
2、按虚力原理所建立的虚功方程等价于几何方程。
3、在非荷载因素(支座移动、温度变化、材料收缩等)作用下,静定结构不产生内力,但会有位移且位移只与杆件相对刚度有关。
4、求图示梁铰C 左侧截面的转角时,其虚拟状态应取:
A.
;
;
B.
D.
C.
=1
=1
5、功的互等、位移互等、反力互等和位移反力互等的四个定理仅适用于线性变形体系。
6、已知M p 、M k 图,用图乘法求位移的结果为:()/()ωω1122y y EI +。
M k
M p
2
1
y 1
y 2
*
*
ωω
( a )
M =1
7、图a 、b 两种状态中,粱的转角ϕ与竖向位移δ间的关系为:δ=ϕ 。
二、计算题:
10、求图示结构铰A 两侧截面的相对转角ϕA ,EI = 常数。
q
l
l
l /2
11、求图示静定梁D 端的竖向位移 ∆DV 。
EI = 常数 ,a = 2m 。
a a a
10kN/m
12、求图示结构E 点的竖向位移。
EI = 常数 。
l
l l /3
2 /3
/3
q
14、求图示刚架B 端的竖向位移。
q
15、求图示刚架结点C 的转角和水平位移,EI = 常数 。
q
17、求图示刚架横梁中D点的竖向位移。
EI = 常数 。
18、求图示刚架中D 点的竖向位移。
E I = 常数 。
q
l
l
l/2
19、求图示结构A、B两截面的相对转角,EI=常数。
23
l/
l/3
20、求图示结构A、B两点的相对水平位移,E I = 常数。
l
l
26、求图示刚架中铰C两侧截面的相对转角。
27、求图示桁架中D点的水平位移,各杆EA 相同。
D
30、求图示结构D点的竖向位移,杆AD的截面抗弯刚度为EI,杆BC的截面抗拉(压)刚度为EA。
a
331、求图示结构D 点的竖向位移,杆ACD 的截面抗弯刚度为EI ,杆BC 抗拉刚度为EA 。
35、图示结构B 支座沉陷 ∆ = 0.01m ,求C 点的水平位移。
36、结构的支座A 发生了转角θ和竖向位移∆如图所示,计算D 点的竖向位移。
θ
A
D
l/l l 2
37、图示刚架A 支座下沉 0.01l ,又顺时针转动 0.015 rad ,求D 截面的角位移。
D
0.015rad
A
0.01l
l
l
39、图示刚架杆件截面为矩形,截面厚度为h , h/l = 1/ 20 ,材料线膨胀系数为 α,求C 点的竖向位移。
C
A
-3-3+t
+t t t
l
40、求图示结构B 点的水平位移。
已知温变化t 110=℃,t 220=℃ ,矩形截面高h=0.5m ,线膨胀系数a = 1 / 105。
t 1
t 2
t 4m
B
1
静定结构位移计算(参考答案)
1、( X )
2、( O )
3、( X )
4、( C )
5、( O )
6、( X )
7、( O )
10、EI
ql A 2473=
ϕ
11、∆DV EI =↓140/()() 12、()
∆EV ql EI =-↑74324
/()
14、()()∆BV ql EI =
↓5164
15、ϕC ql EI =3
24
17、()DV
qa EI
∆=
↓65244
18、∆DV ql EI =2533844
/ ()↓
19、AB Pl EI ϕ=492
/
20、()33
Pl EI /←→
26、∆C ql EI
=3
2
27、()
()∆DH Pa EA =+→212
30、∆DV Pa EI Pa EA =+↓812543
//()
31、∆DV qa EI qa EA =+↓112415842
//()
35、∆∆CH R =-
⋅=∑--⋅=()1∆∆ (→)
36、
DV
l ∆
∆=+↑θ//()22
37、
D
r a d ϕ
=0025.
39、()
c v t l t l t l ∆=-=-↑ααα120119
40、∆C D H
cm =0795.
(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。