结构力学作业讲解
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第9章矩阵位移法典型题1. 用矩阵位移法计算图9.1a连续梁,并画M图,EI=常数。
图9.6解:(1)建立坐标系,对单元和结点编号如图9.6b,单元刚度矩阵单元定位向量λ①=(01)T,λ②=(12)T,λ③=(20)T(2)将各单元刚度矩阵中的元素按单元定位向量在K中对号入座,得整体刚度矩阵(3)连续梁的等效结点荷栽(4)将整体刚度矩阵K和等效结点荷载P代人基本方程(5)求杆端力并绘制弯矩图(图9.6c)。
2. 图9.2a结构,荷载只在(1),(3)杆上作用,已知(1),(3)杆在局部坐标系(杆件箭头方向)中的单元刚度矩阵均为(长度单位为m,角度单位为rad,力单位为kN)杆件(2)的轴向刚度为EA=1.5×l06kN,试形成结构的整体刚度矩阵。
图9.2解:(1)结构的结点位移编号及局部坐标方向(杆件箭头方向)见图9.1b。
(2)单元(1),(3)的局部与整体坐标方向一致,故其在整体坐标系中的单元刚度矩阵与局部坐标系中的相同。
(3)桁架单元(2)的刚度矩阵桁架单元只有轴向的杆端力和杆瑞位移,(3)定位向量单元(1):单元(2):单元(3):(4)整体刚度矩阵=3. 求图9.3a结构整体刚度矩阵。
各标EI相同,不考轴向变形。
图9.3解:(1)单元结点编号(图9.8b)(2)单元的定位向量(0051)T(0054)T(5354)T(5200)T (3)单元刚度矩阵(4)整体刚度矩阵第10章结构动力计算典型题1. 判断图10.1自由度的数量。
图10.12. 列出图10.2a结构的振动方程,并求出自振频率。
EI=常数。
图1解:挠度系数:质点m的水平位移y为由惯性力和动荷载共同作用引起:。
自振频率:3. 图10.3a简单桁架,在跨中的结点上有集中质量m。
若不考虑桁架自重,并假定各杆的EA相同,试求自振频率。
图10.3分析:结构对称,质量分布对称,所以质点m无水平位移,只有竖向位移,为单自由度体系。
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。
第1章绪论1.1 复习笔记一、结构力学的学科内容和教学要求1.结构建筑物、工程设施中承受和传递荷载而起骨架作用的部分。
从几何尺寸上可分为:杆件结构、板壳结构、实体结构三类。
2.结构力学研究内容(1)结构力学的研究对象,主要是杆件结构。
(2)结构力学的研究任务,是根据力学原理研究在外力和其他外界因素作用下的内力和变形,结构的强度、刚度、稳定性和动力反应,以及结构的组成规律。
(3)结构力学的研究方法,包含理论分析、实验研究和数值计算三个方面。
3.能力培养包括分析能力、计算能力、自学能力、表达能力。
二、结构的计算简图和简化要点1.结构的计算简图计算中需要寻求一个简化的图形来代替实际结构,这个图就称为结构的计算简图。
它的确定原则:(1)从实际出发反应结构的主要受力特征;(反映实际)(2)分清主次,略去细节,以便于计算。
(简化计算)2.简化要点(1)结构体系,常略去次要空间约束,简化为平面结构计算。
(2)杆件用轴线简化,杆件间的连接区用结点表示,杆长用结点间距离表示,荷载作用点也转移到轴线上。
(3)杆件间的连接区,根据实际情况简化为铰接点或刚结点。
(4)结构和基础连接,一般简化为滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座。
(5)材料性质,一般简化为连续、均匀、各向同性、完全弹性或弹塑性的材料。
(6)荷载,均简化为作用在杆件轴线上,分为集中荷载和均布荷载。
三、杆件、杆件结构、荷载的分类1.杆件通常分为梁、拱、桁架、刚架、组合结构。
2.杆件结构根据空间特性,分为平面结构和空间结构;根据计算特性,分为静定结构、超静定结构。
3.荷载根据作用时间,分为恒载和活载;根据作用性质,分为静力荷载和动力荷载。
1.2 名校考研真题详解本章暂未编辑名校考研真题,若有最新真题会及时更新。
建筑力学与结构、结构力学与建筑构造练习册(宁大专升本)姓名:学号:班级:任课教师:杭州科技职业技术学院作业一、静力学基本概念(一)判断题:1、使物体运动状态发生改变的效应称为力的内效应。
( ⨯ )2、在两个力作用下处于平衡的杆件称为二力杆。
( √ )3、力的可传性原理适用于任何物体。
( ⨯ )4、约束是使物体运动受到限制的周围物体。
( √ )5、画物体受力图时,只需画出该物体所受的全部约束反力即可。
( ⨯ )(二)选择题:1、对刚体来说,力的三要素不包括以下要素( B )。
(A )大小 (B )作用点 (C )方向 (D )作用线2、刚体受不平行的三个力作用而平衡时,此三力的作用线必( C )且汇交于一点。
(A )共点 (B )共线 (C )共面 (D )不能确定3、光滑圆柱铰链约束的约束反力通常有( B )个。
(A )一 (B )二 (C )三 (D )四4、如图所示杆ACB ,其正确的受力图为( A )。
(A )图A (B )图B (C )图C (D )图D成绩D(A )(D )(C )5、下图中刚架中CB 段正确的受力图应为( D )。
(A )图A (B )图B (C )图C (D )图D(三)分析题:1、画出下图所示各物体的受力图,所有接触面均为光滑接触面,未注明者,自重均不计。
解:(a)取球为研究对象,作受力图如下:∙C G(b)60︒(c)F CFB (C)F B∙ABC GAR(b)取刚架为研究对象,作受力图如下:(c)取梁为研究对象,作受力图如下:2、画出下图所示各物体的受力图,所有接触面均为光滑接触面,未注明者,自重均不计。
解:(a)先取AC 杆为研究对象,作受力图如下:(a) AC 杆、BC 杆、整体(b)AC 杆、BC 杆、整体q (c) AB 杆、BC 杆、整体 CAAx F B R F或:BB R60︒ Ay F BF CCx F再取BC 杆为研究对象,作受力图如下:最后取整体为研究对象,作受力图如下:(b) 先取AC 杆为研究对象,作受力图如下:再取BC 杆为研究对象,作受力图如下:最后取整体为研究对象,作受力图如图所示:BF BF CxFF 'T 'BB A F A Ax FAy FB Cx F F 'Bx F By FA Ax FAy FBBx FBy F(c) 先取AB 杆为研究对象,作受力图如下:再取BC 杆为研究对象,作受力图如上:最后取整体为研究对象,作受力图如下:二、平面汇交力系(一)判断题:1、求平面汇交力系合力的几何作图法称为力多边形法。
第一章平面体系的几何组成分析一判断题1. 几何瞬变体系产生的运动非常微小并很快就转变成几何不变体系,因而可以用作工程结构。
(×)2. 两刚片或三刚片组成几何不变体系的规则中,不仅指明了必需的约束数目,而且指明了这些约束必需满足的条件。
(√)3。
计算自由度W小于等于零是体系几何不变的充要条件.(×)4. 三个刚片由三个铰相联的体系一定是静定结构.(×)5。
有多余约束的体系一定是超静定结构。
(×)6。
平面几何不变体系的三个基本组成规则是可以相互沟通的.(√)7。
三刚片由三个单铰或任意六根链杆两两相联,体系必为几何不变。
(×)8. 两刚片用汇交于一点的三根链杆相联,可组成几何不变体系.(×)9。
若体系计算自由度W〈0,则它一定是几何可变体系。
(×)10。
有多余约束的体系一定是几何不变体系.(×)11。
几何不变体系的计算自由度一定等于零.(×)12。
几何瞬变体系的计算自由度一定等于零。
(×)13. 图中链杆1和2的交点O可视为虚铰。
(×)题13图二选择题1. 图示体系为:(A)A.几何不变无多余约束 B.几何不变有多余约束 C.几何常变 D.几何瞬变题1图题2图2。
图示体系为:(B)A.几何不变无多余约束 B.几何不变有多余约束 C.几何常变 D.几何瞬变3. 图示体系是(B)A.无多余联系的几何不变体系 B.有多余联系的几何不变体系C.几何可变体系 D.瞬变体系题3图4。
图示体系的几何组成为(B)A.几何不变无多余约束 B.几何不变有多余约束 C.瞬变体系 D.可变体系题4图5. 图示平面体系的几何组成为(C)A。
几何不变无多余约束 B。
几何不变有多余约束 C.瞬变体系 D.几何可变体系题5图6. 图示体系为(A)A。
几何不变,无多余约束 B.几何不变,有多余约束 C。
几何常变 D。
几何瞬变题6图题7图7. 图示体系为(D)A。