用力矩分配法计算图示结构
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《结构力学I》期末复习题1.试画出图示静定梁的弯矩图和剪力图。
Pa aaa a2.试画出图示刚架的弯矩图、剪力图和轴力图。
各杆长均为l。
DA C4kN/mB10kNDC48m34kN/m3.试求图示桁架各指定杆的轴力。
已知F= 30kN。
三、静定结构的位移计算1.用图乘法计算图示荷载作用下外伸梁C点的竖向位移Δcy。
3×4=12m3F2313m3m4bacFF2×2=4m2×3=6m2F 3Fbac4m4×3=12m2.试画出 图示结构的弯距图。
并求C 点的水平位移和D 点转角。
已知三杆长均为l ,EI 为常数。
3.试绘制图示静定结构的弯矩图,并求A 点的垂直位移和B 点转角。
已知三杆长均为3m 。
各杆EI 均为10000kNm 2。
4.试绘制图示静定结构的弯矩图,并求A 点的垂直位移。
各杆EI 均为5000kNm 2。
5kN四.力法1.试用力法计算图示结构,绘制弯矩图。
已知二杆长均为l,EI为常数。
q2.试用力法计算图示结构,绘制弯矩图。
已知两杆长均为l,EI为常数。
3.试用力法计算图示结构,绘制弯矩图。
已知三杆长均为l,EI为常数。
4.用力法计算并作图示结构M图。
已知二杆长均为l,E I= 常数。
五、位移法1.建立图示结构的方程,求出方程的系数和自由项。
已知三杆长均为l,EI为常数。
2.试用位移法计算图示结构,绘制弯矩图。
已知两杆长均为l,EI为常数。
q3.试用位移法计算图示结构,绘制弯矩图。
已知三杆长均为6米 ,EI 为常数。
4. 位移法作图示刚架的M 图(EI﹦常数)。
5.试 用 最 简 捷 的 方 法 求 图 示 结 构 的 弯 矩 图 , 各 杆 的 长 度 l 均 相同 。
PEIEIEIEI EI 1=ACBD12kN/m6.用位移法作图示结构M 图,EI 常数。
l /2l /2六.力矩分配法1.试用力矩分配法计算图示连续梁,绘制弯矩图。
EI 为常数。
第十八章力矩分配法力矩分配法理论基础:位移法;计算对象:杆端弯矩;适用范围:连续梁和无侧移刚架。
一、转动刚度转动刚度表示杆端对转动的抵抗能力。
它在数值上等于使杆端产生单位转角时需要施加的力矩,以SAB表示。
A是施力端(近端),B为远端。
1S AB=4i1S AB=3iS AB= i1S AB=0远端固定远端铰支远端滑动远端自由第一节力矩分配法的基本原理1S AB =4i1S AB =3iS AB = i 1S AB =0远端固定远端铰支远端滑动远端自由转动刚度远端固定,S =4i 远端简支,S =3i 远端定向,S =i 远端自由,S =0S AB 与杆的线刚度i 和远端支承情况有关。
i —杆件的线刚度,lEI i二、传递系数M AB = 4i AB ϕAM BA = 2i AB ϕA21==AB BA ABM M C M AB = 3i AB ϕA 0==ABBA ABM M C M AB = i AB ϕAM BA = -i AB ϕA1-==ABBA ABM M C ϕAlAB远端固定ABϕAϕAAB远端铰支远端滑动M BA = 0远端支承转动刚度传递系数固定S=4i C =1/2简支S=3i C =0定向S=i C = -1自由S=0三、力矩分配法的基本原理杆端弯距:取结点A 作隔离体,由∑M =0,得分配系数CA BDi ABi AC i ADAAB A AB AB S i M ϕϕ==4A AC A AC AC S i M ϕϕ==AAD A AD AD S i M ϕϕ==3}M M ABM ACM ADAAD AC AB S S S M ϕ)(++=∑=++=AAD AC AB A SMS S S M ϕMSSM AADAD ∑=M SS M A ABAB ∑=M S S M AACAC ∑=注:1)分配弯矩是杆端转动时产生的近端弯矩。
2)结点集中力偶顺时针为正。
∑=AAkAkSS μMM Ak Ak μ=分配弯矩A ϕM1321=++=∑A A A Ak μμμμ各杆的远端弯矩M kA 可以利用传递系数求出。
习题
8.1 用力矩分配法计算图示结构,并作M图
题8.1图
8-2 作图示(a)、(b)、(c)、(d)、(e)连续梁和刚架的M图。
题8.2图
8-3 图示连续梁EI=常数,试用力矩分配法计算其杆端弯矩,并绘M图。
8-4 作图示连续梁在三角形荷载作用下的M图。
设EI=常数。
8-5 作图示刚架的M图。
题8.3图
题8.4图题8.5图
8-6 当支座A转动 角时,作M图。
设各杆EI=常数。
8-7 用无剪力分配法计算图示刚架,并绘M。
题8.6图题8.7图8-8 图示各结构哪些可以用无剪力分配法计算?对于图8.8(f),若可用无剪力分配法计算,劲度系数
S应等于多少?
AB
题8.8图
8-9 试计算图示空腹梁并绘M图,EI=常数。
(提示:除利用对水平轴的对称性外,还可利用对竖直轴的对称性以进一步简化计算)
题8.9图
8-10 采用位移法并引入无剪力分配法概念,简化计算图示刚架。
题8.10图。
第四章一、选择题1、如图所示刚架,给出四个不同形状的弯矩图,其中形状正确的是()题图2、如图所示正方形封闭荷载及框架,四个角上的弯矩相等且均为外侧受拉,其值等于 ( )PlA、8PlB、12PlC、16PlD、243、图为AB杆段的弯矩图,则杆上作用的外力P的大小应为()A、8KNB、10 KNC、12 KND、15 KN选择题3 填空题1二、填空题1、图所示所示刚架,截面D的弯矩值等于,侧受拉。
2、图示刚架,其中CD 杆D 截面的弯矩为 kn m,CD 杆的轴力为 kn (设弯矩以内侧受拉为正,轴力以拉力为正)。
3、如图所示刚架中的弯矩=DC M ,轴力=ED N ,支座A 的竖向反力=A V 。
三、计算题1、如图所示刚架的M 图,试做Q 图与N 图2、试作出图如图所示刚架的M 、Q 图。
3、作图刚架的 M 、Q 图。
6Kn第五章一、选择题:1、如图所示三铰拱,已知其水平推力H=23P ,该拱的失跨比lf 等于 ( )A 、81B 、61C 、41 D 、312、如图所示对称三铰拱,设拱轴线为抛物线。
铰C 右侧截面C '的轴力(受压为正)为( )。
3、经判断,如图所示结构的水平反力为 ( )A 、2,2P H P H B A -==B 、0,==B A H p HC 、P H H B A -==,0D 、2,2P H P H B A =-=二、填空题 :1、当拱的轴线与压力线完全重合时,各截面 和 都为零,而只有 。
这样的拱轴线称为 。
第六章一、选择题1、所示组合结构,其中二力杆AB 的轴力为 ( )A 、-P 2 B 、0C 、P 2D 、P 222、如图所示静定刚架及荷载,截面B 的弯矩B M 等于 ( )A 、Pa (外侧受拉)B 、2Pa (内侧受拉)C 、2Pa (外侧受拉)D 、3Pa (内侧受拉)二、填空题1、如图所示桁架1、2杆的内力分别为1N = ,2N = 。
三、计算题1、试计算图所示桁架杆件1、2的内力。
知识归纳整理一 挑选题(本大题共20小题,每小题2分,共40分)1.大多数民用建造工程中的杆件结构是( A )A.梁和刚架 B.挡土墙C.桁架 D.蓄水池2.( B )可以作为结构A.瞬变体系 B.几何不变体系C.有多余约束的可变体系 D.自由度小于零的体系3.不属于画梁结构Q图的控制载面是( A )A.力偶作用面 B.集中力作用面C.均布荷载的始截面 D.均布荷载的末截面4.画刚架内力图的步骤顺序是( D )A.校核内力图 利用微分关系和叠加关系作杆内力图 求支座反力 求各杆杆端内力B.求支座反力求各杆杆端内力 校核内力图利用微分关系和叠加关系作杆内力图C.求各杆杆端内力 求支座反力校核内力图利用微分关系和叠加关系作杆内力图D.求支座反力求各杆杆端内力 利用微分关系和叠加关系作杆内力图 校核内力图5.合理拱轴线的概念是( C )A.N=0 B.M=0C.M=0 ,Q=0 D.M=0 ,Q=0,N=06.( A )不称为性线变形体系的互等定理A.功能互等定理B.功的互等定理C.位移互等定理D.反力互等定理7. 超静定次数不可以用( D )想法求取A.求多余未知力个数 B.求结构自由度数C. 撤除多余约束D.分析外载形式8.( C )不是位移法的三要素求知若饥,虚心若愚。
A.基本未知量 B.基本体系C.基本参数D.基本方程9. 载常数是利用( D )求出来的A.位移法 B.叠加法C.图乘法D.力法10.力矩分配法的主要步骤顺序是( C )A.分配与传递 叠加求杆端弯矩 求分配系数 求固端弯矩B. 分配与传递 叠加求杆端弯矩 求固端弯矩 求分配系数C. 求固端弯矩 求固端弯矩 分配与传递 叠加求杆端弯矩D. 求固端弯矩 求固端弯矩 叠加求杆端弯矩 分配与传递11.结构力学中主要研究的对象是( D )。
A.单个杆件B. 板壳C. 实体D. 杆系结构12. 以下( D )不可以看成一具刚片。
A.单个杆件 B. 某一具几何不变的部分C.地基 D. 某一几何可变的部分13. 静定结构因支座挪移,( B )A、会产生内力,但无位移B、会产生位移,但无内力C、内力和位移均不会产生D、内力和位移均会产生14. 结构的计算校核不包含有( B )。
结构力学 ——渐进法与近似法分析与计算题1. 用力矩分配法计算图示连续梁,作弯矩图和剪力图,并求支座B 的反力。
答案:计算过程、弯矩图、剪力图及支座B 的反力分别如图(a )、(b )和(c )所示。
解析:根据单结点结构力矩分配法的步骤计算即可。
难易程度:易知识点:单结点结构的力矩分配2. 用力矩分配法计算图示连续梁,作弯矩图和剪力图,并求支座B 的反力。
A60kN 40kN·m EIEI B C4m4m6m(b)M 图(单位: )kN·m 图(单位: )(c)kNQ F (a)计算过程答案:图(a )为求解结点B 约束力矩的受力分析图。
计算过程、弯矩图、剪力图及支座B 的反力分别如图(b )、(c )和(d )所示。
解析:根据单结点结构力矩分配法的步骤计算即可。
难易程度:中知识点:单结点结构的力矩分配3. 用力矩分配法计算图示连续梁,作弯矩图和剪力图,并求支座B 的反力。
答案:CD 段为静定悬臂梁,将其截开并暴露出截面C 的弯矩,用力矩分配法计算如图(a )所示结构。
弯矩图和剪力图如图(b )、(c )所示。
BCEIN/m2EI m3m3m40kN(b)计算过程F BM (a)图(单位: )(c)M kN·m图(单位: )Q F (d)kN10kN20kN12kN/m ABCDEI 2EI 2m 4m4m解析:根据单结点结构力矩分配法的步骤计算即可。
本题中悬臂段CD 若不切除,则可按B 、C 两个刚结点的结构进行计算。
难易程度:中知识点:单结点结构的力矩分配4. 用力矩分配法计算图示连续梁,作弯矩图和剪力图,并求支座B 的反力。
答案:AB 段为静定悬臂梁,将其截开并暴露出截面B 的弯矩,用力矩分配法计算过程如图(a )所示。
弯矩图和剪力图图(b )、(c )所示。
kNQ F (c)图(单位: )m M 图(单位: )(b)RB F =63.02kN ( )计算过程(a)mkN·10kN/m 60kN EI 2IB CD2m6m2m解析:根据单结点结构力矩分配法的步骤计算即可。
一、选择题:(共 10 题,每题 2 分,共 20 分)1.图示体系为()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.瞬变体系D. 常变体系第 1 题第 2 题2.图示外伸梁,跨中截面C的弯矩为()A.7 kN mB.10kN m C.14 kN m D.17kN m3.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4. 在线弹性体系的四个互等定理中,最基本的是()A. 位移互等定理B.反力互等定理C. 位移反力互等定理D.虚功互等定理5. 比较图 (a) 与图 (b) 所示结构的内力与变形,叙述正确的为()A. 内力相同,变形不相同B.内力相同,变形相同附件 2C. 内力不相同,变形不相同D.内力不相同,变形相同q qEI EI2EI2EIl l l l(a)(b)第 5 题6. 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。
7. 图示对称刚架,在反对称荷载作用下,求解时取半刚架为()A. 图( a)C. 图( c)B.D.图( b)图( d)题 7 图8. 位移法典型方程中系数k ij =k ji 图( a)反映了(图( b))图( c)图( d)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. 图示结构,各柱EI= 常数,用位移法计算时,基本未知量数目是()A . 2B . 4 C. 6 D . 8第 9 题10.FP=1 在图示梁A.DE、AB 段第10题AE 上移动, K 截面弯矩影响线上竖标等于零的部分为(B.CD、DE 段C.AB 、BC 段D.BC、CD段)二、填空题:(共10 题,每题 2 分,共20 分)1.两刚片用一个铰和 _________________相联,组成无多余约束的几何不变体系。
2.所示三铰拱的水平推力 FH 等于 _______________。
土木工程力学(本)形成性考核册作业一一、选择题(每小题2分,共20分)1.三刚片组成几何不变体系的规则是()A 三链杆相联,不平行也不相交于一点B 三铰两两相联,三铰不在一直线上C 三铰三链杆相联,杆不通过铰D 一铰一链杆相联,杆不过铰2.在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成()A 可变体系B 瞬变体系C 无多余约束的几何不变体系D 有多余约束的几何不变体系3.瞬变体系在一般荷载作用下,()A产生很小的内力 B不产生内力C产生很大的内力 D不存在静力解答4.已知某体系的计算自由度W=-3,则体系的()A自由度为3 B自由度等于0C 多余约束数等于3D 多余约束数大于等于35.不能作为建筑结构使用的是()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 几何不变体系 D几何可变体系6.图示桁架有几根零杆()7.下图所示结构的弯矩图形状应为()A 折线B 圆弧C 双曲线D 抛物线二、判断题(每小题2分,共20分)1.多余约束是体系中不需要的约束。
(⨯)2.如果体系的计算自由度大于零,那么体系一定是几何可变体系。
(∨)3.两根链杆的约束作用相当于一个单铰。
(⨯)4.一个体系是有n个自由度的几何可变体系,那么加入n个约束后就成为无多余约束的几何不变体系。
(⨯)题2-7图2.解: 3.解:4.解:四、绘制下图所示各结构的弯矩图。
(每小题10分,共30分) 1.⨯ ⨯作弯矩图如下:2.作弯矩图如下:3.解:作弯矩图如下:土木工程力学(本)形成性考核册作业二一、选择题(每小题2分,共10分)1.用力法计算超静定结构时,其基本未知量为( )A 杆端弯矩B 结点角位移C 结点线位移D 多余未知力2.力法方程中的系数ij δ代表基本体系在1=j X 作用下产生的( ) A i XB j XC i X 方向的位移D j X 方向的位移 3.在力法方程的系数和自由项中( ) A ij δ恒大于零 B ii δ恒大于零 C ji δ恒大于零D iP ∆恒大于零4.下列哪一条不是图乘法求位移的适用条件?( ) A 直杆 B EI 为常数 C P M 、M 至少有一个为直线形 D P M 、M 都必须是直线形5.下图所示同一结构在两种不同荷载作用下,它们之间的关系是( ) A A 点的水平位移相同 B C 点的水平位移相同 C C 点的水平位移相同 D BC 杆变形相同二、判断题(每小题2分,共10分)1.静定结构由于支座移动引起的位移与刚度无关。