第一章 几何组成分析
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第一章平面体系的几何组成分析一判断题1. 图示体系是几何不变体系。
()题1图题2图题3图题4图2. 图示体系为几何可变体系。
()3. 图示体系是几何不变体系。
()4. 图示体系是几何不变体系。
()5. 图示体系是几何不变体系。
()题5图题6图题19图题20图6. 图示体系为几何不变有多余约束。
()7. 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。
()8. 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。
()9. 在任意荷载下,仅用静力平衡方程即可确定全不反力和内力的体系是几何不变体系。
()10. 计算自由度W小于等于零是体系几何不变的充要条件。
( )11. 几何可变体系在任何荷载作用下都不能平衡。
( )12. 三个刚片由三个铰相联的体系一定是静定结构。
( )13. 有多余约束的体系一定是超静定结构。
( )14. 有些体系为几何可变体系但却有多余约束存在。
()15. 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。
()16. 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。
()17. 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。
()18. 若体系计算自由度W<0,则它一定是几何可变体系。
()19. 在图示体系中,去掉其中任意两根支座链杆后,所余下都是几何不变的。
()20. 图示体系按三刚片法则分析,三铰共线,故为几何瞬变体系。
()21. 有多余约束的体系一定是几何不变体系。
()22. 几何不变体系的计算自由度一定等于零。
()23. 几何瞬变体系的计算自由度一定等于零。
()24. 图中链杆1和2的交点O可视为虚铰。
()题24图二选择题1. 图示体系为:()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图题3图2. 图示体系为:()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. 图示体系虽有三个多余约束,但为保证其几何不变,哪两根链杆是不能同时去掉的。
第一章平面体系的几何组成分析一判断题1.图示体系是几何不变体系。
(×)题1图题2图题3图题4图2.图示体系为几何可变体系。
(×)3.图示体系是几何不变体系。
(×)4.图示体系是几何不变体系。
(√)5.图示体系是几何不变体系。
(×)题5图题6图题19图题20图6.图示体系为几何不变有多余约束。
(×)7.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。
(×)8.两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。
(√)9.在任意荷载下,仅用静力平衡方程即可确定全不反力和内力的体系是几何不变体系。
(√)10.计算自由度 W小于等于零是体系几何不变的充要条件。
( × )11.几何可变体系在任何荷载作用下都不能平衡。
( × )12.三个刚片由三个铰相联的体系一定是静定结构。
( × )13.有多余约束的体系一定是超静定结构。
( ×)14.有些体系为几何可变体系但却有多余约束存在。
(√)15.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。
(√)16.三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。
(×)17.两刚片用汇交于一点的三根链杆相联,可组成几何不变体系。
(×)18.若体系计算自由度 W<0,则它一定是几何可变体系。
(×)19.在图示体系中,去掉其中任意两根支座链杆后,所余下都是几何不变的。
(×)20.图示体系按三刚片法则分析,三铰共线,故为几何瞬变体系。
(×)21.有多余约束的体系一定是几何不变体系。
(×)22.几何不变体系的计算自由度一定等于零。
(×)23.几何瞬变体系的计算自由度一定等于零。
(×)24.图中链杆 1 和 2 的交点 O可视为虚铰。
第1章几何组成分析§1 – 1 基本概念1-1-1 名词解释●几何不变体系——结构(静定或超静定)在不考虑材料变形情况下,几何形状和位置不变的体系,称为几何不变体系。
●几何可变体系在不考虑材料变形情况下,形状或位置可变的体系,称为几何可变体系。
●刚片在平面上的几何不变部分。
●自由度确定体系位置所需的独立坐标数目。
●约束(联系)能够减少自由度的装置。
减少自由度的个数为约束个数。
①链杆——相当1个约束②铰——相当2个约束③虚铰——相当2个约束④复铰——相当n-1个单铰的作用●多余联系不能减少自由度的联系,称Array为多余联系。
●必要联系去掉时能够增加自由度(或维持体系不变性必须)的联系。
●瞬变体系几何特征:几何可变体系经过微小位移后成为几何不变体系。
静力特征:受很小的力将产生无穷大内力,因此不能作结构。
1-1-2 分析规则在不考虑材料应变所产生变形的条件下,构成无多余约束几何不变体系(静定结构)的基本规则如下:●三刚片规则三个刚片用不在同一条直线上的三个铰(或虚铰)两两相联。
●二刚片规则2结构力学典型例题解析两个刚片用不交于一点也不全平行的三根链杆相联;或:两个刚片用一个铰和不通过该铰心的链杆相联。
●二元体规则什么是二元体(二杆结点):两根不在同一条直线上的链杆联接一个新结点的装置,称为二元体。
在一个体系上增加或减少二元体不影响其几何不变性。
1-1-3 几何组成分析一般方法(步骤)(1)去二元体(二杆结点)。
(2)分析地基情况:上部体系与地基之间●当有满足二刚片规则的三个联系时,去掉地基,仅分析上部体系;●当少于三个联系时,必为几何常变体系;●当多于三个联系时,将地基当作一个刚片进行分析。
(3)利用规则找大刚片(最简单情况为:三个铰接杆件为刚片)。
(4)使用几何组成规则进行分析。
利用三刚片规则分析时:首先找出三个刚片,(满足三刚片规则的连接条件,即每两个刚片间有一个铰(或虚铰),然后再标出虚铰位置,最后看三个铰是否构成三角形。
第一章几何组成分析
一、是非题(“是”打√,“非”打)
1、图示体系,去掉其中任意一根支座链杆后,剩下部分都是几何不变无多余约束的体系。
()
2、体系几何组成分析中,链杆都能看作刚片,刚片有时能看作链杆,有时不能看作链杆。
()
3、几何不变体系的计算自由度小于或等于0;计算自由度小于或等于0的体系一定是几何不变体系。
()
4、当上部体系只用不交于一点也不全平行的三根链杆与大地相连时,只需分析上部体系的几何组成,就能确定原体系的几何组成。
()
5、图a铰结体系是几何可变体系,图b铰结体系是几何不变体系。
()
(a) (b)
6、几何组成分析中,简单铰结点和简单链杆不能重复利用,复杂铰结点和复杂链杆(这两个概念教学中一般不介绍)可以重复利用。
()
7、体系几何组成分析时,体系中某一几何不变部分,只要不改变它与其余部分的联系,可以替换为另一个几何不变部分,不改变体系的几何组成特
性。
()
8、下图为几何不变体系。
()
9、体系的多余约束对体系的计算自由度、自由度及受力状态都没有影响,故称多余约束。
()
10、瞬变体系就是瞬铰体系。
()
二、选择题
1、图示体系的几何组成是()
A.无多余约束的几何不变体系
B.几何可变体系
C.有多余约束的几何不变体系
D.瞬变体系
2、图示体系的几何组成是()
A、无多余约束的几何不变体系
B、几何可变体系
C、有多余约束的几何不变体系
D、瞬变体系
3、图示体系的几何组成是()
A、无多余约束的几何不变体系
B、几何可变体系
C、有多余约束的几何不变体系
D、瞬变体系
4、图示体系的几何组成是()
A、无多余约束的几何不变体系
B、几何可变体系
C、有多余约束的几何不变体系
D、瞬变体系
5、图示各体系中,几何不变且无多余约束的体系是()
A、图a
B、图b
C、图c
D、图d
(a) (b) (c)
(d)
6、图示体系的几何组成是()
A、无多余约束的几何不变体系
B、几何可变体系
C、有多余约束的几何不变体系
D、瞬变体系
7、图示体系的几何组成是()
A、无多余约束的几何不变体系
B、几何可变体系
C、有多余约束的几何不变体系
D、瞬变体系
8、图示体系的几何组成是()
A、无多余约束的几何不变体系
B、几何可变体系
C、有多余约束的几何不变体系
D、瞬变体系
9、图示体系的几何组成是()
A、无多余约束的几何不变体系
B、几何可变体系
C、有多余约束的几何不变体系
D、瞬变体系
10、图示体系的几何组成是()
A、无多余约束的几何不变体系
B、几何可变体系
C、有多余约束的几何不变体系
D、瞬变体系
三、填空题
1、下图体系的计算自由度W= (),所以该体系为()体系
2、图示桁架受F作用,分别根据结点A和B的平衡求得AB杆轴力为F和0,如何解释这样的矛盾?()
3、图示各体系几何组成分析时,哪些图中的A-B-C可看为二元体去
掉。
()
(a) (b) (c)
(d) (f)
4、图示各体系中,几何不变且无多余约束的体系是()
(a) (b) (c)
(d)
5、图示各体系中,几何瞬变体系是()
(a) (b) (c)
(d)
6、下图体系的几何组成为()
7、下图体系的计算自由度W= ()
一、是非题
1、╳。
水平支座链杆是必要约束。
2、√。
几何组成分析时,只通过两个铰和其他部分相连的几何不变部分可以看作链杆(内力计算时不能这样做)。
3、╳。
计算自由度小于或等于0只是体系几何不变的必要条件。
4、√。
由两刚片法则可知。
5、√。
只需分析上部体系,去二元体,(a)最后剩两个铰结点,(b)最后剩一根链杆。
6、√。
复杂铰结点和复杂链杆可以化为多个简单铰结点和简单链杆考虑。
7、√。
只要是几何不变部分就可以看作刚片。
8、√。
利用第7题的结论,将ABC和CDE换成铰结三角形ABC和CDE。
三角形CDE为刚片Ⅰ,BF为刚片Ⅱ,地基为刚片Ⅲ。
9、╳。
多余约束对体系自由度没有影响,对计算自由度及受力状态有影响。
10、╳。
瞬铰即虚铰。
两根延长线相交的链杆所起的约束作用相当于交点处的一个铰的作用。
而瞬变体系是经微小位移后又成为不变体的一种特殊不变体系。
二、选择题
1.A,BCE为刚片Ⅰ,地基为刚片Ⅱ。
2.B,逐次去二元体。
3.A,AB、BC和地基为三个刚片。
4.D,先去二元体,ABC为刚片Ⅰ,地基为刚片Ⅱ。
5.D
6.A,AB、EF和CD为三个刚片。
7.A,ABC加上二元体A-D-C为刚片Ⅰ,GEF加上二元体E-H-F为刚片Ⅱ。
符合二刚片法则。
8.A,ABC为刚片Ⅰ,DE为刚片Ⅱ,地基为刚片Ⅲ。
9.A,两个L形分别为刚片Ⅰ和Ⅱ,地基为刚片Ⅲ。
10.D,用三刚片法则分析内部,ABDC为刚片Ⅰ,EGHF为刚片Ⅱ,IL为刚片Ⅲ。
三、填空题
1、1,几何可变。
2、该体系为瞬变体系。
3、a、b。
二元体的概念。
4、a、b。
(a)从上至下逐步去二元体;(b)将ABC、CDE和FG看作三个刚片;(c)为几何可变体系,将ABCGFE和DH看作两个刚片;(d)为瞬变体系,将BCF、DE和地基看作三个刚片。
5、a、b。
(a)将ABC、EFD和GH看作三个刚片,地基用AD杆代替;(b)将ABC、DEF和GH看作三个刚片;(c)将AB、CDE和FG看作三个刚片;(d)将AF、BCD和地基看作三个刚片。
FE、ED看作刚片之间的链杆。
6、几何不变且无多余约束体系。
零载法。
7、-3。
B、E处是复杂刚结点。