结构力学复习思考题2016.11.
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第十一章思考题参考答案11.1 现浇单向板肋梁楼盖中的主梁按连续梁进行内力分析的前提条件是什么?答:(1)次梁是板的支座,主梁是次梁的支座,柱或墙是主梁的支座。
(2)支座为铰支座--但应注意:支承在混凝土柱上的主梁,若梁柱线刚度比<3,将按框架梁计算。
板、次梁均按铰接处理。
由此引起的误差在计算荷载和内力时调整。
(3)不考虑薄膜效应对板内力的影响。
(4)在传力时,可分别忽略板、次梁的连续性,按简支构件计算反力。
(5)大于五跨的连续梁、板,当各跨荷载相同,且跨度相差大10%时,可按五跨的等跨连续梁、板计算。
11.2 计算板传给次梁的荷载时,可按次梁的负荷范围确定,隐含着什么假定?答:假定板、次梁非连续,并且仅短向传力。
11.3 为什么连续梁内力按弹性计算方法与按塑性计算方法时,梁计算跨度的取值是不同的?答:两者计算跨度的取值是不同的,以中间跨为例,按考虑塑性内力重分布计算连续梁内力时其计算跨度是取塑性铰截面之间的距离,即取净跨度;而按弹性理论方法计算连续梁内力时,则取支座中心线间的距离作为计算跨度,即取。
11.4 试比较钢筋混凝土塑性铰与结构力学中的理想铰和理想塑性铰的区别。
答:1)理想铰是不能承受弯矩,而塑性铰则能承受弯矩(基本为不变的弯矩);2)理想铰集中于一点,而塑性铰有一定长度;3)理想铰在两个方向都能无限转动,而塑性铰只能在弯矩作用方向作一定限度的转动,是有限转动的单向铰。
11.5 按考虑塑性内力重分布设计连续梁是否在任何情况下总是比按弹性方法设计节省钢筋?答:不是的11.6 试比较内力重分布和应力重分布答:适筋梁的正截面应力状态经历了三个阶段:弹性阶段--砼应力为弹性,钢筋应力为弹性;带裂缝工作阶段--砼压应力为弹塑性,钢筋应力为弹性;破坏阶段--砼压应力为弹塑性,钢筋应力为塑性。
上述钢筋砼由弹性应力转为弹塑性应力分布,称为应力重分布现象。
由结构力学知,静定结构的内力仅由平衡条件得,故同截面本身刚度无关,故应力重分布不会引起内力重分布,而对超静定结构,则应力重分布现象可能会导:①截面开裂使刚度发生变化,引起内力重分布;②截面发生转动使结构计算简图发生变化,引起内力重分布。
结构力学思考题答案(总4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--1、结构的动力特性一般指什么答:结构的动力特性是指:频率(周期)、振型和阻尼。
动力特性是结构固有的,这是因为它们是由体系的基本参数(质量、刚度)所确定的、表征结构动力响应特性的量。
动力特性不同,在振动中的响应特点亦不同。
2、什么是阻尼、阻尼力,产生阻尼的原因一般有哪些什么是等效粘滞阻尼答:振动过程的能量耗散称为阻尼。
产生阻尼的原因主要有:材料的内摩擦、构件间接触面的摩擦、介质的阻力等等。
当然,也包括结构中安装的各种阻尼器、耗能器。
阻尼力是根据所假设的阻尼理论作用于质量上用于代替能量耗散的一种假想力。
粘滞阻尼理论假定阻尼力与质量的速度成比例。
粘滞阻尼理论的优点是便于求解,但其缺点是与往往实际不符,为扬长避短,按能量等效原则将实际的阻尼耗能换算成粘滞阻尼理论的相关参数,这种阻尼假设称为等效粘滞阻尼。
3、采用集中质量法、广义位移法(坐标法)和有限元法都可使无限自由度体系简化为有限自由度体系,它们采用的手法有何不同答:集中质量法:将结构的分布质量按一定规则集中到结构的某个或某些位置上,认为其他地方没有质量。
质量集中后,结构杆件仍具有可变形性质,称为“无重杆”。
广义坐标法:在数学中常采用级数展开法求解微分方程,在结构动力分析中,也可采用相同的方法求解,这就是广义坐标法的理论依据。
所假设的形状曲线数目代表在这个理想化形式中所考虑的自由度个数。
考虑了质点间均匀分布质量的影响(形状函数),一般来说,对于一个给定自由度数目的动力分析,用理想化的形状函数法比用集中质量法更为精确。
有限元法:有限元法可以看成是广义坐标法的一种特殊的应用。
一般的广义坐标中,广义坐标是形函数的幅值,有时没有明确的物理意义,并且在广义坐标中,形状函数是针对整个结构定义的。
而有限元法则采用具有明确物理意义的参数作为广义坐标,且形函数是定义在分片区域的。
1、结构的动力特性一般指什么答:结构的动力特性是指:频率(周期)、振型和阻尼。
动力特性是结构固有的,这是因为它们是由体系的基本参数(质量、刚度)所确定的、表征结构动力响应特性的量。
动力特性不同,在振动中的响应特点亦不同。
2、什么是阻尼、阻尼力,产生阻尼的原因一般有哪些什么是等效粘滞阻尼答:振动过程的能量耗散称为阻尼。
产生阻尼的原因主要有:材料的内摩擦、构件间接触面的摩擦、介质的阻力等等。
当然,也包括结构中安装的各种阻尼器、耗能器。
阻尼力是根据所假设的阻尼理论作用于质量上用于代替能量耗散的一种假想力。
粘滞阻尼理论假定阻尼力与质量的速度成比例。
粘滞阻尼理论的优点是便于求解,但其缺点是与往往实际不符,为扬长避短,按能量等效原则将实际的阻尼耗能换算成粘滞阻尼理论的相关参数,这种阻尼假设称为等效粘滞阻尼。
3、采用集中质量法、广义位移法(坐标法)和有限元法都可使无限自由度体系简化为有限自由度体系,它们采用的手法有何不同答:集中质量法:将结构的分布质量按一定规则集中到结构的某个或某些位置上,认为其他地方没有质量。
质量集中后,结构杆件仍具有可变形性质,称为“无重杆”。
广义坐标法:在数学中常采用级数展开法求解微分方程,在结构动力分析中,也可采用相同的方法求解,这就是广义坐标法的理论依据。
所假设的形状曲线数目代表在这个理想化形式中所考虑的自由度个数。
考虑了质点间均匀分布质量的影响(形状函数),一般来说,对于一个给定自由度数目的动力分析,用理想化的形状函数法比用集中质量法更为精确。
有限元法:有限元法可以看成是广义坐标法的一种特殊的应用。
一般的广义坐标中,广义坐标是形函数的幅值,有时没有明确的物理意义,并且在广义坐标中,形状函数是针对整个结构定义的。
而有限元法则采用具有明确物理意义的参数作为广义坐标,且形函数是定义在分片区域的。
在有限元分析中,形函数被称为插值函数。
综上所述,有限元法综合了集中质量法和广义坐标法的特点:(l)与广义坐标法相似,有限元法采用了形函数的概念。
结构⼒学思考题思考题第⼀章⼏何组成分析1-1 体系的⼏何不变性是如何定义的?它和弹性稳定性的区别是什么?1-2 试分析三个组成法则间的异同和内在联系。
1-3 在三刚⽚法则中,当有⼀个或两个或三个虚铰在⽆穷远处时,应如何进⾏体系的⼏何组成分析?1-4 如何对矩形或圆形闭合框架作⼏何组成分析?1-5 在体系的⼏何组成分析中,“多余约束”和“必须约束”的含义是什么?1-6 体系的计算⾃由度、⾃由度和体系的⼏何组成性质之间的关系是什么?1-7 在体系的⼏何组成分析中,约束是否可以重复利⽤?如果可以,其条件是什么?1-8 瞬变体系在静⼒和⼏何⽅⾯有何特点?如何区分瞬变和常变体系?1-9 进⾏平⾯杆件体系的⼏何组成分析时,下图中的体系可以互相替换吗?为什么?第⼆章静定结构内⼒计算2-1 试说明如何⽤叠加法作静定结构的弯矩图并由此作剪⼒图和轴⼒图。
2-2 如何根据内⼒的微分、积分关系作结构的内⼒图并进⾏校核?2-3 ⽐较下图所⽰各简⽀梁的内⼒图的异同。
2-4 何谓基本部分和附属部分?下图所⽰结构中AB杆是否都是基本部分?2-5 ⽐较理想桁架和实际桁架结构的区别?2-6 拱的合理拱轴线的定义是什么?有什么实际应⽤意义?2-7 三铰拱的特点是什么?其主要的参数是哪⼏个?带拉杆三铰拱中拉杆起什么作⽤?2-8 对于在均匀⽔压⼒或竖向雪荷载作⽤下拱的合理轴线能否⽤下式推导?为什么?2-9 总结静定结构的特性,并体会其重要意义。
2-10 如何利⽤零载法(即零荷载)确定体系的⼏何组成性质?2-11 如何从⼏何组成分析⼊⼿,求结构的反⼒和内⼒?2-12 图⽰桁架受荷载作⽤,分别根据结点A和B的平衡条件得AB杆的轴⼒为P和0,为什么会出现这样的⽭盾?2-13 试⽐较各种类型的静定结构的结构特点、受⼒特点和求解⽅法。
2-14 如何根据各类型结构的特点进⾏结构的选型设计?应注意哪些问题?第三章结构位移计算3-1 ⽐较单位位移法和单位荷载法的原理和步骤。
结构力学思考题答案12.1怎样区别动力荷载与静力荷载? 结构动力计算与静力计算的主要区别是什么?答:静力荷载:施力过程缓慢,不致使结构发生显著加速度,可略去惯性力的影响,各量值不随时间而变化。
例:在梁上砌砖。
动力荷载:在荷载作用下使结构发生不容忽视的加速度,必须考虑惯性力的影响,使结构发生振动,各量值内力位移(动力反应)随时间而变化。
二者的主要区别:是否考虑惯性力的影响。
实际荷载处理:当荷载变化缓慢时,其变化周期远大于结构的自振周期时,动力作用是很小的,为简化计算将它作为静力荷载处理;当荷载过于激烈时,动力作用比较明显的荷载,惯性力不可忽略,按动力荷载考虑。
结构动力计算与静力计算主要区别表现在:(1) 在动力分析中要计入惯性力,静力分析中无惯性力;(2) 在动力分析中,结构的内力、位移等是时间的函数,静力分析中则是不随时间变化的量;(3) 动力分析方法常与荷载类型有关,而静力分析方法一般与荷载类型无关。
12.2 什么是振动自由度?结构振动自由度与机动分析中的自由度有何区别?确定体系动力自由度的目的是什么?答:结构的振动自由度:结构在弹性变形过程中,确定全部质量的位置所需要的独立参数的数目。
相同点:表明体系运动形式的参变量的数目相同。
不同点:几何组成分析表示的是刚体运动的自由度;振动的自由度,表示变形体系中质点的自由度。
确定动力自由度的目的是:(1) 根据自由度的数目确定所需建立的方程个数(运动方程数=自由度数),自由度不同所用的分析方法也不同;(2) 因为结构的动力响应(动力内力和动位移)与结构的动力特性有密切关系,而动力特性又与质量的可能位置有关。
12.3 建立运动微分方程有哪几种基本方法?各种方法的适用条件是什么?答:常用的有3 种:直接动力平衡法、虚功原理、变分法(哈密顿原理)。
直接动力平衡法是在达朗贝尔原理和所设阻尼理论下,通过静力分析来建立体系运动方程的方法,也就是静力法的扩展,适用于比较简单的结构。
渐进法与近似法思考题1. 为什么说单结点结构的力矩分配法计算结果是精确解?答案:单结点结构的力矩分配法计算结果与位移法完全相同,是精确解。
解析:单结点结构的力矩分配法是由位移法推导出的,与位移法的计算结果完全相同。
难易程度:易知识点:力矩分配法的基本原理2. 图示梁A 、B 两端的转动刚度AB S 与BA S 是否相同?答案:不相同解析:由转动刚度的定义可知,3AB S i =,4BA S i =(i =EI /l )。
难易程度:中知识点:力矩分配法的基本原理3. 在力矩分配法中,为什么原结构的杆端弯矩是固端弯矩、分配弯矩(或传递弯矩)的代数和?答案:力矩分配法的计算分为“锁住”刚结点和“放松”刚结点两个过程,最终杆端弯矩便是这两个过程产生的固端弯矩和分配弯矩(或传递弯矩)的叠加。
解析:“锁住”刚结点时,刚结点上产生约束力矩(即不平衡力矩),各杆端有固端弯矩;“放松”刚结点的实质是消除其上的约束力矩,即将约束力矩反号后进行分配与传递,各杆端上产生分配弯矩或传递弯矩。
将这两个过程叠加即得最终的杆端弯矩。
难易程度:易ABlABl≠0EI EI知识点:单结点结构的力矩分配4.在力矩分配法中,如何利用分配弯矩求结点转角?答案:可将刚结点所联的任一杆端在各次分配时所得的分配弯矩累加起来,再除以该杆端的转动刚度,即得结点的转角。
解析:分配弯矩是由放松结点时结点转动所产生的,因此可以直接用它求结点转角。
对于多结点结构中的任一结点,其最终的转角为各次放松结点所得角位移增量之和。
可将刚结点所联的任一杆端在各次放松时所得的分配弯矩累加起来,再除以该杆端的转动刚度,即得结点的转角。
难易程度:难知识点:力矩分配法的基本原理5.在力矩分配法中,如何利用约束力矩求结点转角?答案:将任一结点在各次放松时的约束力矩(或不平衡力矩)累加起来,再反号后除以该结点所联各杆端转动刚度之和,即得该结点的转角。
解析:放松结点消除约束力矩时,结点才产生转角。
《结构力学》复习思考题一、单项选择题题干答案指出图示体系的几何组成为()。
AA.几何不变体系B.机动体系C.瞬变体系指出图1.1所示体系的几何组成为()。
A图1.1A.几何不变体系B.机动体系C.瞬变体系指出图示体系的几何组成为()。
A.几何体系不变体系B.机动体系C.瞬变体系A 图1.2所示结构作用一个集中力P,当P作用在BCD上不同位置时,A支座的竖向分力()。
A图1.2A.保持不变B.随作用位置而变C.无法确定图1.2所示结构作用一个集中力P ,当P 作用在BCD 上不同位置时,A 支座的竖向分力( )。
A .保持不变B .随作用位置而变C .无法确定图1.2A指出图示结构,弯矩图绘制正确的是( )。
((A ) (B ) (C )图1.3C对下面图示的两个完全相同的结构,而力偶M 作用在不同位置,则两结构的支座反力的关系为( )。
A .1122,R R R R ''=≠B .1122,R R R R ''≠= C .2211,R R R R '='=C下面绘制的弯矩图中,正确的是( )。
A .BB.C.下面桁架结构中,零杆的个数为()。
A.1个B.3个C.4个C下面桁架结构中,零杆的个数为()。
A.10个B.11个C.12个C下面结构中,若杆件AB由温度变化发生伸缩,是否会引起结构的内力?()A.会A B.不会C.无法确定图示原结构,用力法求解时,其基本结构不正确的是()。
原结构A((A)(B)(C)基本结构指出图1.5所示结构AB杆件的内力为()。
B图1.5A.0B.-PC.2P下面结构中,若支座A发生一个位移,是否会引起结构的内力?()A.会B.不会C.无法确定B指出下面图示的几何组成体系为()A.没有多余约束的几何不变体系B.1个多余约束的几何不变体系C.几何可变体系A不考虑杆件的轴向变形,图1.4所示结构分别用力法和位移法分析时,其未知量的数量()。
《结构力学》复习思考题.几何不变体系.机动体系.瞬变体系1.1所示体系的几何组成为()。
图1.1.几何不变体系.机动体系.瞬变体系指出图示体系的几何组成为()。
.几何体系不变体系.机动体系.瞬变体系图1.2所示结构作用一个集中力P,当P作用在BCD上不同位置时,图1.2.保持不变.随作用位置而变.无法确定(A ) (B ) (C 图1.3对下面图示的两个完全相同的结构,而力偶M 作用在不同位置,则两结构的支座反力的关系为( )。
A .1122,R R R R ''=≠B .1122,R R R R ''≠= C .2211,R R R R '='=下面绘制的弯矩图中,正确的是( )。
A .原结构(A)(B)(C基本结构指出图1.5所示结构AB杆件的内力为()。
图1.5A.0B.-PC.2P下面结构中,若支座A发生一个位移,是否会引起结构的内力?(.无法确定指出下面图示的几何组成体系为().没有多余约束的几何不变体系个多余约束的几何不变体系.几何可变体系图1.4A.力法2个,位移法2个B.力法2个,位移法1个C.力法1个,位移法2个不考虑杆件的轴向变形,图A.力法2个,位移法2个B.力法2个,位移法1个C.力法1个,位移法2个图1.4下面结构当采用力法和位移法分析时,未知量的数目为(A.力法5,位移法1B.力法4,位移法2C.力法3,位移法3三、计算题题干答案改正图示结构的M图。
求图示结构指定杆件1、2、3的内力(各跨长度与高度相等)。
由截面法得:PFN41-=02=NF34.5NF P=计算图示桁架指定杆件的内力。
kN35101-=NF计算图示桁架指定杆件的内力。
kN75.31=NFkN5.122=NFkN25.113-=NF求图示结构指定杆件1、2、3、4的内力。
由截面法得:PNN23231-=-=PN322=PN314=求图示桁架结构杆1和杆2的轴力。
毕业设计结构部分复习思考题1、抗震设防类别是如何划分的?你设计的是哪一类?2、说明(ζ=0.05)地震影响系数 如何确定?如何计算结构的自振周期?3、说明重力荷载代表值是如何计算的?地震作用是用什么方法求得的?简述计算过程。
4、水平地震作用及风荷载作用下,框架内力用什么方法计算的?简述计算过程。
D值法与反弯点法有何不同?D表示什么?为什么对反弯点进行修正?5、如何计算层间位移?为什么限制层间位移?如何限制的?6、如何计算各种荷载作用下的梁端弯矩、梁端剪力、柱轴力?7、框架梁的跨中弯矩如何计算的?。
8、竖向荷载作用下,框架内力用什么方法计算的?画出其计算简图及内力图,并简述计算过程。
9、单、双向板是如何划分的?各有何受力特点?单、双向板的内力是用什么理论计算的?板中各不同钢筋起什么作用?10、抗震等级是根据什么如何划分的?考虑抗震设计时要乘以γRE,对梁、柱各取多少γRE?11、框架梁、柱的内力是如何组合的?共采用几种组合方式?如何选择控制内力?12、梁、柱正截面、斜截面承载力如何计算的?梁柱中各钢筋起什么作用?各构件的ρmin为多少?13、简述框架结构抗震设计原则。
强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的意义是什么?你在设计中是如何考虑的?14、为什么对柱端弯矩、剪力及梁端剪力进行调整?如何调整的?为什么验算框架节点核心区?15、弯矩调幅的意义是什么?如何进行调幅的?16、什么是轴压比?为什么要验算轴压比?如何减少轴压比17、为什么框架梁不用弯起筋抗剪?18、画出弹性理论计算双向板时的跨中、支座弯矩计算的计算简图。
19、楼梯梯板、梯梁的内力及配筋如何计算的?20、你采用什么基础?若采用桩基,桩的根数、直径及配筋如何确定的?21、单桩承载力如何确定?22、基础埋深考虑哪些因素?如何确定的?23、承台的厚度和及配筋如何计算的?承台的抗冲切如何计算的?承台下布桩有何构造要求?24、底部剪力法求框架地震作用适合于什么结构?什么情况下需加顶部附加水平地震作用?25、为什么验算剪重比?什么情况下需验算?26、抗震设计时结构构件为什么应具有足够的延性?27、为什么验算高层建筑结构的稳定?什么情况下可不考虑重力二阶效应(刚重比)?需要考虑应如何计算?28、高层建筑总高总宽有何限制和要求29、柱的体积配箍率如何计算?30、活荷载作用下,框架柱内力时为什么对活荷载进行折减?31、建筑场地类别根据什么判别?32、框架结构考虑了哪些构造要求?梁、柱节点箍筋加密的意义?梁、柱箍筋加密区长度如何确定的?梁柱钢筋在节点处的锚固长度有何要求?33、如何利用平面表示方法表达梁、板、柱、楼梯、基础的截面尺寸及配筋情况?。
第十一章思考题参考答案11.1 现浇单向板肋梁楼盖中的主梁按连续梁进行内力分析的前提条件是什么?答:(1)次梁是板的支座,主梁是次梁的支座,柱或墙是主梁的支座。
(2)支座为铰支座--但应注意:支承在混凝土柱上的主梁,若梁柱线刚度比<3,将按框架梁计算。
板、次梁均按铰接处理。
由此引起的误差在计算荷载和内力时调整。
(3)不考虑薄膜效应对板内力的影响。
(4)在传力时,可分别忽略板、次梁的连续性,按简支构件计算反力。
(5)大于五跨的连续梁、板,当各跨荷载相同,且跨度相差大10%时,可按五跨的等跨连续梁、板计算。
11.2 计算板传给次梁的荷载时,可按次梁的负荷范围确定,隐含着什么假定?答:假定板、次梁非连续,并且仅短向传力。
11.3 为什么连续梁内力按弹性计算方法与按塑性计算方法时,梁计算跨度的取值是不同的?答:两者计算跨度的取值是不同的,以中间跨为例,按考虑塑性内力重分布计算连续梁内力时其计算跨度是取塑性铰截面之间的距离,即取净跨度;而按弹性理论方法计算连续梁内力时,则取支座中心线间的距离作为计算跨度,即取。
11.4 试比较钢筋混凝土塑性铰与结构力学中的理想铰和理想塑性铰的区别。
答:1)理想铰是不能承受弯矩,而塑性铰则能承受弯矩(基本为不变的弯矩);2)理想铰集中于一点,而塑性铰有一定长度;3)理想铰在两个方向都能无限转动,而塑性铰只能在弯矩作用方向作一定限度的转动,是有限转动的单向铰。
11.5 按考虑塑性内力重分布设计连续梁是否在任何情况下总是比按弹性方法设计节省钢筋?答:不是的11.6 试比较内力重分布和应力重分布答:适筋梁的正截面应力状态经历了三个阶段:弹性阶段--砼应力为弹性,钢筋应力为弹性;带裂缝工作阶段--砼压应力为弹塑性,钢筋应力为弹性;破坏阶段--砼压应力为弹塑性,钢筋应力为塑性。
上述钢筋砼由弹性应力转为弹塑性应力分布,称为应力重分布现象。
由结构力学知,静定结构的内力仅由平衡条件得,故同截面本身刚度无关,故应力重分布不会引起内力重分布,而对超静定结构,则应力重分布现象可能会导:①截面开裂使刚度发生变化,引起内力重分布;②截面发生转动使结构计算简图发生变化,引起内力重分布。
《水利工程结构》复习思考题采用调幅法计算截面力时,为保证调幅截面能形成塑性铰并有足够的转动能力,应要求调幅截面的受压区高度x≤0.35h0。
()×√单层厂房吊车竖向轮压由吊车梁传递到牛腿,排架柱到地基。
()单层厂房排架力分析的目的是求出在各种荷载作用下,排架柱各控制截面的最不利力,依此作排架柱的设计依据。
()钢筋混凝土梁的塑性铰的转动能力主要取决纵向钢筋配筋率、钢筋品种和混凝土极限压应变三个要素。
()钢筋混凝土梁塑性铰不能承受弯矩,但能自由转动()连续梁在各种不利荷载布置下,任意截面的力均不会超过该截面处力包络图上的数值。
()牛腿的剪跨比a/h0>2时,可按悬臂梁计算。
()排架柱下独立基础的基底尺寸,要求满足地基的抗剪强度要求。
()_______结构;当两个跨度之比________时,称为________结构。
l1/l2≤ 2;双向板肋形整体式双向板传给其支承梁的荷载形式为________或_______分布。
三角形;梯形主梁与次梁交接处,次梁将集中力传给主梁梁腹,将在梁腹引起斜裂缝。
为了防止斜裂缝引起的局部破坏,应在主梁承受次梁荷载处设置______或________。
附加箍筋;附加弯筋问答题答案有一七跨连续板,计算跨度l0受恒载设计值g和活载设计值q作用,按弹性设计理论求第一跨跨中最大弯矩,第二支座最大负弯矩,恒载、活荷载应如何布置,并用计算简图说明力计算过程。
按弹性理论计算,将七跨连续简化为五跨连续梁计算(1)荷载布置方式:(2)求第一跨跨中最大变矩,在该跨布置活截,然后隔跨布置,再与恒截力叠加M1=①+②(3)求第二支座最大负考矩:在该支座二边布置活荷载然后隔跨布置,再与恒截力叠加。
M B=①+②有一单跨厂房,设有二台桥式吊车,排架A和B柱的形状,截面尺寸均相同,如图示。
求在吊车竖向荷载M max,M min作用下的力计算步骤,并用计算简图说明力计算步骤:(1)排架支座,阻止水平位移,支出支座反力R。
复习思考题1结构动力计算与静力计算的区别是什么?答:区别是动力计算考虑的力系中包括惯性力,考虑的平衡是瞬时平衡。
2动力学中体系的自由度与几何组成分析中体系的自由度的概念有什么不同?动力学中体系的自由度如何确定?答:动力学中体系的自由度是确定全部质点与某一时刻的位置所需要的独立的几何参变量的数目。
几何组成分析中体系是指体系运动时可以独立变化的几何参数的个数,动力学中体系的自由度的确定,采用附加链杆法,即加入最少数量的链杆限制钢架上所有质点的位置,则该刚架的自由度数目等于所加入链杆数目。
4建立振动微分方程有哪两种基本方法?两种方法的物理意义是什么?答:是刚度法和柔度法。
物理意义,刚度法是动力平衡方法,柔度法是位置协调。
5在建立振动微分方程时,若考虑重力的影响,动位移方程有无变化?答:无变化,因为振动本身不考虑重力,动位移是从平衡位置算起的。
6为什么说自振频率和自振周期是结构的固有性质?它与结构的哪些因素有关?答:因为自振频率和自振周期跟体系是否振动无关,跟质量大小,质量分布,结构形式,结构跨度,材料,截面形式等有关。
7阻尼对结构的自振频率和振幅有什么影响?什么是临界阻尼系数?答:影响,(1)在阻尼比§<0.2的情况下,阻尼对自振频率的影响不大,可以忽略。
(2)由于阻尼的影响,振幅随时间而逐渐衰减,阻尼比§值越大,则衰减速度越快。
当阻尼比§<1时,体系在自由反应中是会引起振动的,而当阻尼增大到阻尼比§=1时,体系在自由度振动中即不再引起振动,这时的阻尼系数成为临界阻尼系数。
9在计算简谐荷载作用下体系的振幅时,在什么情况下阻尼的影响最大?答:在共振情况下阻尼的影响最大。
10何谓动力系数?动力系数与哪些因素有关?在什么情况下动力系数为负值?为负值的物理意义是什么?动力系数为考虑阻尼时的放大系数Ud ;动力系数Ud不仅与Ѳ和w 的比值有关,而且还与阻尼比§有关;无阻尼的动力系数可以为负值;物理意义为表现出共振现象。
第十一章思考题参考答案11.1 现浇单向板肋梁楼盖中的主梁按连续梁进行内力分析的前提条件是什么?答:(1)次梁是板的支座,主梁是次梁的支座,柱或墙是主梁的支座。
(2)支座为铰支座--但应注意:支承在混凝土柱上的主梁,若梁柱线刚度比<3,将按框架梁计算。
板、次梁均按铰接处理。
由此引起的误差在计算荷载和内力时调整。
(3)不考虑薄膜效应对板内力的影响。
(4)在传力时,可分别忽略板、次梁的连续性,按简支构件计算反力。
(5)大于五跨的连续梁、板,当各跨荷载相同,且跨度相差大10%时,可按五跨的等跨连续梁、板计算。
11.2 计算板传给次梁的荷载时,可按次梁的负荷范围确定,隐含着什么假定?答:假定板、次梁非连续,并且仅短向传力。
11.3 为什么连续梁内力按弹性计算方法与按塑性计算方法时,梁计算跨度的取值是不同的?答:两者计算跨度的取值是不同的,以中间跨为例,按考虑塑性内力重分布计算连续梁内力时其计算跨度是取塑性铰截面之间的距离,即取净跨度;而按弹性理论方法计算连续梁内力时,则取支座中心线间的距离作为计算跨度,即取。
11.4 试比较钢筋混凝土塑性铰与结构力学中的理想铰和理想塑性铰的区别。
答:1)理想铰是不能承受弯矩,而塑性铰则能承受弯矩(基本为不变的弯矩);2)理想铰集中于一点,而塑性铰有一定长度;3)理想铰在两个方向都能无限转动,而塑性铰只能在弯矩作用方向作一定限度的转动,是有限转动的单向铰。
11.5 按考虑塑性内力重分布设计连续梁是否在任何情况下总是比按弹性方法设计节省钢筋?答:不是的11.6 试比较内力重分布和应力重分布答:适筋梁的正截面应力状态经历了三个阶段:弹性阶段--砼应力为弹性,钢筋应力为弹性;带裂缝工作阶段--砼压应力为弹塑性,钢筋应力为弹性;破坏阶段--砼压应力为弹塑性,钢筋应力为塑性。
上述钢筋砼由弹性应力转为弹塑性应力分布,称为应力重分布现象。
由结构力学知,静定结构的内力仅由平衡条件得,故同截面本身刚度无关,故应力重分布不会引起内力重分布,而对超静定结构,则应力重分布现象可能会导:①截面开裂使刚度发生变化,引起内力重分布;②截面发生转动使结构计算简图发生变化,引起内力重分布。
《水利工程结构》复习思考题能力,应要求调幅截面的受压区高度。
()×√单层厂房吊车竖向轮压由吊车梁传递到牛腿,排架柱到地基。
()单层厂房排架内力分析的目的是求出在各种荷载作用下,排架柱各控制截面的最不利内力,依此作排架柱的设计依据。
()钢筋混凝土梁的塑性铰的转动能力主要取决纵向钢筋配筋率、钢筋品种和混凝土极限压应变三个要素。
()钢筋混凝土梁塑性铰不能承受弯矩,但能自由转动()连续梁在各种不利荷载布置下,任意截面的内力均不会超过该截面处内力包络图上的数值。
()牛腿的剪跨比时,可按悬臂梁计算。
()排架柱下独立基础的基底尺寸,要求满足地基的抗剪强度要求。
()主梁与次梁交接处,次梁将集中力传给主梁梁腹,将在梁腹引起斜裂缝。
为了防止斜裂缝引起的局部破坏,应在主梁承受次梁荷载处设置______或________。
有一单跨厂房,设有二台桥式吊车,排架A面尺寸均相同,如图示。
求在吊车竖向荷载的内力计算步骤,并用计算简图说明图2l受恒载设计值有一四跨连续板,计算跨度柱下独立基础设计的主要内容?各自设计的依据条件是什么?答案:柱下独立基础设计的主要内容:基础底面尺寸的确定;基础高度的确定;基础底面配筋。
按地基承载力确定基础底面尺寸;按受冲切承载力确定基础的高度;按基础受弯承载力计算确定基础底板的钢筋。
排架柱顶附加不动铰支座,求出支座反力将柱顶反力R乘以厂房空间作用系数将以上两种情况求得的排架内力叠加起来简述塑性铰的特点是什么?)能沿着弯矩作用方向,绕中和轴单向转动。
)只能从受拉钢筋开始屈服到受压区混凝土压坏的有限范围内转动。
)在转动时能承受梁的极限弯矩。
什么是单层厂房的整体空间作用?在排架内力计算时,什么情况下才考虑厂房的整体空间作用的影响?四、计算题2. 有一与梁整体浇筑的九跨连续板,板跨2.5m,承受恒荷载标准值g k=1.0kN/m,荷载分项系数1.2 ;活荷载标准值q k=2.0 kN/m,荷载分项系数1.4。
《结构力学》复习思考题题干答案指出图示体系的几何组成为()。
AA.几何不变体系B.机动体系C.瞬变体系指出图1.1所示体系的几何组成为()。
A图1.1A.几何不变体系B.机动体系C.瞬变体系指出图示体系的几何组成为()。
A.几何体系不变体系B.机动体系C.瞬变体系A 图1.2所示结构作用一个集中力P,当P作用在BCD上不同位置时,A支座的竖向分力()。
A图1.2A.保持不变B.随作用位置而变C .无法确定图1.2所示结构作用一个集中力P ,当P 作用在BCD 上不同位置时,A 支座的竖向分力( )。
A .保持不变B .随作用位置而变C .无法确定图1.2A指出图示结构,弯矩图绘制正确的是( )。
((A ) (B ) (C )图1.3C对下面图示的两个完全相同的结构,而力偶M 作用在不同位置,则两结构的支座反力的关系为( )。
A .1122,R R R R ''=≠B .1122,R R R R ''≠= C .2211,R R R R '='=C下面绘制的弯矩图中,正确的是( )。
A .BB.C.下面桁架结构中,零杆的个数为()。
A.1个B.3个C.4个C下面桁架结构中,零杆的个数为()。
A.10个B.11个C.12个C下面结构中,若杆件AB由温度变化发生伸缩,是否会引起结构的力?()A.会A B.不会C.无法确定图示原结构,用力法求解时,其基本结构不正确的是()。
原结构A((A)(B)(C)基本结构指出图1.5所示结构AB杆件的力为()。
B图1.5A.0B.-PC.2P下面结构中,若支座A发生一个位移,是否会引起结构的力?()A.会B.不会C.无法确定B指出下面图示的几何组成体系为()A.没有多余约束的几何不变体系A B.1个多余约束的几何不变体系C.几何可变体系不考虑杆件的轴向变形,图1.4所示结构分别用力法和位移法分析时,其未知量的数量()。
C图1.4A.力法2个,位移法2个B.力法2个,位移法1个C.力法1个,位移法2个不考虑杆件的轴向变形,图1.4所示结构分别用力法和位移法分析时,其未知量的数量()。
A.力法2个,位移法2个B.力法2个,位移法1个C.力法1个,位移法2个C图1.4下面结构当采用力法和位移法分析时,未知量的数目为()。
A.力法5,位移法1B.力法4,位移法2C.力法3,位移法3A下面结构当采用力法和位移法分析时,未知量的数目为()。
A.力法4,位移法3B B.力法4,位移法2C.力法3,位移法2基本体系和基本未知量?使它变成一个没有多余约束的静定结构,在静定结构对应的去掉多余约束处代之以多余未知力;然后,根据去掉约束处的位移协调条件,建立力法方程,求出未知力;最后,将求出的多余未知力作用在静定结构中进行求解。
基本体系:超静定结构(原结构)在去掉多余约束后得到一个没有多余约束的静定结构,将此静定结构作用与原结构相同的荷载,以及在其对应的原结构去掉约束处作用多余未知力,从而得到一个用于力法计算的基本体系。
基本未知量数目就是使超静定结构变成一个静定结构所去掉的多余约束的数目。
用力法计算超静定结构时,为什么首先要计算基本未知量?基本体系与原结构有何异同?因为只有先将基本未知量计算出后,原来的超静定结构的计算才能完全转化成静定结构的力分析。
基本结构是指超静定结构(原结构)在去掉多余约束后得到没有多余约束的静定结构。
在基本结构对应原结构去掉多余约束处代之以多余未知力的作用,且将原结构中作用的外荷载作用在基本结构中,便得到力法分析的基本体系。
试对图示体系进行几何组成分析。
经分析,图示体系为几何不变体系。
三、计算题题干答案改正图示结构的M图。
求图示结构指定杆件1、2、3的力(各跨长度与高度相等)。
由截面法得:PFN41-=02=NF34.5NF P=计算图示桁架指定杆件的力。
kN35101-=NF计算图示桁架指定杆件的力。
kN75.31=NFkN5.122=NFkN25.113-=NF求图示结构指定杆件1、2、3、4的力。
由截面法得:PNN23231-=-=PN322=PN314=求图示桁架结构杆1和杆2的轴力。
计算图示结构力,并作M、F Q图。
kNm26==BDBAMM计算并绘出图示结构的弯矩图,并求出D点的竖向位移,EI为常数。
支座反力:作出M图:作出P=1作用D的M图:图乘法D的位移为:)(321413241221)41322131(4122114222↑-=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯-=∆qlEIqlllqlqlllEID画出图示结构的弯矩力图,并计算C点的竖向位移。
支座反力:弯矩图:M图:)(247)222322221(13↓=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=∆PlEIlPlllPllEIC计算并绘出图3.1所示结构的弯矩图,并求出D点的竖向位移,EI为常数。
图3.1求支座反力:=BX,)(↓-=lMYB,lMYA=弯矩图:M图:D点的竖向位移:MEIlMllMMllEID162322421)23231(242112-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯-=∆做出图示钢架的M图,并求出铰A点的转角。
答案:kNm1=DM(里面受拉)做出图示钢架的M 图,并求出铰C 的相对转角。
232qa M D =(里面受拉) 计算图示结构B 点的水平位移。
计算过程:)(←=∆cm BH 833.0计算图示结构M 图。
计算图示结构,并作M 、F Q 图。
42qa M AB=计算并绘出图3.1所示结构的弯矩图,并求出D 点的竖向位移,EI 为常数。
求支座反力: 由0=∑X :0=BXl F p 163 l F p 325图3.1由∑=0BM:2PYA=由0=∑Y:2PYB=由此结构弯矩图如下:作出M图如下:D点的竖向位移由图乘法得:)(482432)24121(13↓=⨯⨯⨯⨯⨯=∆EIPlllPlEID用力法计算并绘出图3.2所示结构的弯矩图,EI为常数。
图3.2取基本体系如下:分别作出PMMM,,21图为:EIPlEIPlEIlEIlEIlPP32,6565,32,3432212211232211-=∆-=∆====δδδδ力法方法:323265656534323122221=-+=-+EIPlXEIlXEIlEIPlXEIlXEIlPXX==21作出弯矩图如下:用力法计算并绘出图3.2所示结构的弯矩图,EI为常数。
图3.2取基本体系,作出1M图为:作M p图如下:以A点力水平分量做X1121311111111433414pppBM Mdx MlEI EIM Mdx lEI EIMXlM M X MM Mδ∆==-===-=+=⎰⎰弯矩图为:用位移法计算并绘出图3.3a所示结构的弯矩图,其中1M图如图3.3b所示,M p图如图3.3c所示,EI为常数,i=EI/l。
图3.3由图3.3b得:γ11=5i由图3.3C得:11PR plδ=1111p140plE R Ziϒ+=⇒=-弯矩图:绘制图示连续梁的弯矩图。
EI 为常数。
图示结构EI =常数,已知其在给定荷载作用下的M 图如图所示,求其截面C 的转角。
计算并绘出图示结构的弯矩图,并计算B点转角位移B。
题干答案图2.4所示结构作用一个集中力P ,当P 作用在BCD 上不同位置时,A 支座的竖向分力保持不变。
( )T .正确 F .错误图2.4T在图示体系中,视为多余联系的三根链杆应是: 5 、6 、9。
( )F图2.2所示结构AB 杆件的力为0。
( ) T .正确 F .错误图2.2F利用虚功原理中的虚位移原理可以求解结构的位移。
( ) T .正确 F .错误F图示体系的几何组成为几何不变,无多余联系。
( ) T .正确 F .错误T图2.1所示结构为没有多余约束的几何不变体系。
( ) T .正确 F .错误图2.1T图示简支梁,当P 1 = 1,P 2 = 0时,1点的挠度为0.0165l 3 /EI ,2点挠度为0.077l 3 /EI 。
当P 1 = 0,P 2 = 1时,则1点的挠度为0.021l 3 /EI 。
( )T .正确 F .错误F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。
( ) T .正确 F .错误T图2.1所示原结构,用力法求解时,其基本结构正确吗?( ) T .正确 F .错误F原结构基本结构图2.1图示原结构,用力法求解时,其基本结构如图(a)所示。
()T.正确F.错误T图2.2所示对称结构,在对称荷载作用下,跨中截面E的转角为零,而竖向位移不为零。
()T.正确F.错误T图2.2图2.2所示对称结构,在反对称荷载作用下,跨中截面E的转角为零,竖向位移也为零。
()T.正确F.错误F图2.2建立位移法典型方程依据的是位移协调条件。
()T.正确F F.错误建立位移法典型方程依据的是静力平衡条件。
()T.正确T F.错误用位移法分析超静定结构时,其计算时采用的基本结构是唯一的。
()T.正确T F.错误。