土木工程力学(本)作业二答案

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作业二参考答案

一、选择题

1.D 2.C 3.B 4.D 5.D

二、判断题

1.× 2.∨ 3.⨯ 4.∨ 5.∨

三、求图示简支梁C 点的竖向位移,EI=常数。

解:(1)作M P 图

(2)作M 图

(3)计算C 点竖向位移 22Cy 112l 12l 222l 12l 1[ql ql EI 23993331892

∆=

⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯ 221l 12l 22l 12l 1ql ql ]237293337292

+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯ 4

13ql ()1458EI

=

q

2ql 9

18

M P 图

2l 9

M 图

四、计算图示刚架结点C 的水平位移和转角,EI=常数。

1.计算C 点水平位移 解:(1)作M P 图

(2)作M 图

(3)计算C 点水平位移 42Cx

12l 1l 1ql ql ()EI 382248EI

∆=⨯⨯⨯⨯=→

q

1l

2.计算C 点转角 (1)M P 图同上 (2)作M 图

(3)计算C 点转角

3

2C 12l 11ql ql 1EI 38224EI

ϕ=⨯⨯⨯⨯=

( )

五、试求图示刚架点D 的竖向位移,EI=常数。

解:(1)作M P 图

P l

(2)作M 图

(3)计算D 点竖向位移 P P Dy P F l F l 11l l 2l [()l F l]EI 2222232

∆=

⨯⨯+⨯+⨯⨯ 3

P 29F l ()48EI

=

六、求图示桁架结点B 的竖向位移,已知桁架各杆的EA=21⨯104 kN 。

解:(1)计算实际荷载作用下桁架各杆的轴力

(2)计算虚设单位荷载作用下桁架各杆的轴力

(3)计算B 点竖向位移 NP N By F F l EA ∆=

16553

[(90)()62(100)()52505+2606]EA 8888=

-⨯-⨯+⨯-⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 34

1612.51612.5

7.6810m 7.68mm()EA 2110

-==≈⨯=↓⨯

七、确定下列结构的超静定次数。

1.5次 2.1次 3.4次 4.7次

八、用力法计算图示结构,并作弯矩图。各杆EI 相同且为常数。

解:(1)梁为一次超静定结构,X 1为多余未知力,取基本结构如下图所示:

(2)写出力法方程如下:

δ11 X 1+Δ1P = 0

(3)计算系数δ11及自由项Δ1P

作1M 图和M P 图如下:

6- 1 基本结构

1M 图

11212128

δ=

444EI 233EI ⨯⨯⨯⨯⨯=

1P 111160

=4044EI 22EI

∆⨯⨯⨯⨯⨯=

(4)求解多余未知力:

1P 111

160Δ

EI X = 3.75kN 128δ3EI

-=-=-

(5)作M 图: 九、用力法计算下列刚架,并作弯矩图。EI 为常数。

M P 图(kN •m )

M 图(kN •m )

解:(1)基本结构如下图所示,X 1 、X 2为多余未知力。

(2)写出力法方程如下:

δ11 X 1+δ12 X 2+Δ1P = 0

δ21 X 1+δ22 X 2+Δ2P = 0

(3)计算系数及自由项:

{

4

M P 图(kN •m )

11

11121128

δ=(

)4444444EI EI 234EI 3EI +⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=

221121208

δ=4444444EI 23EI 3EI

⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=

122111140

δ=δ()444

4EI EI 2EI =-+⨯⨯⨯=-

1P 11164

=4244EI 23EI ∆⨯⨯⨯⨯⨯=--

2P 11192

=4244EI 2EI

∆⨯⨯⨯⨯=

(4)求解多余未知力:

121284064

X X 03EI EI EI --= 1240208192

X X 0EI 3EI EI

-++=

解得:

X 1=-2.4kN X 2=-4.1kN (5)作M 图:

十、用力法计算图示结构,并作弯矩图。链杆EA=∞。

{

6.8

M 图(kN •m )

解:(1)取基本结构:

(2)写出力法方程如下:

δ11 X 1+Δ1P = 0

(3)计算系数δ11及自由项Δ1P

作1M 图和M P 图如下:

基本结构

1M 图

8

M P 图

11112212268

δ=

2222[62566(26)]EI 234EI 233EI ⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯=

1P 11227P

=66P (26)4EI 23EI

∆⨯⨯⨯⨯+⨯=

(4)求解多余未知力:

1P 111

27P

Δ81P

EI X =268δ2683EI

-

=-=-

(5)作M 图: :

十一、利用对称性计算图示刚架,并绘制弯矩图。

162P

67

M 图