中南地区结构力学竞赛真题(第一至第五届)

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一.(15分)试分析图示刚夹,绘制其弯矩图。

二.(10分)试求图示桁架1、2杆的轴力N1F 和N 2F ,设各杆EA =常数。

m

3m 3m

第一题图 第二题图 三.(12分)试用力法求出图示梁C 处的弯矩值。已知梁与C 支座间由间隙/600d l =。 四.(6分)试作出图示多跨静定梁A 支座的反力影响线(4分),并求出在可任意间断布置的均布荷载q 作用下,该反力的最大值(2分)。

q

第三题图 第四题图

五.(12分)试利用位移法解图示刚架(10分),并计算K 点的竖向位移(5分)

六.(12分)试用力矩分配法求解图示结构C 支座发生沉降31/300∆=时的弯矩图(9分),并求出B 节点的转角(3分),各杆EI =常数。

第五题图 第六题图 七.(14分)试求解图示刚架的全部自振频率,各杆的EI =常数,忽略各杆的自身质量。

八.(8分)若用矩阵位移法中的后处理法求解图示刚架,杆上箭头表示局部坐标系x 轴,设各杆E 、A 、I 均相同,试回答:(1)②单元刚度矩阵中第2行第6列元素值是多少?(4分)(2)该元素被送到总刚中第几行第几列?(4分)

九.(8分)试分析图示结构体系的失稳临界荷载Pcr F 。

2

l

l 60

60

D

x

y

P

第七题图 第八题图 第九题图

一.(14分)试分析图示刚架,并绘制其弯矩图和剪力图。

二.(12分)试分析图示结构的几何组成(说明理由),并求出指定杆1和2的轴力N1F 和N 2F 。 三.(7分)试求图示刚架K 截面的竖向位移,各杆EI =常数。

第一题图 第二题图 第三题图 四.(9分)试求图示梁在M =1移动荷载作用下A M 影响线在A 、B 、C 三个截面的竖标。

五.(10分)图示刚架若A 支座向左水平位移a 并顺时针转动θ,B 支座向下沉陷b ,取力法基本体系如右图,则力法方程中常数项2P ∆= ;1c ∆= ;1∆= ;2∆= 。 六.(15分)试用位移法计算图示刚架并绘制弯矩图,设各杆EI =常数。

l

l

第四题图 第五题图

七.(7分)图式刚架用位移法(设线位移1Z 为未知量)求解时,位移法方程中的1P R = 。 八.(11分)试用力矩分配法求解图示结构并作弯矩图,设各杆EI =常数。

q

第六题图 第七题图 第八题图 九(15分)试求图中集中质量体系的自振频率,设各杆EI =常数。

第九题图

一.(12分)试对图示体系进行几何组成分析(需说明理由)。

二.(12分)试用恰当的方法求解图示刚架,并绘制出弯矩图和剪力图。三.(14分)试用位移法求解图示刚架并绘制弯矩图。

q

第一题图第二题图第三题图四.(14分)若采用图示基本体系求解结构在荷载和支座位移作用下的超静定梁,试写出相应的力法方程(含各系数项和常数项的内容)。

五.(12分)试写出图示平面折杆单元ij,在xi y局部坐标系中单元刚度矩阵的第一行元素(忽略杆件的轴向变形)。

q

、∆

θ

基本结构

x

第四题图第五题图六.(12分)试写出图示体系的无阻尼强迫振动方程。

七.(14分)试用弯矩分配法求解图示刚架,并绘制弯矩图。

八.(12分)图示体系中a、b、c均是轴心受压,试分析:(1)随着荷载

P

F增大,体系中那根杆最先发

生弹性失稳?(6分)(2)由立柱失稳后,体系所能承受的最大荷载

P

F为多大?(6分)

P 第六题图第七题图第八题图

1.(14分)试绘制图示结构的弯矩图。

2.(12分)图示不等高排架体系,已知柱截面弯矩刚度EI 相同,试采用概念分析(不必计算)绘制出排架在水平风荷载作用下弯矩图的大致形状。

0.5

第一题图 第二题图

3.(12分)图示多跨梁上有移动集中弯矩M =1作用,试绘制B M 的影响线。

4.(14分)图示结构设42105⨯=

l

EI

EA 。现拟通过人为设置CD 杆的长度误差δ,使得梁C 截面的弯矩为16/-2

ql ,试求该δ的值(δ以杆增长为正)。

q

第三题图 第四题图

5.(12分)图示振动体系,横梁的刚度为EI=∞,质量为1m ;柱的质量已集中于横梁。在横梁的中点用无质量的刚性悬索悬挂一重物,其质量为2m 。设重物的振幅是微小的并忽略杆件的轴向变形,试写出该体系的刚度矩阵。

6.(12分)图示桁架从几何构造分析有 个多余约束。用矩阵位移法计算时,试填写:处理边界位移条件后结构的刚度矩阵为 阶,其中有 个零元素;结构刚度矩阵元素11K = ; ⑥单元刚度矩阵第2行第4列元素送至结构刚度矩阵的第 行第 列。

第五题图 第六题图

7.(12分)图示空间结构的杆件轴线均在水平面内,BD 杆与ABC 杆垂直且刚接。试采用弯矩分配法绘制图示竖向分布荷载作用下AC 杆的弯矩图。设BD 杆的抗扭刚度为EI GI =P ,杆长为0.5l 。

8.(12分)试作图示振动体系的动力弯矩图,设动荷载的干扰频率为ωθ6.0=,ω为体系的自振

频率。

C

m

第七题图 第八题图

第五届中南地区结构力学竞赛试题 1.(10分)图示体系受载后有结点A 和B 的平衡条件可得AB 杆的轴力分别为P F -和0,是对此矛盾做出适当的解释(三杆在中点交叉处无相互约束)。

2.(14分)试绘制图示刚架结构的弯矩图和剪力图。

第一题图 第二题图

3.(14分)图示正六边形桁架,边长为l ,各杆EA 相同,受图示荷载作用,试求杆AD 的轴力(三条对角线杆在交点处无相互约束)。

4.(14分)图示刚架结构,杆BF 的轴向刚度为EA ,受弯杆的EI=常数,且忽略轴向变形,单位集中力

1=P

F 在AE 区段移动:(1)试作支座A 的竖向反力yA F 的影响线;(2)若将自由端E 改为固定端,试定性

作出此种情况下支座A 的竖向反力yA F 的影响线形状。

第三题图 第四题图

5.(14分)试作图示结构的弯矩图。已知C 、D 角点处有一0.5m 长的刚域,其余部分EI=常数。

6.(12分)试用弯矩分配法计算图示对称结构,并绘制弯矩图。已知各杆EI=常数。(分配两轮即可)。