第二届（2007年）“结构力学竞赛试题”
一.（14分）试分析图示刚架，绘制其弯矩图和剪力图。
二.（12分）试作图示体系的几何组成分析（说明理由）。并求指定杆1和2的轴力 和 。
三.（
7分）试求图示刚架K 截面的竖向位移
。设各杆EI =常数。
四.（9分）试求图示梁在M =1的移动荷载作用下M A 在A 、B 、C 三个截面的纵标。
五. （10分）图示刚架若A 支座向左水平位移a 并顺时针转动?，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 =
，
= ， = ， = 。
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。
题一图
题二图
F P
m 2m l l A 题三图 题四图
七.（7分）图示刚架用位移法（设线位移Z 1为未知量）求解时，位移法方程中 R 1P = 。
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。 九.（15分）试求图示集中质量体系的自振频率。设各杆EI =常数。
a
a
a
a
题五图
题六图
a l l l 题七图 题八图 题九图
第二届（2007年）中南地区高校土木工程专业
“结构力学竞赛”试题参考答案
一. （14分）
二.（12分） ，
三.（7分） （↓）
四.（9分）A ： -1 ，B ： 0.286 ，C ： -0.143 。
五.（10分） =
， =
， =
， = ， = 。
六.（15分）
弯矩图
剪力图
， 弯矩图
基本结构
七.（7分）
X`
弯矩图（单位：N·m）
九. （15分）
1、考试内容 2、教学安排 3、备考建议 1、考试内容 1.1考试大纲 1. 平面体系的几何组成 2．静定结构受力分析与特性 3．静定结构的位移 4．超静定结构受力分析及特性 5．影响线及应用 6．结构动力特性与动力反应 其中，岩土工程师考试不包含影响线部分 1．平面体系的几何组成 名词定义几何不变体系的组成规律及其应用 （1）名词定义：包括了在结构力学课程中用到的名词，如支座、结点、约束、多余约束，链杆、刚片、虚铰、几何不变体系，几何可变体系、瞬变体系、常变体系、静定结构、超静定结构等。 （2）几何不变体系的组成规律及其应用：几何不变体系组成的基本规则，如三刚片规则，两刚片规则和二元体规则，以及应用规则确定平面杆件体系的几何组成。 2．静定结构受力分析与特性 静定结构受力分析方法反力内力的计算与内力图的绘制 静定结构特性及其应用 静定结构仅需要考虑平和条件就可求出全部反力和内力，其计算基本方法是：确定研究对象，取隔离体，画受力图，列平衡方程（投影方程或力矩方程），解方程求未知力。 静定结构的类型不同，受力不同，选取隔离体、列平衡方程的方法也各有特点。
内力图 3．静定结构的位移。 广义力与广义位移虚功原理单位荷载法荷载下静定结构的位移计算图乘法 支座位移和温度变化引起的位移互等定理及其应用 4．超静定结构受力分析及特性 超静定次数力法基本体系力法方程及其意义等截面直杆 刚度方程位移法基本未知量基本体系基本方程及其意义等截面直杆的转动刚度 力矩分配系数与传递系数单结点的力矩分配对称性利用半结构法超静定结构位移 超静定结构特性 5．影响线及应用 影响线概念简支梁静定多跨梁静定桁架反力及内力影响线连续梁影响线形状 影响线应用最不利荷载位置内力包络图慨念 像桥梁、吊车梁这样的结构所承受的荷载是移动的，内力和反力随何在位置变化而变化，移动荷载在结构中产生的内力和反力的最大值，是设计中要考虑的主要问题，影响线是进行移动荷载引起结构反应的主要工具。 6．结构动力特性与动力反应 单自由度体系周期频率简谐荷载与突加荷载作用下简单结构的动力系数振幅与最大动内力阻尼对振动的影响多自由度体系自振频率与主振型主振型正交性 岩土工程师考试不包括多自由动体系。 1.2考试分析 结构力学试题：结构工程师考试包括15题，每题2分，共30分 岩土工程师考试12年后包括3题
第三章 静定结构的位移计算 一、判断题： 1、虚位移原理等价于变形谐调条件，可用于求体系的位移。 2、按虚力原理所建立的虚功方程等价于几何方程。 3、在非荷载因素(支座移动、温度变化、材料收缩等)作用下，静定结构不产生内力，但会有位移且位移只与杆件相对刚度有关。 4、求图示梁铰C 左侧截面的转角时，其虚拟状态应取： A. ; ; B. D. C. =1 =1 5、功的互等、位移互等、反力互等和位移反力互等的四个定理仅适用于线性变形体系。 6、已知M p 、M k 图，用图乘法求位移的结果为：()/()ωω1122y y EI +。 M k M p 2 1 y 1 y 2 * * ωω ( a ) M =1 7、图a 、b 两种状态中，粱的转角?与竖向位移δ间的关系为：δ=? 。 8、图示桁架各杆E A 相同，结点A 和结点B 的竖向位移均为零。 A a a 9、图示桁架各杆EA =常数，由于荷载P 是反对称性质的，故结点B 的竖向位移等于零。 二、计算题： 10、求图示结构铰A 两侧截面的相对转角?A ，EI = 常数。 q l l l /2 11、求图示静定梁D 端的竖向位移 ?DV 。 EI = 常数 ，a = 2m 。 a a a 10kN/m 12、求图示结构E 点的竖向位移。 EI = 常数 。 l l l /3 /3 q
13、图示结构，EI=常数 ，M =?90kN m , P = 30kN 。求D 点的竖向位移。 P 3m 3m 3m 14、求图示刚架B 端的竖向位移。 q 15、求图示刚架结点C 的转角和水平位移，EI = 常数 。 q 16、求图示刚架中Ｄ点的竖向位移。EI ＝ 常数 。 l/2 17、求图示刚架横梁中Ｄ点的竖向位移。 EI ＝ 常数 。 18、求图示刚架中D 点的竖向位移。 E I = 常数 。 q l l/2 19、求图示结构Ａ、Ｂ两截面的相对转角，EI ＝ 常数 。 l/3 l/3 20、求图示结构A 、B 两点的相对水平位移，E I = 常数。
一、判断题： 1、力矩分配法中的分配系数、传递系数与外来因素（荷载、温度变化等）有关。（ ） 2、若图示各杆件线刚度i 相同，则各杆A 端的转动刚度S 分别为：4 i , 3 i , i 。（√ ） A A A 3、图示结构EI =常数，用力矩分配法计算时分配系数4 A μ= 4 / 11。（ ） 1 2 3 4 A l l l l 4、图示结构用力矩分配法计算时分配系数μAB =12/，μAD =18/。（√ ） B C A D E =1i =1 i =1i =1 i 5、用力矩分配法计算图示结构，各杆l 相同，EI =常数。其分配系数μBA =0.8，μBC =0.2， μBD =0。（√ ） A B C D 6、单元刚度矩阵反映了该单元杆端位移与杆端力之间的关系。（√ ） 7、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。（ X ） 8、局部坐标系与整体坐标系之间的坐标变换矩阵T 是正交矩阵。（√ ） 9、结构刚度方程矩阵形式为：[]{}{}K P ?=，它是整个结构所应满足的变形条件。（ X ） 10、矩阵位移法中，等效结点荷载的“等效原则”是指与非结点荷载的结点位移相等。（√ ）
二．选择题 (1)欲使图2－1所示体系的自振频率增大，在下述办法中可采用：（ D ） A．增大质量 m； B．将质量 m 移至梁的跨中位置；C．减小梁的 EI； D．将铰支座改为固定支座。 图2－1 (2)平面杆件结构一般情况下的单元刚度矩阵[]66? k，就其性质而言，是：（ B ） A．非对称、奇异矩阵； B．对称、奇异矩阵； C．对称、非奇异矩阵； D．非对称、非奇异矩阵。 (3)已知图2－3所示刚架各杆 EI = 常数，当只考虑弯曲变形，且各杆单元类型相同时，采用先处理法进行结点位移编号，其正确编号是：（A ） 图2－3
、选择题（每小题3分，共18分） 1?图示体系的几何组成为： （ ） A. 几何不变，无多余联系； B. 几何不变，有多余联系； C.瞬 变； 4?图示桁架的零杆数目为：（ ） A. 6； B. 7 ； C. 8 ； D. 9。 5?图a 结构的最后弯矩图为：（ ） A.图 b ； B .图 c ； C .图 d ; B. 动 C. 会产生 体位 移； D. 3?在径向均布荷载作用下， 三铰拱的合理轴线为: A.圆弧线； B ?抛物线； C ?悬链线；D.正弦曲 D .都不 支 A.内力；
6.力法方程是沿基本未 A .力的平衡方程； C. 位移协调方程；D ?力的平衡及位 移为零方程。 :■、填空题（每题 3分，共9分） 1. 从几何组成上讲，静定和超静定结构都是 _______________________________ 体系， 前者 ___________ 多余约束而后者 ______________________ 多余约束。 2. 图b 是图a 结构 _______________ 截面的 ____________ 影响线。 3. __________________________________________________ 图示结构AB 杆B 端的转动 刚度为 ____________________________________________________ ,分配系数为 ________ , 传递系数为 ___________ 。 灯订，衷 i 三、简答题（每题 5分，共10分） 1. 静定结构内力分析情况与杆件截面的几何性质、材料物理性质是否相关? 为什么？ 2. 影响线横坐标和纵坐标的物理意义是什么？ 四、计算分析题，写出主要解题步骤 （4小题,共63分） 1?作图示体系的几何组成分析（说明理由） ，并求指定杆1和2的轴力。（本题16分） M/4 SI El M/4 3M4 量方向 移为零 知 B .位
一、判断题(共223小题） 1。结构的类型若按几何特征可分为平面结构和空间结构。(A) 2、狭义结构力学的研究对象是板、壳结构(B)。 3 单铰相当于两个约束。(A) 4、单刚节点相当于三个约束。(A) 5、静定结构可由静力平衡方程确定全部约束力和内力。A 6、超静定结构可由静力平衡方程确定全部约束力和内力B。 7 无多余约束的几何不变体系是静定结构。A 8 三刚片规则中三铰共线为可变体系。B 9 两刚片用一个单铰和一个不通过该铰的链杆组成的体系为静定结构。A 10 两刚片用一个单铰和一个不通过该铰的链杆组成的体系为超静定结构B。 11链杆相当于两个约束。B 12 平面上的自由点的自由度为2 A 13 平面上的自由刚体的自由度为3 A 14 铰结点的特征是所联结各杆可以绕结点中心自由转动。A 15 有多余约束的几何不变体系是超静定结构。A 16 无多余约束的几何可变体系是超静定结构。B 17、无多余约束的几何可变体系是静定结构。B 18刚结点的特征是当结构发生变形时汇交于该点的各杆端间相对转角为零。A 19 三刚片规则中三铰共线为瞬变体系。A 20三个本身无多余约束的刚片用三个不共线的单铰两两相连，则组成的体系为静定结构。A 21 一个刚结点相当于3个约束。 22 一个连接3个刚片的复铰相当于2个单铰。A 23 一个铰结三角形可以作为一个刚片。A 24 一个铰结平行四边形可以作为一个刚片。B 25 一根曲杆可以作为一个刚片。A 26 一个连接４个刚片的复铰相当于2个单铰．B 27 任意体系加上或减去二元体，改变体系原有几何组成性质。B 28 平面几何不变体系的计算自由度一定等于零。B 29 平面几何可变体系的计算自由度一定等于零。B 30 三刚片体系中若有1对平行链杆，其他2铰的连线与该对链杆不平行，则该体系为几何不变体系。A 31 三刚片体系中，若有三对平行链杆，那么该体系仍有可能是几何不变的。B 32 三刚片体系中，若有２对平行链杆，那么该体系仍有可能是几何不变的。A 33 一个单铰相当于一个约束。B 34 进行体系的几何组成分析时，若体系通过三根支座链杆与基础相连，可以只分析体系内部。B 35 三刚片体系中，若有两个虚铰在无穷远处，则该体系一定为几何可变。B 36 有多余约束的体系为静定结构。B 37 静定结构一定几何不变。A 38 超静定结构一定几何不变．A 39 几何不变体系一定是静定结构。B 40几何不变体系一定是超静定结构。B 41力是物体间相互的机械作用。A 42 力的合成遵循平行四边形法则。A 43 力的合成遵循三角形法则。A 44 力偶没有合力。A 45 力偶只能用力偶来平衡。A 46 力偶可以和一个力平衡。B 47 力偶对物体既有转动效应，又有移动效应。B 48 固定铰支座使结构在支承处不能移动也不能转动。B 49 可动铰支座使结构在支承处能够转动，但不能沿链杆方向移动。A 50 结点法求解桁架内力应按照结构几何组成相反顺序来求解。A 51 将一个已知力分解为两个力可得到无数解答。A 52 作用力和反作用力是作用在同一物体上的两个力。B 53 作用力和反作用力是作用在不同物体上的两个力。A 54 两个力在同一轴上的投影相等，此两力必相等 B 55 力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩A 56 力偶在坐标轴上的投影的代数和等于零A 57 一个固定铰支座相当于两个约束。A 58三个本身无多余约束的刚片用三个不共线的单铰两两相连，则组成的体系为超静定结构B 59 桁架是“只受结点荷载作用的直杆、铰结体系”。A 60桁架结构的内力有轴力。A 61 拱的合理拱轴线均为二次抛物线。B 62无铰拱属于超静定结构。A 63 三铰刚架和三铰拱都属于推力结构。A 64 简支刚架属于推力结构。B 65 三铰拱属于静定结构。A 66 相同竖向载荷作用下，同跨度拱的弯矩比代梁的弯矩大得多。B 67 桁架结构中，杆的内力有轴力和剪力。B 68 竖向载荷作用下，简支梁不会产生水平支反力．A 69 竖向载荷作用下，拱不会产生水平支反力。B 70 竖向载荷作用下，拱的水平推力与拱高成正比。B
2013 年第四届中南六省结构力 学竞赛试题及答案
第四届（2013 年）中南地区高校土木工程专业
“结构力学竞赛”试题
1.（14 分）试绘制图示结构弯矩图。
A
q=4Fp/a
2F
C
E
B
a
a
D
a
a
a
a
题1图
2.（12 分）图示不等高排架体系，已知柱截面弯曲刚度 EI 相同，试采用概念分 析（不必计算）
EA=∞
0.5q
0.8q
0.5 q
EA=∞
EI
EI
EI
0.4h 0.6 h l/2
题2图
3.（12 分）图示多跨梁上有移动集中力矩 M 1作用，试绘制 M B 的影响线。
M=1
A
B
C
D
2a
a
a
a
题3图
4.（4
分）图示结构设
EA
EI 5l 2
104
。现拟通过认为设置 CD 杆的长度误差
，
使得梁 C 截面的弯矩为 ql2 / 16 ，试求该 值（ 以杆长增加为正）。
A EI C
EI
B
EA D
l
l
题7图
8．（12 分）试作图示振动体系的动力弯矩图，设动荷载干扰频率为 0.6 ， 为体系的自振频率。
第四届（2013 年）中南地区高校土木工程专业
“结构力学竞赛”试题参考答案
题 1.（14 分）
Fpa
q=4Fp/a
2Fp 2Fpa
3Fpa 0
Fpa
支反力（4 分）
M图
左、右部 M 图（各 5 分）
3Fp 2Fp
题 2.（12 分）
抛物线 过杆 （2 分）
横梁轴力拉压判断（3 分）
直线 方向 有折点 （3 分）
抛物线、不过杆（2 分）
抛物线 不过杆 （2 分）
M 图形状
结构力学期末试题及答案 一、 选择题：（共10题，每题2分，共20分） 如图所示体系的几何组成为 。 （A ）几何不变体系，无多余约束 （B ）几何不变体系，有多余约束 （C ）几何瞬变体系 （D ）几何常变体系 第1题 2.图示外伸梁，跨中截面C 的弯矩为（ ） A.7kN m ? B.10kN m ? C ．14kN m ? D ．17kN m ? 第2题 3.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 C.内力不相同，变形不相同 D.内力不相同，变形相同
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 ） B.图（b ） C.图（c ） D.图（d ） 题7图 图（a ） 图（b ） 图（c ） 图（d ） 8.位移法典型方程中系数k ij =k ji 反映了（ ） 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 .2 B .4 C .6 D .8 第9题 第10题 10.FP=1在图示梁AE 上移动，K 截面弯矩影响线上竖标等于零的部分为（ ） A ．DE 、AB 段 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_______________。 q q (a) (b)
第1题第2题2.图示外伸梁，跨中截面C的弯矩为（ ? m D．17kN m
题7图图（a）图（b）图（c）图（d）位移法典型方程中系数k ij=k ji反映了（） A.位移互等定理 B.反力互等定理 第9题第10题 10.FP=1在图示梁AE上移动，K截面弯矩影响线上竖标等于零的部分为（）．DE、AB段B．、DE段C．AB、BC段D．BC、CD段 二、填空题：（共10题，每题2分，共20分） 两刚片用一个铰和_________________相联，组成无多余约束的几何不变体系。 所示三铰拱的水平推力
第3题机动法作静定结构内力影响线依据的是_____________。 ．静定结构在荷截作用下，当杆件截面增大时，其内力____________。 D处的纵标值y D为_________。 第6题第7题 7.图示结构，各杆EI=常数，用位移法计算，基本未知量最少是_________个。 8.图示结构用力法计算时，不能选作基本结构的是______。
3．用力法计算图示刚架，并绘其M 图，EI D 4m N/m EI 10kN/m A B C D 2EI EI 4m 2m 4m G F EI 10k N /m C F l ql 12 2 G A
一、选择题:（共10题，每小题2分，共20分） 1.A 2.D 3. A 4.D 5.A 6.C 7.D 8.B 9.C 10.C 二、填空题（共10空，每空2分，共20分） 1.不通过此铰的链杆 2. FP/2（→） 3.l θ（↓） 4. 刚体体系虚功原理 5.不变 6.-1/2 7.6 8.（c ） 9.反对称 10.无侧移的超静定结构 三、问答题：（共2题，每小题5分，共10分） 1．图乘法的应用条件是什么？求变截面梁和拱的位移时可否用图乘法？ 答.图乘法的应用条件：1）杆轴线为直线，2）杆端的EI 为常数3）MP 和M 图中至少有一个为直线图形。否。（7分） 2．超静定结构的内力只与各杆件的刚度相对值有关，而与它们的刚度绝对值无关，对吗？为什么？ 答：不对。仅受荷载作用的超静定结构，其内力分布与该结构中的各杆刚度相对值有关；而受非荷载因素作用的超静定结构，其内力则与各杆刚度的绝对值有关。（7分） 四、计算题. （1、2题8分，3题10分，4、5题12分,4题共计50分） 1．图示桁架，求1、2杆的轴力。 解：F N1=75KN ，F N2=2 13 5 KN 2．图示刚架，求支座反力，并绘弯矩图。 解：F Ay =22KN （↓）F Ax =48KN （←）F By =42KN （↑） 最终的弯矩图为： 3．用力法计算图示刚架，并绘其M 图，EI 为常数。
第三届中南地区高校土木工程专业 “结构力学竞赛”获奖名单 特等奖（85分以上，共2人） 福建赛区：曾盛（华侨大学） 广东赛区：崔济东（华南理工大学） 一等奖（80-84分，共14人） 广西赛区：夏孝军（广西大学） 广东赛区：赵颖（华南理工大学） 湖南赛区：陈久长（长沙理工大学），谢丽君（中南大学），伍文祥（中南大学） 湖北赛区：董黛（武汉大学），敖霞（武汉大学），左春阳（武汉大学）， 王杰（武汉大学），张文龙（武汉大学），黎玲（武汉大学） 福建赛区：曾林（厦门大学），高文俊（福州大学） 河南赛区：谭增辉（河南大学） 二等奖（70分-79分，共70人） 广西赛区：王茂宇（广西大学），吕宏亮（广西大学） 广东赛区：高伟（广州大学），方嘉熙（华南理工大学），葛福（华南理工大学）郭金龙（华南理工大学），徐圣荣（华南理工大学），林卓帆（广州大学） 王英涛（华南理工大学），姚广亮（华南理工大学），陈焕恩（华南农业大学） 谢发（广州大学），赵高鹏（广州大学），刘丰（广东工业大学）， 李新雷（茂名学院），程金龙（暨南大学） 湖南赛区：孙箭林（中南大学），徐灿辉（湖南城市学院），徐自然（中南大学），刘弋（中南大学），易莉帮（中南大学），王建丰（中南大学）， 严世鑫（中南大学），屈小伟（中南大学），龚海龙（中南大学）， 万文祥（湖南城市学院），杨紫薇（湖南大学），徐骁青（中南大学）， 危大结（中南大学），陈静瑜（中南大学），张勇（中南大学）， 万毅（中南大学），唐子其（中南大学），李银（中南大学）， 续立志（湖南工业大学），颜昆明（湘潭大学），张翠（中南大学）， 高伟（中南大学），朱坤（中南林业科技大学）,胡建华（南华大学）， 周敏（中南大学），王辉（中南大学），汤祖平（中南大学） 湖北赛区：邓雅妮（武汉大学），胡朝辉（武汉大学），林红星（武汉大学），何楂（武汉大学），常江芳（武汉大学），王文魁（长江大学）， 朱飞（武汉大学），赵兴忠（武汉大学），张行强（武汉大学）， 王乾佑（武汉大学），丁健（武汉大学），刘赞（武汉大学）， 梅俊（武汉大学），徐斌（武汉科技大学），李英磊（华中科技大学）， 黄云天（武汉大学） 河南赛区：苏芳迪（河南大学），葛冬冬（河南科技大学），张霄杰（河南大学），李冰成（河南大学），宋浩静（郑州大学），方万里（河南大学） 福建赛区：任振国（华侨大学），花晶（福州大学），宁西占（华侨大学），
专业 年级 结构力学(二) 试题 考试类型：开卷 试卷类型：B 卷 考试时量：120分钟 一、填空题：（20分，每题5分，共4题） １、已知l =2m ，M u =300KNm ，则图1示等截面静定梁的极限荷载________________________。 2、请绘出图2示结构弯矩图，各杆EI 、l 均相同。 3、 图3示结构的原始刚度矩阵 是______________________________________________。 4、略去杆件自重及阻尼影响，图4示结构自振频率是______________________________。 二、简答题：（20分，每题5分，共4题） 1、什么是塑性铰，其与普通铰的区别是什么？ 2、矩阵位移法中何为单元分析？何为整体分析？ 3、剪力分配法中，若荷载不是作用在柱顶，而是作用在竖柱上应如何处理？ 4、第一类失稳的特征、第二类失稳的特征分别是什么？ 四、计算题：（ 30分，每题15分，共2题） 1、 请用无剪力分配法 绘制图5所示刚架的M 图。 2、试求图6示刚架的自振频率和主振型。 五、综合题：（ 30分，共1题） 图７所示刚架各杆E 、I 、A 相同，且21000l I A =，试用矩阵位移法求其内力。（提示：为计算方便，可暂设E=I=l =q=1 ，待求出结点线位移、角位移、杆端轴力、剪力、弯矩后，再分别乘上EI ql 4 、EI ql 3、ql 、2ql 即可。） 一、填空题：（20分，每题5分，共4题） 1、___200KN___ 2、 3、()()()()()()()()()()()()()()()()????????????????+++455454445444344342233232324223322222122121 112111000000 000000k k k k k k k k k k k k k k k k 。 图1 图2 图4 图3 图7 图6 图5 M M/4
二、判断改错题。 1. 位移法仅适用于超静定结构，不能用于分析静定结构。( × ) 2位移法未知量的数目与结构的超静定次数有关。( × ) .3 位移法的基本结构为超静定结构。( × ) 4. 位移法中角位移未知量的数目恒等于刚结点数。（×） 提示：与刚度无穷大的杆件相连的结点不取为角位移未知量。 1. 瞬变体系的计算自由度一定等零。 2. 有多余约束的体系一定是几何不变体系。 1、三刚片用三个铰两两相联不一定成为几何不变体系。（×） 2、对静定结构，支座移动或温度改变不会产生内力。（×） 3、力法的基本体系不一定是静定的。（×） 4、任何三铰拱的合理拱轴不一定是二次抛物线。（×） 5、图乘法不可以用来计算曲杆。（×） 6、静定结构的影响线全部都由直线段组成。（√） 7、多跨静定梁若附属部分受力，则只有附属部分产生内力。（×） 8、功的互等定理成立的条件是小变形和线弹性。（√） 9、力法方程中，主系数恒为正，副系数可为正、负或零。（√） 10.三个刚片用不在同一条直线上的三个虚铰两两相连，则组成的体系是无多余约束的几何不变体系。( √） 三、选择题。 1. 体系的计算自由度W≤0是保证体系为几何不变的 A 条件。 A.必要 B.充分 C.非必要 D. 必要和充分 1、图示结构中当改变B点链杆方向（不能通过A铰）时，对该梁的影响是（ d ） A、全部内力没有变化 B、弯矩有变化 C、剪力有变化 D、轴力有变化
2、图示桁架中的零杆为（ b ） A 、DC, EC, DE, DF, EF B 、DE, DF, EF C 、AF, BF, DE, DF, EF D 、DC, EC, AF, BF 4、右图所示桁架中的零杆为（ b A 、CH BI DG ,, B 、DG DE ,, C 、AJ BI BG ,, D 、BI BG CF ,, 5、静定结构因支座移动，（ 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 7、下图所示平面杆件体系为（ b ） A 、几何不变，无多余联系 B 、几何不变，有多余联系 C 、瞬变体系 D 、常变体系
第四届（2013 年）中南地区高校土木工程专业
“结构力学竞赛”试题
1.（14 分）试绘制图示结构弯矩图。
A
q=4Fp/a
2F
C
E
B
a
a
D
a
a
a
a
题1图
2.（12 分）图示不等高排架体系，已知柱截面弯曲刚度 EI 相同，试采用概念分
析（不必计算）
EA=∞
0.5q
0.8q
0.5q
EA=∞
EI
EI
EI
0.4h 0.6h l/2
题2图
3.（12 分）图示多跨梁上有移动集中力矩 M 1作用，试绘制 M B 的影响线。
M=1
A
B
C
D
2a
a
a
a
题3图
4.（4
分）图示结构设
EA
EI 5l 2
104
。现拟通过认为设置 CD 杆的长度误差
，
使得梁 C 截面的弯矩为 ql2 / 16 ，试求该 值（ 以杆长增加为正）。
A EI C
EI
B
EA D
题4图
l
l
5.（12 分）图示振动体系，横梁的刚度 EI1 ,质量为 m1 ；柱的质量已集中于 横梁。在横梁的中点用无质量的刚性索悬挂一重物，其质量为 m2 。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。
m1 EI=∞
EI
EI
h
m2
题5图
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刚度矩阵为
阶，其中有
个零元素；结构刚度矩阵元素 K11 =
；⑥单元刚度矩阵第 2 行第 4 列的元
素送至结构刚度矩阵第
行第
列。
l
2 34
7
1
9
4
5
8
2 3 6 5 10
6
l
l
l
题6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
结。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 GI p EI ,杆长 0.5l 。
D
q
A
C
EI
B EI
l
l
题7图
院(系) 建筑工程系 学号 三明学院 姓名 . 密封线内不要答题 密封…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 结构力学试题答案汇总 一、选择题(每小题3分,共18分) 1. 图 示 体 系 的 几 何 组 成 为 : ( A ) A. 几 何 不 变 , 无 多 余 联 系 ; B. 几 何 不 变 , 有 多 余 联 系 ; C. 瞬 变 ; D. 常 变 . (第1题) (第4题) 2. 静 定 结 构 在 支 座 移 动 时 , 会 产 生 : ( C ) A. 内 力 ; B. 应 力 ; C. 刚 体 位 移 ; D. 变 形 . 3. 在 径 向 均 布 荷 载 作 用 下 , 三 铰 拱 的 合 理 轴 线 为: ( B ) A ．圆 弧 线 ; B ．抛 物 线 ; C ．悬 链 线 ; D ．正 弦 曲 线 . 4. 图 示 桁 架 的 零 杆 数 目 为 : ( D ) A. 6; B. 7; C. 8; D. 9. 5. 图 a 结 构 的 最 后 弯 矩 图 为 : ( A ) A ．图 b; B ．图 c ; C ．图 d ; D ．都不 对 . 6. 力 法 方 程 是 沿 基 本 未 知 量 方 向 的 : ( C ) A ．力 的 平 衡 方 程 ; B ．位 移 为 零 方 程 ; C ．位 移 协 调 方 程 ; D ．力 的 平 衡 及 位 移 为 零 方 程 .
二、填空题(每题3分,共9分) 1.从 几 何 组 成 上 讲 , 静 定 和 超 静 定 结 构 都 是___几何不变____体 系 , 前 者___无__多 余 约 束 而 后 者____有___多 余 约 束 . 2. 图 b 是 图 a 结 构 ___B__ 截 面 的 __剪力__ 影 响 线 . 3. 图 示 结 构 AB 杆 B 端 的 转 动 刚 度 为 ___i___, 分 配 系 数 为 ____1/8 ____, 传 递 系 数 为 ___-1__. 三、简答题(每题5分,共10分) 1.静定结构内力分析情况与杆件截面的几何性质、材料物理性质是否相关？ 为什么？ 答:因为静定结构内力可仅由平衡方程求得,因此与杆件截面的几何性质无关,与材料物理性质也无关. 2.影响线横坐标和纵坐标的物理意义是什么？ 答:横坐标是单位移动荷载作用位置,纵坐标是单位移动荷载作用在此位置时物理量的影响系数值. 四、计算分析题,写出主要解题步骤(4小题,共63分) 1.作图示体系的几何组成分析(说明理由),并求指定杆1和2的轴力.(本题16分) (本题16分)1.因为w=0 所以本体系为无多约束的几何不变体系.(4分) F N1=- F P (6分); F N2= P F 3 10 (6分). 2.作 图 示 结 构 的 米 图 .(本题15分)
第三届中南地区高校土木工程专业“结构力学竞赛” 中南大学选拔 考试时间（120分钟） 2010年 3月 1.（6分） 试分析图示对称体系的几何组成。 2．（8分）作图示静定刚架的弯矩图。 P 3.（8分）作图示刚架的弯矩图。
4.（8分）求图示桁架求指定杆的内力N1、N2、N3。 5.（8分）如图所示结构中，试求链杆AB 的轴力（以受拉为正）。 L L 6.（8分）求图中所示结构 C 点的竖向位移△Cy 。各杆EI 、EA 均为常数。 7.（9分）已知图示简支梁仅在C 点作用荷载11 P =时，D 点产生的竖向位移为D f ＝0.1cm （ ），则当在D 点作用荷载22P =时，求C 点产生的竖向位移c f 。 D f ＝0.1cm c f
(a) (b) 8.（9分）图示结构P =1在DG 上移动，作Mc 和Fsc 右的影响线 。 4m 4m 9.（9分） 用力法求图示结构的M 图，其中链杆BG 的刚度EA=∞，其余各杆刚度EI=常数。 q q F l l l/2 l/2 10.（9分） 用位移法求图示结构的弯矩图，各杆EI 为常数。
11.（9分） 图示两跨两层平面刚架，用矩阵位移法求解时分为10个单元，试求： （1） 原始刚度矩阵中的子块[44K ]、[78K ]和[59K ]（用单刚子块表示）； （2） 结点1的综合结点荷载列阵。 10 KN 3m 20 KN 3m Y 3m 3m O X 12.（9分） 试求图示对称结构的自振频率（只计刚性杆质量，m 为刚性杆单位长度的质量。不考虑阻尼）。
结构力学实验指导书（土木、力学等专业） 上海大学力学系 2009 - 3
实验一刚架（桁架）多点应力应变测量 一、实验目的 直观地了解钢架、桁架、多杆系、超静定、装配应力模拟等系统的实际工作状况，掌握实验应力分析的方法，提高工程应用的能力，并能自行设计实验方案并实施实验，从而达到掌握力学实验的基本原理与基本操作方法，提高综合分析问题与解决问题的能力。 二、实验装置及介绍 1．刚架（桁架）多功能组合试验台（拱式和三角式，见图1-1）。 2．DH3818静态电阻应变仪、GGD-B载荷显示器、计算机（参见图1-2）。 3．电阻应变计安装用材料及工具。 本实验装置“刚架（桁架）多功能组合试验台”（拱式和三角式），设计成钢架和桁架二者可转换的结构，使学生通过实验能直观地了解这二种结构的差别和受力状态的不同。利用本实验装置可以进行包括钢架静态应力分析系统、桁架静应力分析系统、不同支撑的钢架（桁架）应力分析系统、多杆系应力分析系统、超静定系统、装配应力模拟系统等多个力学实验的项目。数据处理部分采用国内先进的计算机多点自动数据采集与分析系统。此实验装置能根据学生的教学需要将各种实验内容分成几个相互独立的实验，也可将其组合成多种受力状态的综合性实验。
(a) 拱式刚架(b) 三角式刚架 图1-1 刚架（桁架）多功能组合试验装置 图1-2 多功能组合测试系统 （a） (b) (c) ( (b) （b）（c） 图1-3 刚架（桁架）的正视图上部（a）、节点局部（b）和侧视图（c）
三、实验原理 刚架及桁架是工程上最常见的结构之一，刚架及桁架模拟实验装置的结构形式如图1-15-3（a）所示，其节点局部如图1-15-3（b）所示，调节螺栓可以实现刚架和桁架结构的转换。刚架（桁架）的侧视图如图1-15-3（c）所示，调节下部的螺栓可以改变刚架（桁架）的支撑条件，同时侧面结构还具有超静定系统、装配应力模拟等实验功能。 四、实验方法及步骤 1．确定试验方案：根据需要确定要做的试验内容，进行刚架或桁架结构的组合，并设置边界条件。2．选择并确定需要测量的位置，测量尺寸和角度。 3．按照电阻应变计的粘贴工艺将电阻应变计安装在被测点上，选取合适的桥路组合。 4．连接并调试电阻应变仪：打开DH3818静态测试系统控制软件，软件的操作界面如图1-15-4所示，系统自动由“手动控制”状态切换到“自动控制”；查找机箱：选择合适的串行口COM1或COM2。5．平衡操作：输入自定义文件名，单击“平衡”按钮。若需要显示平衡结果，点击“显示平衡结果”选框；若存在不平衡点，在“未平衡测点数”下拉式列表框中显示不平衡点，找出不平衡原因。 6．进行参数设置（具体操作见仪器使用说明书），参数设置的弹出框如图1-15-5所示；选择采样方式：单次采样或定时采样。 7．打开GGD-B载荷显示器，调零；转动手柄等差加载，应变仪记录实验数据。 8．整理试验数据，并与有限元的计算结果进行比较，分析误差原因。 图1-4 DH3818静态测试系统软件的操作界面
. ... . 院（系） 建筑工程系 学号 三 明 学院 姓名 . 密封 线 内 不 要 答 题 密封……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………结构力学试题答案汇总 一、选择题(每小题3分,共18分) 1. 图 示 体 系 的 几 何 组 成 为 ： （ A ） A. 几 何 不 变 ， 无 多 余 联 系 ； B. 几 何 不 变 ， 有 多 余 联 系 ； C. 瞬 变 ； D. 常 变 。 （第1题） （第4题） 2. 静 定 结 构 在 支 座 移 动 时 ， 会 产 生 ： （ C ） A. 力 ； B. 应 力 ； C. 刚 体 位 移 ； D. 变 形 。 3. 在 径 向 均 布 荷 载 作 用 下 ， 三 铰 拱 的 合 理 轴 线 为： （ B ） A ．圆 弧 线 ； B ．抛 物 线 ； C ．悬 链 线 ； D ．正 弦 曲 线 。 4. 图 示 桁 架 的 零 杆 数 目 为 ： （ D ） A. 6； B. 7； C. 8； D. 9。 5. 图 a 结 构 的 最 后 弯 矩 图 为 ： （ A ） A ．图 b ； B ．图 c ； C ．图 d ； D ．都不 对 。 6. 力 法 方 程 是 沿 基 本 未 知 量 方 向 的 ： （ C ） A ．力 的 平 衡 方 程 ； B ．位 移 为 零 方 程 ； C ．位 移 协 调 方 程 ； D ．力 的 平 衡 及 位 移 为 零 方 程 。
. ... . 二、填空题（每题3分,共9分） 1.从 几 何 组 成 上 讲 ， 静 定 和 超 静 定 结 构 都 是___几何不变____ 体 系 ， 前 者___无__多 余 约 束 而 后 者____有___多 余 约 束 。 2. 图 b 是 图 a 结 构 ___B__ 截 面 的 __剪力__ 影 响 线 。 3. 图 示 结 构 AB 杆 B 端 的 转 动 刚 度 为 ___i___, 分 配 系 数 为 ____1/8 ____, 传 递 系 数 为 ___-1__。 三、简答题（每题5分，共10分） 1.静定结构内力分析情况与杆件截面的几何性质、材料物理性质是否相关？ 为什么？ 答：因为静定结构内力可仅由平衡方程求得，因此与杆件截面的几何性质无关， 与材料物理性质也无关。 2.影响线横坐标和纵坐标的物理意义是什么？ 答：横坐标是单位移动荷载作用位置，纵坐标是单位移动荷载作用在此位置时物 理量的影响系数值。 四、计算分析题，写出主要解题步骤(4小题,共63分) 1.作图示体系的几何组成分析（说明理由），并求指定杆1和2的轴力。（本题16分） （本题16分）1.因为w=0 所以本体系为无多约束的几何不变体系。（4分） F N1=- F P （6分）； F N2=P F 3 10（6分）。 2.作 图 示 结 构 的 M 图 。（本题15分）
2015 年第五届中南地区结构力学竞赛试题及答案
第五届（2015 年）中南地区 土木工程专业 “结构力学竞赛”试题
一．(10 分)图示体系受载后由节点 A 和 B 的平衡条件可得 AB 杆的轴力分别为
Fp 和 0，试对此矛盾做出适当的解释（三杆在中点交叉处相互无约束）。
q
B
2ql2
6ql
ql
2l l
A
FP
题一图
l/2 l/2
l
/2
二．(14 分)试绘制图示钢架结构的弯矩图和剪力图。
l
题二图
三．(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相互无约束）。
四．(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 Fp 1在 AE 区间移动：(1)试作支座 A的竖向反力 FyA 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 FyA 影响线的形状。
FP E F
FP=1 A
BC D
A
D
F
B
C 题三图
llll
题四图
////
五．(14)试作图示结构的弯矩图。已知 C 、D 角点处有 0.5m边长刚域，其余部分
EI =常数。
六．(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）。
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浙江省2001 年10 月 结构力学(一)试题 课程代码：02393 一、填空题(每空2 分，共24 分) 1.结构的计算简图应能反映实际结构的主要受力和变形性能，又能使。 2.三个刚片用三个铰两两相连，且，构成内部不变且无多余约束的体系。 3.图1 所示梁中反力,反力矩。 4.图2 所示刚架K 截面上的。(M 以内侧受拉为正) 5.图3 所示三铰拱的水平反力，截面K 的弯矩。(M 以内侧受拉为正)
6.图4 所示桁架的零杆数目为。 7.结构位移计算除了验算结构的刚度外，还为做准备。 8.图5(a)所示结构的超静定次数为，请将其基本体系绘在图(b)上。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题 2 分，共 14 分) 1.图1 所示体系的几何组成为( ) A.几何不变，无多余约束体系 B.几何不变，有多余约束体系 C.瞬变体系 D.几何可变体系 2.图2 所示组合结构中截面K 的弯矩 为( )(下侧受拉为正) A. － B. C. －2 D. 2 3.图3 所示单跨梁，1 在段上移动，截面K 的影响线为( )
4.用单位荷载法求图4 所示组合结构A，B 两结点相对竖向位移时，其虚设单位荷载应取( ) 5.图5 所示结构用位移法计算时，其基本未知量数目为 ( ) A.角位移=3；线位移=3 B.角位移=3；线位移=4 C.角位移=4；线位移=3 D.角位移=4；线位移 =4 6.图6 所示结构用力矩分配法计算时，结点A 的 约束力矩为( )(以顺时针转为正)
A. B. 8 C. － D.－ 98 7.图7 所示结构用力矩分配法计算时，结点A 上 杆的分配系数μ为( )(各杆常数) A.3/7 B. 3/8 C. 1/3 D. 1/4 三、计算分析(共62 分) 1.分析图1 所示体系的几何组成，作出结论。(8 分) 2.作图2 所示刚架的弯矩，剪力图。 (8 分)