结构力学 F(试卷及答案)

矩阵位移法答案1、 计算连续梁的转角和杆端弯矩，并画出弯矩图。

解： 1)、编码2）、求单元刚度矩阵[][]⎥⎦⎤⎢⎣⎡i i i i k k 4224＝＝②①3）、求整体刚度矩阵⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎩⎨⎧2110＝＝②①λλ[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡i i i i K 4228＝4）、求单元等效结点荷载{}P e{}{}m KN q q P P l l F F ⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧=30301211210022②①{}{}{}F P P P eee-=={}{}m KN P P ⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎭⎬⎫⎩⎨⎧303000＝＝②①5）、集成结构等效结点荷载向量{}P{}m KN P ⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=30306）、解方程[]{}{}P K =∆ii i i i 717545303042282121⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧∆∆⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧∆∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡ 7）、求各杆的杆端内力{}F e{}[]{}{}F k F P e e e e +∆=单元① {}m KN i i i i i F ⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎭⎬⎫⎩⎨⎧+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=71.2586.120074504224①单元② {}m KN i i i i i i F ⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=071.2530307757454224－②8）、做M 图2、 求图示刚架的M 、Q 、N 图。

解：1）、整理原始数据及编码2）、求局部坐标系中的单元刚度矩阵{}K e2442101.2,300,20,100cm KN E cm I cm A cm L ⨯====mKN LEI m KN L EI KN L EI m KN LEI m KN L EA ⋅⨯=⨯=⨯=⋅⨯=⨯=2232222106.122106.7512108.376102.2541042003）、计算整体坐标系中的单元刚度矩阵{}k e单元①和单元③单元②{}{}{}2102.258.3706.128.3708.376.7508.376.7500042000042006.128.3702.258.3708.376.7508.376.750004200004200⨯===⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--------k k k ③②①[][]I T =，＝ 0α[][][][]②②①①＝，＝kk k k90＝α[]⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--=100000001000010000000100000001000010T [][][][]2102.2508.376.1208.370420000420008.3716.758.3706.756.1208.372.2508.370420*********.3706.758.3706.75⨯==⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--------T k T k T ②②4）、用单元集成法形成整体刚度矩阵{}K⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧000321000321321000＝＝＝③②①λλλ {}2106.7508.3702.435108.3706.8475⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=K5）、求单元等效结点荷载{}P e{}{}[]833.050833.050-=-=TF P P①①{}{}[]833.050833.050-=TP P ①①＝6）、用单元集成法形成整体结构的等效结点荷载{}P{}[]TP 833.050-=7）、形成整体结构的综合结点荷载{}[]TF 402000={}{}[]TP F 167.392500=+8）、解方程[]{}{}{}0F P K +=∆[][]I T =，＝ 0α⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧∆∆∆⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--167.39250106.7508.3702.435108.3706.84753212 432110924.51575.0232.0-⨯⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧∆∆∆ 9）、求各杆的杆端内力{}F e{}[][]{}{}F T k F P e e e e +∆=单元①{}[][]{}{}⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧--=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧----+⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⨯⨯-⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--------+∆=700.13193.24744.9492.5193.14744.9833.050833.05010924.51575.0232.000010422.258.3706.128.3708.376.7508.376.7500042000042006.128.3702.258.3708.376.7508.376.750004200004200＝①①①①F T k F P{}[][]{}{}⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧+⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⨯⨯-⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--------+∆=455.6452.19150.24997.12452.19150.2400000010000924.51575.0232.010421000010000100000001000000010000102.258.3706.128.3708.376.7508.376.7500042000042006.128.3702.258.3708.376.7508.376.750004200004200＝②②②②F T kF P{}[][]{}{}⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧--=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧+⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⨯⨯-⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--------+∆=760.6062.20744.9302.13062.20744.900000010000924.51575.0232.010422.258.3706.128.3708.376.7508.376.7500042000042006.128.3702.258.3708.376.7508.376.750004200004200＝③③③③F T k F P结构动力学作业答案1、求图示结构的自振频率。

结构力学考试题及答案【篇一：《结构力学》期末考试试卷(a、b卷-含答案)】>一、填空题（20分）（每题2分）1.一个刚片在其平面内具有3 一个点在及平面内具有自由度；平面内一根链杆自由运动时具有 3 个自由度。

2.静定结构的内力分析的基本方法，隔离体上建立的基本方程是程。

3.杆系结构在荷载，温度变化，支座位移等因素作用下会产生和4.超静定结构的几何构造特征是5.对称结构在对称荷载作用下，若取对称基本结构和对称及反对称未知力，则其中反对称未知力等于零。

6.力矩分配法适用于。

7.绘制影响线的基本方法有8.单元刚度矩阵的性质有9.结构的动力特性包括；； 10. 在自由振动方程y(t)?2??y(t)??2y(t)?0式中，?称为体系的率，?称为阻尼比。

...二、试分析图示体系的几何组成（10分）（1）（２）答案：（1）答：该体系是几何不变体系且无余联系。

（2）答：该体系是几何不变体系且无多余联系。

三、试绘制图示梁的弯矩图（１０分）（1）（2）答案：（１）（２）m图四、简答题（20分）1. 如何求单元等效结点荷载？等效荷载的含义是什么？答案：2.求影响线的系数方程与求内力方程有何区别？答案：3.动力计算与静力计算的主要区别是什么？答案：4.自由振动的振幅与那些量有关？答案五、计算题（40分）1、用图乘法计算如图所示简支梁a截面的转角?a。

已知ei=常量。

（10分）答案：解：作单位力状态，如图所示。

分别作出mp和m图后，由图乘法得：2.试作图示伸臂量的fby mk的影响线。

答案：fby的影响线mk的影响线3.试用力法计算单跨静定梁。

并作m图。

（10分）解：选取基本结构，并作出单位弯局矩图和荷载弯矩图如图所示4.试用位移法求作图示连续梁的内力图。

（10分）（型常数、载常数见附表）解：（c）m 解：（1）只有一个未知量，基本体系如图所示（d）mp （2）建立位移法典型方程k11z1?r1p?0（3）作m,mp如图所示（a）（b）11k11?7i；r1p?pl?ql2881(pl?ql2)（4）代入方程解得：z1??56i（5）叠加法绘制弯矩图（e）附表：型常数、载常数表（e）【篇二：结构力学试题及答案汇总(完整版)】. 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。

XX大学课程考试试卷课程名称：结构力学一、判断题（对打O，错打X。

每小题3分，共计9分）1. 局部坐标系单元刚度矩阵和整体坐标系单元刚度矩阵均为对称矩阵。

2. 当结构中某杆件的刚度增加时，结构的自振频率不一定增大。

3. 用能量法求体系自振频率时，则所得结果定为一精确解。

二、单项选择题（每小题4分，共计12分）1. 单元刚度矩阵中元素的物理意义是：A．当且仅当时引起的与相应的杆端力；B．当且仅当时引起的与相应的杆端力；C．当时引起的相应的杆端力；D．当时引起的与相应的杆端力。

2. 引入图示结构边界约束后的局部坐标单元刚度矩阵为：(其中：)3. 设直杆的轴向变形不计，图示体系的动力自由度数为：A．3 ； B．4 ；C．5 ； D．6 。

三、填空题（每空3分，共9分）1.对图示结构先处理法集成所得结构刚度矩阵总未知量数为，最大半带宽为。

2. 主振型关于质量矩阵的正交性用公式表达为。

四、计算题（16分）图a所示结构(整体坐标见图b，图中圆括号内数码为结点定位向量(力和位移均按竖直，转动方向顺序排列)。

求结构刚度矩阵[K]。

五、计算题（16分）图a所示结构，不考虑轴向变形，整体坐标见图b，图中圆括号内数码为结点定位向量(力和位移均按水平、竖直、转动方向顺序排列)。

求等效结点荷载列阵。

六、计算题（16分）图示桁架，已知结点位移列阵。

试用矩阵位移法求单元①和单元③在局部坐标系下的杆端力列阵。

设。

七、计算题（22分）图示体系各柱EI = 常数，柱高均为l，。

求：⑴体系的自振频率；⑵最大动力弯矩及相应的弯矩图。

一、判断题（每小题3分，共计9分）1. O2. O3. X二、单项选择题（每小题4分，共计12分）1. B2. C3. B三、填空题（每空3分，共9分）1. 48 ， 12 。

2. 。

四、求K（16分）(1) 求各单元单刚：（10分）（每个单元各5分，其中定位向量各2分）（2）求总刚，对号、叠加(6分)五、求P（16分）（1）求各单元在局部坐标系中固端力向量：，（3分），（3分）（2）将转换成：（共计6分）单元①，；单元②；（各1分）(2分) ；（2分）（3）利用单元定位向量，将中元素反号后叠加集成为：。

课程名称： 结构力学 课程类别： 必修 考试方式： 闭卷注意事项：1. 本试卷满分100分。

2. 考试时间 120分钟。

3. 题目中结点、杆件长度、杆件编号的表达方式分别为： 1、1.00、（1）。

4. 题目中荷载的单位为：kN （集中力）、kN/m （分布力）。

5. 题目中刚度的单位为：2a MP m ⋅（EA ）、4a MP m ⋅（EI ） 6. 准带有函数功能的计算器。

7. 题下空白大小并不表示题目难易程度。

一、 选择题：下列各题的四个选项中只有一个正确，请将正确选项填入题后括号内（每题5分，共40分）1、图示平面体系各杆位置准确，其几何组成是（ C ）。

A ．几何不变，无多余约束B ．几何不变，有多余约束C ．几何瞬变D ．几何不变2、图示结构中，单位集中力作用在34杆件的左端，则支座1处的反力1y F （以向上为正）和34杆中点处弯矩3M（以顺时针转动为正）分别等于（A ）。

A．0，0 B．0，0.25C．0.5，0 D．0.25，0.53、图示桁架结构中，零杆的杆件数为（ C ）。

A．3 B．5C．7 D．94、结构各杆件刚度值EI，不计轴向变形和剪力的影响，则结构在4点的水平位移和2点的垂直位移分别为（ A ）。

A．3EI，0B．9EI，1EIC．6EI，0D．36EI，01.001234( 1 )( 2 )( 3 )5、用弯矩分配法计算图示结构，计算参数正确的是（ A ）。

A ．212121,1S i C ==- B ．2121214,0.5S i C == C ．2323233,0.5S i C == D ．232323,0.5S i C ==-6、图示结构采用位移法基本体系求解时，附加约束为结点2、3处的转角位移约束量1Z 、2Z 和支座4处的水平链杆约束量3Z ，刚度系数正确的是（ C ）。

A ．111221124,3r i r i == B ．111221126,3r i r i ==C ．111221128,2r i r i ==D ．1112211212,2r i r i ==7、图示结构结点1、2的水平位置差和竖向位置差均为1，支座3竖直向下沉降位移为a ，则结点2的水平位移（以向右为正）和竖向位移（以向上为正）分别等于（ B ）。