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。但不同于广义坐标法在整体结构上插值(即定义形函数),而是采用了分片的插值,因此形函数的表达式(形状)可以相对简单。 (2) 与集中质量法相比,有限元法中的广义坐标也采用了真实的物理量,具有直接、直观的优点,这与集中质量法相同。 4、直接动力平衡法中常用的有哪些具体方法?它们所建立的方程各代表什么条件? 答:常用方法有两种:刚度法和柔度法。刚度法方程代表的是体系在满足变形协调条件下所应满足的动平衡条件;而柔度法方程则代表体系在满足动平衡条件下所应满足的变形协调条件。 5、刚度法与柔度法所建立的体系运动方程间有何联系?各在什么情况下使用方便? 答:刚度法与柔度法建立的运动方程在所反映的各量值之间的关系上是完全一致的。由于刚度矩阵与柔度矩阵互逆,刚度法建立的运动方程可转化为柔度法建立的方程。一般来,对于单自由度体系,求[δ]和求[k]的难易程度是相同的,因为它们互为倒数,都可以用同一方法求得,不同的是一个已知力求位移,一个已知位移求力。对于多自由度体系,若是静定结构,一般情况下求柔度系数容易些,但对于超静定结构就要根据具体情况而定。若仅从建立运动方程来看,当刚度系数容易求时用刚度法,柔度系数容易求时用柔度法。 6、计重力与不计重力所得到的运动方程是一样的吗? 答:如果计与不计重力时都相对于无位移的位置来建立运动方程,则两者是不一样的。但如果计重力时相对静力平衡位置来建立运动方程,不计重力仍相对于无位移位置来建立,
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。
15 结构的动力计算判断题 体系的振动自由度等于集中质量数。() 图示体系具有1个振动自由度。() 图示体系具有2个振动自由度。() 图示体系具有3个振动自由度。()
图示体系具有2个振动自由度。() 图示体系具有2个振动自由度。() 结构的自振频率除与体系的质量分布状况、杆件刚度有关外,还与干扰力有关。()自由振动是指不受外界干扰力作用的振动。() 自由振动是由初位移和初速度引起的,缺一不可。()
有阻尼单自由度体系的阻尼比越大,自振频率越小。() 临界阻尼现象是指起振后振动次数很少且振幅很快衰减为零的振动。()惯性力并不是实际加在运动质量上的力。() 计算一个结构的自振周期时,考虑阻尼比不考虑所得的结果要大。()临界阻尼振动时质点缓慢地回到平衡位置且不过平衡点。() 阻尼力总是与质点加速的方向相反。()
在某些情形下建立振动微分方程式时,不考虑重力的影响是因为重力为恒力。() 图示结构的自振频率为w,在干扰力P(t)=P sin qt作用下,不管频率q怎样改变,动位移y(t)的方向总是和P(t)的方向相同。() 计算图示振动体系的最大动内力和动位移时可以采用同一个动力系数。() 不论干扰力是否直接作用在单自由度体系的质量m上,都可用同一个动力系数计算任一点的最大动位移。() 单自由度体系受迫振动的最大动位移的计算公式y max=my j中,y j是质量m的重量所引起的静位
移。() 多自由度体系作自由振动,一般包括所有的振型,不可能出现仅含某一主振型的振动。()解得图(a)所示两个自由度体系的两个主振型为图(b)和图(c),此解答是正确的。() 图(a)与图(b)所示梁的自由振动频率w A、w B相比,w A>w B。() 填空题 动力荷载是指_____________________荷载。
一.是非题(将判断结果填入括弧:以O 表示正确,X 表示错误)(本大题分4小题,共 11分) 1 . (本小题 3分) 图示结构中DE 杆的轴力F NDE =F P /3。( ). 2 . (本小题 4分) 用力法解超静定结构时,只能采用多余约束力作为基本未知量。 ( ) 3 . (本小题 2分) 力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比,它与外因无关。( ) 4 . (本小题 2分) 用位移法解超静定结构时,基本结构超静定次数一定比原结构高。 ( ) 二.选择题(将选中答案的字母填入括弧内)(本大题分5小题,共21分) 1 (本小题6分) 图示结构EI=常数,截面A 右侧的弯矩为:( ) A .2/M ; B .M ; C .0; D. )2/(EI M 。 2. (本小题4分) 图示桁架下弦承载,下面画出的杆件内力影响线,此杆件是:( ) A.ch; B.ci; C.dj; D.cj. 2
3. (本小题 4分) 图a 结构的最后弯矩图为: A. 图b; B. 图c; C. 图d; D.都不对。( ) ( a) (b) (c) (d) 4. (本小题 4分) 用图乘法求位移的必要条件之一是: A.单位荷载下的弯矩图为一直线; B.结构可分为等截面直杆段; C.所有杆件EI 为常数且相同; D.结构必须是静定的。 ( ) 5. (本小题3分) 图示梁A 点的竖向位移为(向下为正):( ) A.F P l 3 /(24EI); B. F P l 3 /(!6EI); C. 5F P l 3 /(96EI); D. 5F P l 3 /(48EI). 三(本大题 5分)对图示体系进行几何组成分析。 F P =1
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
《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()。 A A.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1.1 A.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1.2 A.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 A.保持不变
B.随作用位置而变 C.无法确定 图1.2 指出图示结构,弯矩图绘制正确的是()。 ( (A)(B)(C) 图1.3 C 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. 2 2 1 1 ,R R R R' = ' = C 下面绘制的弯矩图中,正确的是()。 A. B. C. B 下面桁架结构中,零杆的个数为()。 A.1个 C
B .3个 C.4个 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 B.不会 C.无法确定 A 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)(B)(C) 基本结构 A 指出图1.5所示结构AB杆件的力为()。 图1.5 A.0 B.-P C.2P B 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 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()。 C
1.图示排架在反对称荷载作用下,杆AB的轴力为:() ssadaA P / 2;B P ;C 0 ;D -P 。 2xzzx.图示结构M A影响线如图所示,则影响线上纵标y B表示F p=1作用在() A.A点时,A截面的弯矩 B.A点时,B截面的弯矩 C.B点时,A截面的弯矩 D.B点时,B截面的弯矩 3.图示多跨静定梁的基本部分是() A AB部分 B BC部分 C CD部分 D DE部分 A B C D E 4sa.悬臂s梁两种状态的弯矩图如图所示,图乘结果是() A EI l F P 3 3 B EI l F P 3 23 C EI l F P 3 22 D EI l F P 3 4 F P l EI F P l l 5.sa图5sa所示对称结构的等代结构为() q q 图5 q A q B q q C D 1.sx图示体系为() A. 几何不变无多余约束 B. 几何不变有多余约束 C. 几何常变 D. 几何瞬变 2.图a结构的最后弯矩图为:( ) A. 图b; B. 图c; C. 图d; D.都不对。 ( a) (b) (c) (d) l l M/4 3M/4 M/4 3M/4 3M/4 M/4 M/8 M/2 EI EI M
3连续梁和M 图如图所示,则支座B 的竖向反力F BV 是( ) A. 1.21(↑) B. 5.07(↑) C. 11.07(↓) D.17.07(↑) 4.xzxzxz 图示梁A 点的竖向位移为(向下为正):( ) A.F P l 3 /(24EI ); B . F P l 3 /(16EI ); C . 5F P l 3 /(96EI ); D. 5F P l 3 /(48EI ). 5.图 示 结 构 :( ) A. ABC 段 有 内 力 ; B. ABC 段 无 内 力 ; C. CDE 段 无 内 力 ; D. 全 梁 无 内 力 。 q A B C D E 2a a a a 1.图1所示结构的弯矩图形状应为( ) F P A B C D 图1 F P 2.悬臂梁两种状态的弯矩图如图所示,图乘结果是( ) A EI l F P 33 B EI l F P 323 C EI l F P 322 D EI l F P 34 F P l EI F P l l 3.图5所示对称结构的等代结构为( ) A l /2 l /2 EI 2EI F P
试卷1 一、是非题(每题2分,共10分) 1.功的互等定理仅适用于线性变形体系。() 2. 对图2中a图所示桁架用力法计算时,取图b作为基本体系(杆AB被去掉),则 其典型方程为:。() 图2 图3 3.图3所示梁在一组移动荷载组作用下,使截面K产生最大弯矩的最不利荷载 位置如图(a)所示。() 4. 图示结构用位移法求解时,基本未知量数目为3,用力法求解,则基本未知量 数目为5。() 5.位移法典型方程的右端项一定为零。() 二、填空题(共18分) 1.图1所示体系是________________体系,它有______个多余约束。(4分) 图1 图2 2.图2所示桁架杆1的内力为。(4分)
3.力法方程中柔度系数代表,自由项代表。(4分) 4.已知荷载作用下结构的M图如图所示,画出其剪力图。(6分) 图4 M图 Q图 三、作图示结构的M、Q图。d=2m。(20分) 四、用力法计算,并作图示对称结构M图。EI=常数。(20分) 五、用位移法计算图示刚架,并画出M图。(20分)
六、作图示梁的 的影响线,并利用影响线求给定荷载作用下的 值。(12分) 课程名称:结构力学I (样卷解答) 考试班级: 土木02(1、2、3、水建) 一、是非题(每题2分,共10分) 1.( √ ) 2. ( ? ) 3. ( ? ) 4. ( ? ) 5. ( √ ) 二、填空题(共18分) 1._几何不变体系(3分), 0 (1分) 2. 0 (4分) 3. 基本结构在 1=j X 作用下产生的沿i X 的位移(2分) 基本结构在仅荷载作用下产生的沿i X 的位移(2分) 4. 5ql/ 8 (6分) 正负号各1分 三、(20分) 支座反力20KN →, 10KN ↑, 20KN ↓, 10KN ↑ 每个图形10分,每根杆2分
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。但不同于广义坐标法在整体结构上插值 (即定义形函数 ,而是采用了分片的插值 ,因此形函数的表达式(形状可以相对简单。 (2 与集中质量法相比 ,有限元法中的广义坐标也采用了真实的物理量 ,具有直接、直观的优点 ,这与集中质量法相同。 4、直接动力平衡法中常用的有哪些具体方法 ?它们所建立的方程各代表什么条件? 答:常用方法有两种 :刚度法和柔度法。刚度法方程代表的是体系在满足变形协调条件下所应满足的动平衡条件 ;而柔度法方程则代表体系在满足动平衡条件下所应满足的变形协调条件。 5、刚度法与柔度法所建立的体系运动方程间有何联系 ?各在什么情况下使用方便? 答:刚度法与柔度法建立的运动方程在所反映的各量值之间的关系上是完全一致的。由于刚度矩阵与柔度矩阵互逆 ,刚度法建立的运动方程可转化为柔度法建立的方程。一般来,对于单自由度体系,求[刑求[k]的难易程度是相同的,因为它们互为倒数 ,都可以用同一方法求得 ,不同的是一个已知力求位移 ,一个已知位移求力。对于多自由度体系 ,若是静定结构 ,一般情况下求柔度系数容易些 ,但对于超静定结构就要根据具体情况而定。若仅从建立运动方程来看 ,当刚度系数容易求时用刚度法 ,柔度系数容易求时用柔度法。 6、计重力与不计重力所得到的运动方程是一样的吗 答:如果计与不计重力时都相对于无位移的位置来建立运动方程,则两者是不一
《结构力学》课程习题集 一、单选题 1.弯矩图肯定发生突变的截面是(D )。 A.有集中力作用的截面; B.剪力为零的截面; C.荷载为零的截面; D.有集中力偶作用的截面。 2.图示梁中C截面的弯矩是( D )。 4m2m 4m A.12kN.m(下拉); B.3kN.m(上拉); C.8kN.m(下拉); D.11kN.m(下拉)。 3.静定结构有变温时,(C)。 A.无变形,无位移,无内力; B.有变形,有位移,有内力; C.有变形,有位移,无内力; D.无变形,有位移,无内力。 4.图示桁架a杆的内力是(D)。 A.2P; B.-2P; C.3P; D.-3P。 5.图示桁架,各杆EA为常数,除支座链杆外,零杆数为(A)。 A.四根; B.二根; C.一根; D.零根。 l= a6 6.图示梁A点的竖向位移为(向下为正)(C)。 A.) 24 /( 3EI Pl; B.) 16 /( 3EI Pl; C.) 96 /( 53EI Pl; D.) 48 /( 53EI Pl。
P 7. 静定结构的内力计算与( A )。 A.EI 无关; B.EI 相对值有关; C.EI 绝对值有关; D.E 无关,I 有关。 8. 图示桁架,零杆的数目为:( C ) 。 A.5; B.10; C.15; D.20。 9. 图示结构的零杆数目为( C )。 A.5; B.6; C.7; D.8。 10. 图示两结构及其受力状态,它们的内力符合( B )。 A.弯矩相同,剪力不同; B.弯矩相同,轴力不同; C.弯矩不同,剪力相同; D.弯矩不同,轴力不同。 P P P P 2 l l 11. 刚结点在结构发生变形时的主要特征是( D )。 A.各杆可以绕结点结心自由转动; B.不变形; C.各杆之间的夹角可任意改变; D.各杆之间的夹角保持不变。 12. 若荷载作用在静定多跨梁的基本部分上,附属部分上无荷载作用,则( B )。 A.基本部分和附属部分均有内力;
2 结构的几何组成分析 判断题 几何不变且无多余约束的体系其自由度必定等于零。( ) 体系的自由度小于或等于零是保证体系为几何不可变的必要和充分条件。( ) 三个刚片之间只要用三个铰两两相连,就能构成无多余约束的几何不变体系。( ) 在任何情况下,在几何不变体系上去掉一个二元体,所余体系仍然是几何不变的。( ) 一个点与一个刚片之间用两根链杆相连,则一定构成几何不变体系。( ) 在某些特殊情况下,几何可变体系加上一个二元体后可以变为几何不变体系。( ) 如体系在去掉某个约束后能承受特殊荷载而平衡,说明原体系中该约束为多余约束。( ) 超静定结构中的多余约束是为保持杆件体系的几何不变性而设置的。( ) 超静定结构设置多余约束的目的之一是调整结构的内力分布。( ) 填空题 一个点在平面上有___个自由度;一个刚片在平面上有___个自由度。 一个平面体系中有两个刚片,用单铰相联,则其自由度为____。 图示支座简图各相当于几个约束,在各图上标出可能出现的约束反力。
(a)___个约束;(b)___个约束。 (a) 图示支座简图各相当于几个约束,在各图上标出可能出现的约束反力。 (a)___个约束;(b)___个约束。 (b) 图示结构一共设置了五个支座链杆,对于保持其几何不变来说有___个多余约束,其中第___根链杆是必要约束。 在任何情况下,几何可变体系上增加一个二元体后构成的体系总是_______体系。 若两刚片由三根链杆相连构成无多余约束的几何不变体系,则三根链杆的空间位置必须满足_______________。 指出图示体系的几何组成性质。答案________________。 指出图示体系的几何组成性质。答案_______________。
结构力学习题及答案 一.是非题(将判断结果填入括弧:以O表示正确,X表示错误)(本大题分4小题,共11分) 1 . (本小题3分) 图示结构中DE杆的轴力F NDE =F P/3。(). 2 . (本小题4分) 用力法解超静定结构时,只能采用多余约束力作为基本未知量。() 3 . (本小题2分) 力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比,它与外因无关。() 4 . (本小题2分) 用位移法解超静定结构时,基本结构超静定次数一定比原结构高。() 二.选择题(将选中答案的字母填入括弧内)(本大题分5小题,共21分) 1 (本小题6分)
图示结构EI=常数,截面A 右侧的弯矩为:( ) A .2/M ; B .M ; C .0; D. )2/(EI M 。 2. (本小题4分) 图示桁架下弦承载,下面画出的杆件内力影响线,此杆件是:( ) A.ch; B.ci; C.dj; D.cj. 3. (本小题 4分) 图a 结构的最后弯矩图为: A. 图 b; B. 图c; C. 图d; D.都不对。( ) ( a) (b) (c) (d) 4. (本小题 4分) 用图乘法求位移的必要条件之一是: A.单位荷载下的弯矩图为一直线; 2 =1 l
B.结构可分为等截面直杆段; C.所有杆件EI 为常数且相同; D.结构必须是静定的。 ( ) 5. (本小题3分) 图示梁A 点的竖向位移为(向下为正):( ) A.F P l 3/(24EI); B. F P l 3/(!6EI); C. 5F P l 3/(96EI); D. 5F P l 3/(48EI). 三(本大题 5分)对图示体系进行几何组成分析。 四(本大题 9分)图示结构B 支座下沉4 mm ,各杆EI=2.0×105 kN·m 2,用力法计算并作M 图。 F P 6 4 =4 mm
总计(300题) 一、名词解释(抽4题,每题5分)。 1、线弹性体: 2、结构力学基本假设: 3、影响线: 4、影响量: 5、一元片: 6、二元片: 7、二刚片法则: 8、三刚片法则: 9、零载法: 10、梁: 11、刚架: 12、桁架: 13、拱: 14、静定结构: 15、超静定结构: 16、绘制桁架中“K”,“X”, “T”型组合结构并说明受力特点: 17、二力构件: 18、临界荷载: 19、临界位置: 20、危险截面:
21、包络线: 22、绝对最大弯矩: 23、虚功原理: 24、虚力原理: 25、虚位移原理: 26、图乘法: 27、功互等定律: 28、位移互等定律: 29、反力互等定律: 30、反力位移互等定律: 31、力法方程: 32、对称结构的力法方程(写三次超静定结构) 33、结构正对称力正对称结构的受力、变形特点: 34、结构正对称力反对称结构的受力、变形特点: 35、将一般对称结构受力分解为正对称和反对称受力结构: 36、奇数跨超静定结构的受力特点: 37、偶数跨超静定结构的受力特点: 二、判断题(抽5题,每题2分) (O)1、在任意荷载下,仅用静力平衡方程即可确定全部反力和内力的体系是几何不变体系。 2、图中链杆1和2的交点O可视为虚铰。(X)
1 2 3 4 5 3、在图示体系中,去掉1—5,3—5, 4—5,2—5,四根链杆后, 得简支梁12 ,故该体系为具有四个多余约束的几何不变体系 。(X ) 1 2 3 4 5 4、几何瞬变体系产生的运动非常微小并很快就转变成几何不变体系 ,因而可以用作工程结构。(X ) 5、有多余约束的体系一定是几何不变体系。(X ) 6、图示体系按三刚片法则分析,三铰共线,故为几何瞬变体系。(O ) 7、计算自由度W 小于等于零是体系几何不变的充要条件。(X ) 8、两刚片或三刚片组成几何不变体系的规则中,不仅指明了必需的约束数目,而且指明了这些约束必须满足的条件。(O ) 9、在图示体系中,去掉其中任意两根支座链杆后,所余下部分都是几何不变的。(X ) 10、静定结构的全部内力及反力,只根据平衡条件求得,且解答是唯一的。(O ) 11、静定结构受外界因素影响均产生内力,内力大小与杆件截面尺寸无关。 ( X ) 12、静定结构的几何特征是几何不变且无多余约束。 (O )
结构力学复习题及答案 3:[判断题]1、(本小题2分)在竖向均布 荷载作用下,三铰拱的合理轴线为圆弧 线。 参考 答案:错误 4:[判断题]2、(本小题2分)几何可变体 系 在任何荷载作用下都不能平衡。 考参答案:错误 5:[判断题]3、(本小题2分)在温度变化与支座移动因素作用下静定与超静定结构都有内力。参考答案:错误 6:[判断题]4、(本小题2分)静定结构受外界因素影响均产生内力,内力大小与杆件截面尺寸无关。 参考答案:错误 7:[判断题]5、(本小题2分) 按虚荷载原理所建立的虚功方程等价于几何方程。 参考答案:正确 8:[单选题]1、(本小题3分)力法的基本未知量是 A:结点角位移和线位移 B:多余约束力 C:广义位移 D:广义力 参考答案:B 9:[单选题]2、(本小题3分)静定结构有温度变化时 A:无变形,无位移,无内力 B:有变形,有位移.无内力 C:有变形.有位移,有内力 D:无变形.有位移,无内力 参考答案:B 10:[单选题]3、(本小题3分)变形体虚功原理
A:只适用于静定结构 B:只适用于线弹性体 C:只适用于超静定结构 D:适用于任何变形体系 参考答案:D 11:[单选题]4、(本小题3分)由于静定结构内力仅由平衡条件决定,故在温度改变作用下静定结构将 A:产生内力 B:不产生内力 C:产生内力和位移 D:不产生内力和位移 参考答案:B 12:[单选题]5、(本小题3分)常用的杆件结构类型包括 A:梁、拱、排架等 B:梁、拱、刚架等 C:梁、拱、悬索结构等 D:梁、刚架、悬索结构等 参考答案:B 1:[判断题]1、(本小题2分)有多余约束的体系一定是几何不变体系。 参考答案:错误 2:[判断题]2、(本小题2分)静定结构的内力与荷载有关,而与材料的性质、截面的形状及大小无关。 参考答案:正确 3:[判断题]3、(本小题2分)三个刚片由三个铰相联的体系一定是静定结构。 参考答案:错误 4:[判断题]4、(本小题2分)位移法未知量的数目与结构的超静定次数有关。 参考答案:错误 5:[判断题]5、(本小题2分)力矩分配法中的分配系数、传递系数与外来因素(荷载、
. ... . 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)
结构力学(一)试题 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.图示体系为() A.无多余约束的几何不变体系 B.有多余约束的几何不变体系 C.瞬变体系 D.常变体系 2.欲使图示体系成为无多余约束的几何不变体系,则需在A端加入() A.可动铰支座 B.固定铰支座 C.定向支座 D.固定支座 3.图示伸臂梁跨中截面C的弯矩为() A.10kN·m(下拉) B.15kN·m(下拉) C.16kN·m(下拉) D.23kN·m(下拉) 4.图(a)结构用力法计算,选择图(b)为基本体系,则Δ1C等于() A.-lθ B.-lθ/2 C.lθ/2 D.lθ
5.图示结构,截面C 的( ) A .弯矩等于零 B .剪力等于零 C .轴力等于零 D .内力均不为零 6.图示体系的超静定次数为( ) A .4 B .5 C .6 D .7 7.图示结构,各杆EI 相同,支座D 下沉Δ引起AB 杆B 端的 弯矩为(顺时针为正)( ) A .-? 2EI 6l B .-?2 EI 3l C .?2EI 3l D . ?2 EI 6l 8.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) 9.图(a)结构,用位移法求解时选图(b)为基本体系,杆长均为l ,则典型方程中的系数r 11为 ( ) A .9EI/l 3
B.12EI/l3 C.15EI/l3 D.16EI/l3 10.图示结构,各杆线刚度均为i,用力矩分配法计算时,分配系数μAB为()1 10 1 B. 8 1 C. 4 3 D. 8 二、填空题(本大题共8小题,每空2分,共16分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.静定结构是指_________的几何不变体系。 12.图示桁架,有_________根零杆。 13.位移互等定理表达式为_________。 14.在结构分析中,对称结构除应满足几何图形对称、约束形式对称的要求外,还应满足_________对称的要求。 15.图示结构,EI=常数,跨中截面C的竖向位移的方向是_________。 16.图示结构,各杆EI=常数,用位移法计算,基本未知量最少是_________个。
《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()。 A A.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1.1 A.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1.2 A.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1.2 A 指出图示结构,弯矩图绘制正确的是( )。 ( (A ) (B ) (C ) 图1.3 C 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 . B
B. 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
对于同一结构的以下图示两种状态,其位移与力的之间关系为()。 A. 22 2 11 1 ? = ?F F B. 12 2 21 1 ? = ?F F C. 21 2 12 1 ? = ?F F C 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)(B)(C) 基本结构 A 指出图1.5所示结构AB杆件的内力为()。 图1.5 A.0 B.-P C.2P B 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