矩阵位移法单元测验(daan )

矩阵位移法单元测验(daan )
矩阵位移法单元测验(daan )

一、 判断题(认为正确的打O ,错误的打 )

1.(本小题4分)

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。(O )

二.选择题(将选中答案的字母填入括弧内) 1.(本小题4分)

桁架中任一单元的最后内力计算公式为:

{}[]{}[]

A. F

k

F e e

e e

=-δ

{}

[]{}

{}B. F

T k e

e

e

=δ;

{}[][]{}[]

C. F

T k F e

e

e

e

=+δ0; {}

[][]{}[]

D. F

T k F e

e

e

e

=+δ

。(B)

2.(本小题4分)

电 算 分 析 中 ,结 构 原 始 刚 度 矩 阵 引 入 边 界 条 件 后 : A .一 定 是 非 奇 异 的 ;

B .可 能 奇 异 ,也 可 能 非 奇 异 ,要 视 具 体 边 界 条 件 而 定 ;

C .只 要 引 入 的 条 件 多 于 3个 ,则 一 定 是 非 奇 异 的 ;

D .一 定 是 奇 异 的 。(D)

三.填充题(将答案写在空格内)

1.(本小题4分).图示结构采用位移编码先处理法集成所得结构刚度矩阵元素K 11

36EI/L 3,K 23为2EI/L ,不计轴向变形。

l

l

(0,3)(1,2)(0,0)

2EI EI 01

2

x

y M , θx

2.(本小题4分)

图示刚架,l=6m ,q=20kN/m ,则等效结点荷载列阵元素 P 2=0,P 4=60kn.m 。

q

l

l

l

1

2

34

x

θ

四.(本大题10分)

图示梁结点转角列阵为{}

[]

?=--0 0.4529 0.0615 0.2487 0.0562 0.0032T

。试求杆56的杆端弯矩列

阵。

0.5m m

1kN

3kN m

.1

234

1kN/m

2kN m

.5

0.5m

1m 1m

16

m

1EI=1kN m .2

EA=oo

x

y

M , θ

五.(本大题10分)

已知:图示结构(不计轴变,EI=常数)的结点位移为 试求4单元的杆端弯矩。

{}[]{}[]

?

?

????---=???

???-+??????-??????=+=92/512/112/1184/512/12/368/5042242

22

2

ql ql ql i ql i i

i i F k F e

q

e

e

e

δ

{}[]T

i ql

i ql 368/5552/722-=?1(0,0,0)

2(0,0,0) 3(0,0,1)

4(0,0,2)

2

1

3

5(0,0,0)

4

q

ql

l

l

l/2 l/2

第九章矩阵位移法习题集

第九章 矩阵位移法 【练习题】 9-1 是非题: 1、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。 2、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。 3、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。 4、结构刚度矩阵反映了结构结点位移与荷载之间的关系。 5、用 矩 阵 位 移 法 计 算 连 续 梁 时 无 需 对 单 元 刚 度 矩 阵 作 坐 标 变 换。 6、结 构 刚 度 矩 阵 是 对 称 矩 阵 ,即 有K i j = K j i ,这 可 由 位 移 互 等 定 理 得 到 证 明 。 7、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。 8、在直接刚度法的先处理法中,定位向量的物理意义是变形连续条件和位移边界条件。 9、等效结点荷载数值等于汇交于该结点所有固端力的代数和。 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。 11、矩阵位移法既能计算超静定结构,也能计算静定结构。 9-2 选择题: 1、已知图示刚架各杆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: (0,1,2) (0,0,0) (0,0,0) (0,1,3) (0,0,0)(1,2,0) (0,0,0)(0,0,3) (1,0,2) (0,0,0) (0,0,0)(1,0,3) (0,0,0) (0,1,2) (0,0,0)(0,3,4) A. B. C. D. 2134123412341234 2、平面杆件结构一般情况下的单元刚度矩阵[]k 66?,就其性质而言,是: 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、单元i j 在图示两种坐标系中的刚度矩阵相比: A .完全相同; B .第2、3、5、6行(列)等值异号; C .第2、5行(列)等值异号; D .第3、6行(列)等值异号。

《结构力学习题集》(下)-矩阵位移法习题及答案 (2)

第七章 矩阵位移法 一、是非题 1、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。 2、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。 3、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。 4、结构刚度矩阵反映了结构结点位移与荷载之间的关系。 5、用 矩 阵 位 移 法 计 算 连 续 梁 时 无 需 对 单 元 刚 度 矩 阵 作 坐 标 变 换。 6、结 构 刚 度 矩 阵 是 对 称 矩 阵 ,即 有K i j = K j i ,这 可 由 位 移 互 等 定 理 得 到 证 明 。 7、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。 ? 8、在直接刚度法的先处理法中,定位向量的物理意义是变形连续条件和位移边界条件。 9、等效结点荷载数值等于汇交于该结点所有固端力的代数和。 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。 11、矩阵位移法既能计算超静定结构,也能计算静定结构。 二、选择题 1、已知图示刚架各杆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: (0,1,2) (0,0,0) (0,0,0) (0,1,3) (0,0,0)(1,2,0) (0,0,0)(0,0,3) (1,0,2) (0,0,0) (0,0,0)(1,0,3) (0,0,0) (0,1,2) (0,0,0)(0,3,4) A. B. C. D. 2134123412341234 2、平面杆件结构一般情况下的单元刚度矩阵[]k 66?,就其性质而言,是: 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、单元i j 在图示两种坐标系中的刚度矩阵相比:

矩阵位移法大作业

矩阵位移法大作业 学号:151210122 姓名:谭逸天 班级:土木一班

编制原理: 使用Math Work公司开发的科学与工程计算机软件——MATLAB, 利用其矩阵运算的便利性,将题目要求结构的基本信息编入脚本命令文件中,并编入求解步骤。加上刚度信息的输入指令,以及提取解答要求信息并输出的指令。令使用者只需输入结构材料相关信息便可计算题目对应悬索—拱组合体系的信息,并直接在命令窗口输出。 利用计算套路的重复性,程序开发时进行模块化设计。再由重复单元完成多次、重复的运算。 从整体性考虑,数据储存采用“算后集装,装后回收”对变量及数组重复使用,由配音进行简单命名,提高可辨识度。由于计算套路及程序本身高度模块化,并且题目所需个体信息相对于整体极少,提取个体化的信息只需简单改造命令模块,从整体信息中提取处理得出。编程所需的“数据化”“编码”等预处理由人工在编程开始前完成,由左下斜索基座作原点,正右向为X轴正向,正上为Y轴正向,建立右手系。编码顺序从左倒右由上及下,并用先处理法处理基座。(如下图所示)

6 7 共45个单元,32个结点编号,71个位移编号。 本人学号对应节间数m=14;f1=7L/4;f2=7L/10;h=7L/2;以上数据 为编程中人工设定值,结构的其余信息根据用户的输入进行计算得出。

程序说明: 初始计算结构在坐标系中的坐标信息,手动编入悬索与拱的曲线关键点信息,代入方程求解。随后由循环语句模块计算并存储结构中各类杆件的角度、长度信息,采用以直代曲的方法处理曲线。 由于先处理法,两端各四个单元不与其余单元通用编码递进规律,采用单独的语句进行计算并集装入总体信息储存矩阵中,其余规律性单元信息由循环的语句模块进行集装,便于之后的计算。定位向量统一装至71行6列的矩阵“dingwei”中,单元的长度与夹角信息统一装至71行2列的矩阵“danyuan”中,第一列为长度,第二列为角度。使两个信息矩阵的行序号对应单元序号,便于之后使用。 之后进入单元分析部分。先是对上部悬索进行单元分析,此部分为桁架单元,从“danyuan”矩阵中提取长度信息与角度信息,结合 开始时输入的刚度信息组装单刚矩阵与坐标变换矩阵,进行坐标变换后直接提取定位向量进行集装部分总刚矩阵的步骤。集装命令通过循环嵌套配合判断语句,对单刚矩阵进行二维遍历,并提取合格的元素填充至对应位置。随后,通过少量改动实现对斜索、吊杆、拱、主塔的处理。 之后保留基本结构,进行单元结点荷载的分析,并集装出结构结点荷载矩阵。 之后通过简单矩阵运算即得结构结点位移列阵。 进入单元后处理。将集装循环语句进行改造,达成逆向提取单元结点位移的功能。提取之前存储的单元信息进行坐标变换。最后算出

《结构力学习题集》-矩阵位移法习题及答案

第八章 矩阵位移法 – 老八校 一、判断题: 1、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。 2、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。 3、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。 4、结构刚度矩阵反映了结构结点位移与荷载之间的关系。 5、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。 6、图示结构用矩阵位移法计算时(计轴向变形)未知量数目为8个。 7、在直接刚度法的先处理法中,定位向量的物理意义是变形连续条件和位移边界条件。 8、等效结点荷载数值等于汇交于该结点所有固端力的代数和。 9、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。 10、矩阵位移法既能计算超静定结构,也能计算静定结构。 11、已知图示刚架各杆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: (0,1,2) (0,0,0) (0,0,0) (0,1,3) (0,0,0)(1,2,0) (0,0,0)(0,0,3) (1,0,2) (0,0,0) (0,0,0)(1,0,3) (0,0,0) (0,1,2) (0,0,0)(0,3,4) A. B. C. D. 2134123412341234 ( )

二、计算题: 12、用先处理法计算图示结构刚度矩阵的元素133322,,K K K 。 12 3l l 4 l 5EI 2EI EA (0,0,0) (0,0,1) (0,2,3) (0,0,0) (0,2,4)(0,0,0) EI 13、用先处理法计算图示刚架结构刚度矩阵的元素153422,,K K K 。EI ,EA 均为常数。 l 14、计算图示结构整体刚度矩阵的元素665544,,K K K 。E 为常数。 l l 1 3 4 2 A , I A A /222A I , 2A 15、写出图示结构以子矩阵形式表达的结构原始刚度矩阵的子矩阵 [][]K K 22 24 ,。 [][]k k 1112 [][] k k 2122 [] k = i i i i i 单刚分块形式为 :

矩阵位移法单元测验(daan )

一、 判断题(认为正确的打O ,错误的打 ) 1.(本小题4分) 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。(O ) 二.选择题(将选中答案的字母填入括弧内) 1.(本小题4分) 桁架中任一单元的最后内力计算公式为: {}[]{}[] A. F k F e e e e =-δ ; {} []{} {}B. F T k e e e =δ; {}[][]{}[] C. F T k F e e e e =+δ0; {} [][]{}[] D. F T k F e e e e =+δ 。(B) 2.(本小题4分) 电 算 分 析 中 ,结 构 原 始 刚 度 矩 阵 引 入 边 界 条 件 后 : A .一 定 是 非 奇 异 的 ; B .可 能 奇 异 ,也 可 能 非 奇 异 ,要 视 具 体 边 界 条 件 而 定 ; C .只 要 引 入 的 条 件 多 于 3个 ,则 一 定 是 非 奇 异 的 ; D .一 定 是 奇 异 的 。(D) 三.填充题(将答案写在空格内) 1.(本小题4分).图示结构采用位移编码先处理法集成所得结构刚度矩阵元素K 11 为 36EI/L 3,K 23为2EI/L ,不计轴向变形。 l l (0,3)(1,2)(0,0) 2EI EI 01 2 x y M , θx 2.(本小题4分) 图示刚架,l=6m ,q=20kN/m ,则等效结点荷载列阵元素 P 2=0,P 4=60kn.m 。 q l l l 1 2 34 x θ

四.(本大题10分) 图示梁结点转角列阵为{} [] ?=--0 0.4529 0.0615 0.2487 0.0562 0.0032T 。试求杆56的杆端弯矩列 阵。 0.5m m 1kN 3kN m .1 234 1kN/m 2kN m .5 0.5m 1m 1m 16 m 1EI=1kN m .2 EA=oo x y M , θ 五.(本大题10分) 已知:图示结构(不计轴变,EI=常数)的结点位移为 试求4单元的杆端弯矩。 {}[]{}[] ? ? ????---=??? ???-+??????-??????=+=92/512/112/1184/512/12/368/5042242 22 2 ql ql ql i ql i i i i F k F e q e e e δ {}[]T i ql i ql 368/5552/722-=?1(0,0,0) 2(0,0,0) 3(0,0,1) 4(0,0,2) 2 1 3 5(0,0,0) 4 q ql l l l/2 l/2

《结构力学习题集》下矩阵位移法习题及答案 2

第七章 矩阵位移法 一、就是非题 1、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。 2、单元刚度矩阵均具有对称性与奇异性。 3、局部坐标系与整体坐标系之间的坐标变换矩阵T 就是正交矩阵。 4、结构刚度矩阵反映了结构结点位移与荷载之间的关系。 5、用 矩 阵 位 移 法 计 算 连 续 梁 时 无 需 对 单 元 刚 度 矩 阵 作 坐 标 变 换。 6、结 构 刚 度 矩 阵 就是 对 称 矩 阵 ,即 有K i j = K j i ,这 可 由 位 移 互 等 定 理 得 到 证 明 。 7、结构刚度方程矩阵形式为:[]{}{}K P ?=,它就是整个结构所应满足的变形条件。 8、在直接刚度法的先处理法中,定位向量的物理意义就是变形连续条件与位移边界条件。 9、等效结点荷载数值等于汇交于该结点所有固端力的代数与。 10、矩阵位移法中,等效结点荷载的“等效原则”就是指与非结点荷载的结点位移相等。 11、矩阵位移法既能计算超静定结构,也能计算静定结构。 二、选择题 1、已知图示刚架各杆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,其正确编号就是: (0,1,2) (0,0,0) (0,0,0) (0,1,3) (0,0,0)(1,2,0) (0,0,0)(0,0,3) (1,0,2) (0,0,0) (0,0,0)(1,0,3) (0,0,0) (0,1,2) (0,0,0)(0,3,4) A. B. C. D. 2134123412341234 2、平面杆件结构一般情况下的单元刚度矩阵[]k 66?,就其性质而言,就是: 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、单元i j 在图示两种坐标系中的刚度矩阵相比: A.完全相同; B.第2、3、5、6行(列)等值异号;

结构力学-第9章 矩阵位移法课堂练习

结构力学练习题——矩阵位移法 一、是 非 题(将 判 断 结 果 填 入 括 弧 :以 O 表 示 正 确 ,以 X 表 示 错 误 ) 1、用 矩 阵 位 移 法 计 算 连 续 梁 时 无 需 对 单 元 刚 度 矩 阵 作 坐 标 变 换。)(对 2、结 构 刚 度 矩 阵 是 对 称 矩 阵 ,即 有 K ij = K ji ,这 可 由 位 移 互 等 定 理 得 到 证 明 。 ()错 3、图 示 梁 结 构 刚 度 矩 阵 的 元 素 K EI l 113 24=/ 。 ( )错 l l 附: ????? ? ????????? ?????????? ???? ?--------l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EA l EA l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EA l EA 4602606120612000002604606120612000002 22323222323 二、选 择 题 ( 将 选 中 答 案 的 字 母 填 入 括 弧 内 ) 1、已 知 图 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 (0,1,2) (0,0,0) (0,0,0) (0,1,3) (0,0,0) (1,2,0) (0,0,0) (0,0,3) (1,0,2) (0,0,0) (0,0,0) (1,0,3) (0,0,0) (0,1,2) (0,0,0) (0,3,4) A. B. C. D. 2 1 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 ( ) 2、平 面 杆 件 结 构 一 般 情 况 下 的 单 元 刚 度 矩 阵 []k 66 ?,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、单 元 i j 在 图 示 两 种 坐 标 系 中 的 刚 度 矩 阵 相 比 :B A . 完 全 相 同 ;

矩阵位移法练习题

结构力学自测题(第八单元) 矩阵位移法 姓名 学号 一、是 非 题(将 判 断 结 果 填 入 括 弧 :以 O 表 示 正 确 ,以 X 表 示 错 误 ) 1、用 矩 阵 位 移 法 计 算 连 续 梁 时 无 需 对 单 元 刚 度 矩 阵 作 坐 标 变 换。 ( ) 2、结 构 刚 度 矩 阵 是 对 称 矩 阵 ,即 有 K ij = K ji ,这 可 由 位 移 互 等 定 理 得 到 证 明 。 () 3、图 示 梁 结 构 刚 度 矩 阵 的 元 素 K EI l 113 24=/ 。 ( ) EI l l EI 212 x y M , θ 附: ????? ?????????? ?????????? ???? ?--- -----l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EA l EA l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EA l EA 460260612061200000260460 6120612000002 22323222323 4、在 任 意 荷 载 作 用 下 ,刚 架 中 任 一 单 元 由 于 杆 端 位 移 所 引 起 的 杆 端 力 计 算 公 式 为 :{} [][]{}F T K e e e =δ 。 ( ) 二、选 择 题 ( 将 选 中 答 案 的 字 母 填 入 括 弧 内 ) 1、已 知 图 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 : (0,1,2) (0,0,0) (0,0,0) (0,1,3) (0,0,0) (1,2,0) (0,0,0) (0,0,3) (1,0,2) (0,0,0) (0,0,0) (1,0,3) (0,0,0) (0,1,2) (0,0,0) (0,3,4) A. B. C. D. 2 1 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 x y M , θ ( ) 2、平 面 杆 件 结 构 一 般 情 况 下 的 单 元 刚 度 矩 阵 []k 66?, 就 其 性 质 而 言 ,是 : ( ) 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、单 元 i j 在 图 示 两 种 坐 标 系 中 的 刚 度 矩 阵 相 比 : A . 完 全 相 同 ; B . 第 2、3、5、6 行 (列 ) 等 值 异 号 ; C . 第 2、5 行 (列 )等 值 异 号 ; D . 第 3、6 行 (列 ) 等 值 异 号 。 ( ) i j y x i j y x M , θ M , θ 4、矩 阵 位 移 法 中 ,结 构 的 原 始 刚 度 方 程 是 表 示 下 列 两 组 量 值 之 间 的 相 互 关 系 : ( ) A .杆 端 力 与 结 点 位 移 ; B .杆 端 力 与 结 点 力 ; C .结 点 力 与 结 点 位 移 ; D .结 点 位 移 与 杆 端 力 。 5、单 元 刚 度 矩 阵 中 元 素 k ij 的 物 理 意 义 是 : A .当 且 仅 当 δi =1 时 引 起 的 与 δj 相 应 的 杆 端 力 ; B .当 且 仅 当 δj =1时 引 起 的 与 δi 相 应 的 杆 端 力 ; C .当 δj =1时 引 起 的 δi 相 应 的 杆 端 力 ; D .当 δi =1时 引 起 的 与 δj 相 应 的 杆 端 力。 () 6、用 矩 阵 位 移 法 解 图 示 连 续 梁 时 ,结 点 3 的 综 合 结 点 荷 载 是 : A .[]-ql ql 2 12 T 132 ; B .[]ql ql 2132 12T -; C .[]--ql ql 2112 12T ; D .[]ql ql 2112 12T 。 ( ) 123 l /2 l l ql 2 q 4 ql l /2 x y M , θ 7、用 矩 阵 位 移 法 解 图 示 结 构 时 ,已 求 得 1 端 由 杆 端 位 移 引 起 的 杆 端 力 为 {}[] T F 461--=,则 结 点 1 处 的 竖 向 反 力 Y 1 等 于 : A .6-; B .-10; C .10 ; D .14 。 ( ) 2m 4m 12 3 M 1 Y 20kN/m 1 x y M , θ 三、填 充 题 ( 将 答 案 写 在 空 格 内) 1、图 示 桁 架 结 构 刚 度 矩 阵 有 个 元 素 ,其 数 值 等 于 。 2m 3m 3m A B C D EA EA EA x y M , θ 2、图 示 刚 架 用 两 种 方 式 进 行 结 点 编 号 ,结 构 刚 度 矩 阵 最 大 带 宽 较 小 的 是 图 。 3 5 641 2 7 1 2345 6 7 (a) (b) 3、图 示 梁 结 构 刚 度 矩 阵 的 主 元 素 K K 1122== , 。 l l 2EI EI 1 2 x y M , θ 四、图 a 、b 所 示 两 结 构 ,各 杆 EI 、l 相 同 ,不 计 轴 向 变 形 , 已 求 得 图 b 所 示 结 构 的 结 点 位 移 列 阵 为 {}?=-???? ? ?ql EI ql REI ql EI 34396192192 T 。试 求 图 a 所 示 结 构 中 单 元 ① 的 杆 端 力 列 阵。 q 1 2 3 4(a) ql 2 ② ③ ① 1 2 34 (b) ② ③ ① x y M , θ 五、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 水 平 、竖 直 、转 动

《结构力学习题集》(下)-矩阵位移法习题及答案

第八章 矩阵位移法 1、(O) 2、(X) 3、(O) 4、(X) 5、(X) 6、(O) 7、(O) 8、(X) 9、(O) 10、(O) 11、(A) 一、判断题: 1、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。 2、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。 3、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。 4、结构刚度矩阵反映了结构结点位移与荷载之间的关系。 5、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。 6、图示结构用矩阵位移法计算时(计轴向变形)未知量数目为8个。 7、在直接刚度法的先处理法中,定位向量的物理意义是变形连续条件和位移边界条件。 8、等效结点荷载数值等于汇交于该结点所有固端力的代数和。 9、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。 10、矩阵位移法既能计算超静定结构,也能计算静定结构。 11、已知图示刚架各杆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: (0,1,2) (0,0,0) (0,0,0) (0,1,3) (0,0,0)(1,2,0) (0,0,0)(0,0,3) (1,0,2) (0,0,0) (0,0,0)(1,0,3) (0,0,0) (0,1,2) (0,0,0)(0,3,4) A. B. C. D. 2134123412341234x y M , θ( )

二、计算题: 12、用先处理法计算图示结构刚度矩阵的元素133322,,K K K 。 123l l 4l l 5EI 2EI EA (0,0,0) (0,0,1) (0,2,3) (0,0,0) (0,2,4)(0,0,0) x y M , θ EI 13、用先处理法计算图示刚架结构刚度矩阵的元素153422,,K K K 。EI ,EA 均为常数。 l (0,0,1) (0,5,0) (2,3,4) l ① ② 123x y M , θ 14、计算图示结构整体刚度矩阵的元素665544,,K K K 。E 为常数。 l l l 1 3 4 2A , I A A /222A I , 2A x y M , θ 15、写出图示结构以子矩阵形式表达的结构原始刚度矩阵的子矩阵 [][]K K 22 24 ,。 3 12① ② ③ [][]k k 1112 [][] k k 2122 [] k = i i i i i 单刚分块形式为 : 4x y M , θ

第9章 矩阵位移法 例题

第9章 矩阵位移法 习 题 9-1:请给图示结构编号(同时用先处理法和后处理法)及建立坐标。 题9-1图 9-2:求图示连续梁的整体刚度矩阵。 题9-2图 9-3:求图示刚架的整体刚度矩阵。 (c ) (e )

题9-3图 9-4:求图示组合结构的整体刚度矩阵。 题9-4图 9-5:求图示桁架结构的整体刚度矩阵,所有杆件的EA 均相同。 题9-5图 9-6:求图示排架结构的整体刚度矩阵。 题9-6图 9-7:求图示结构的等效结点荷载,请利用结构的对称性。 1kN/m

题9-7图 9-8:求图示结构的等效结点荷载,请利用结构的对称性。 题9-8图 9-9:求图示结构的等效结点荷载。 题9-9图 9-10:求出图示结构的荷载列阵。 题9-10图 9-11:求出图示结构的荷载列阵,请分别用先处理法和后处理法进行编号。 q q

题9-11图 9-12:求图示结构的荷载列阵,考虑轴向变形。 题9-12图 9-13:求图示结构的荷载列阵。 题9-13图 9-14:图示连续梁中间支座发生了下向的移动a ,请求出其整体刚度方程。 题9-14图 10kN/m q

9-15:请求出图示连续梁的整体刚度方程。 题9-15图 9-16:求图示连续梁的整体刚度矩阵。 题9-16图 9-17:图示结构温度发生了变化,请求出整体刚度方程。杆件的EI 、EA 相同。 题9-17图 9-18:图示结构温度发生了变化,请求出整体刚度方程。 题9-18图 9-19:图示结构发生了支座移动,请画出结构的内力图。 00

《结构力学习题集》-矩阵位移法习题及标准答案

第八章 矩阵位移法 一、判断题: 1、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。 2、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。 3、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。 4、结构刚度矩阵反映了结构结点位移与荷载之间的关系。 5、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。 6、图示结构用矩阵位移法计算时(计轴向变形)未知量数目为8个。 7、在直接刚度法的先处理法中,定位向量的物理意义是变形连续条件和位移边界条件。 8、等效结点荷载数值等于汇交于该结点所有固端力的代数和。 9、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。 10、矩阵位移法既能计算超静定结构,也能计算静定结构。 11、已知图示刚架各杆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: (0,1,2) (0,0,0) (0,0,0) (0,1,3) (0,0,0)(1,2,0) (0,0,0)(0,0,3) (1,0,2) (0,0,0) (0,0,0)(1,0,3) (0,0,0) (0,1,2) (0,0,0)(0,3,4) A. B. C. D. 2134123412341234 ( )

二、计算题: 12、用先处理法计算图示结构刚度矩阵的元素133322,,K K K 。 12 3l l 4 l 5EI 2EI EA (0,0,0) (0,0,1) (0,2,3) (0,0,0) (0,2,4)(0,0,0) EI 13、用先处理法计算图示刚架结构刚度矩阵的元素153422,,K K K 。EI ,EA 均为常数。 l 14、计算图示结构整体刚度矩阵的元素665544,,K K K 。E 为常数。 l l 1 3 4 2 A , I A A /222A I , 2A 15、写出图示结构以子矩阵形式表达的结构原始刚度矩阵的子矩阵 [][]K K 22 24 ,。 [][]k k 1112 [][] k k 2122 [] k = i i i i i 单刚分块形式为 :

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第八章 矩阵位移法 – 老八校 一、判断题: 1、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。 2、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。 3、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。 4、结构刚度矩阵反映了结构结点位移与荷载之间的关系。 5、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。 6、图示结构用矩阵位移法计算时(计轴向变形)未知量数目为8个。 7、在直接刚度法的先处理法中,定位向量的物理意义是变形连续条件和位移边界条件。 8、等效结点荷载数值等于汇交于该结点所有固端力的代数和。 9、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。 10、矩阵位移法既能计算超静定结构,也能计算静定结构。 11、已知图示刚架各杆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: 二、计算题: 12、用先处理法计算图示结构刚度矩阵的元素133322,,K K K 。 13、用先处理法计算图示刚架结构刚度矩阵的元素153422,,K K K 。EI ,EA 均为常数。 14、计算图示结构整体刚度矩阵的元素665544,,K K K 。E 为常数。 15、写出图示结构以子矩阵形式表达的结构原始刚度矩阵的子矩阵 [][]K K 22 24 ,。 16、已知平面桁架单元在整体坐标系中的单元刚度矩阵,计算图示桁架结构原始刚度矩阵[]K 中的元素,,7877K K EA =常数。 ,cos α=C ,sin α=S ,C C A ?= S S D S C B ?=?=,,各杆EA 相同。

矩阵位移法习题

矩阵位移法 一、选择题:(将选中答案的字母填入括弧内) 1、图示连续梁结构,在用结构矩阵分析时将杆AB 划成AD 和DB 两单元进行计算是:( ) A .最好的方法; B .较好的方法; C .可行的方法; D .不可行的方法。 2、图示结点所受外载,若结点位移列阵是按转角顺时针、水平位移(→)、垂直位移(↑)顺序排列,则2结点荷载列阵()2P 应写成:( ) A .[]6105T ; B .[]---6105T ; C .[]6510-T ; D .[] 6105-T 。 3、图示结构,用矩阵位移法计算时(计轴向变形),未知量数目为:( ) A .7; B .8; C .9; D .4。 4、图示结构,用矩阵位移法计算时(计轴向变形),未知量数目为:( ) A .9; B .5; C .10; D .6。 5、在直接刚度法的先处理法中,定位向量的物理意义为:( ) A .变形连续条件; B .变形连续条件和位移边界条件; C .位移边界条件; D .平衡条件。 6、设有一单跨两层支座为固定的对称刚架,承受反对称荷载作用,若考虑杆件的轴向变形与弯曲变形,取半刚架计算时,其先处理法所得结构刚度矩阵的阶数为:( ) A .8×8; B .9×9;

C .10×10; D .12×12。 7、单元ij 在图示两种坐标系中的刚度矩阵相比:( ) A .完全相同; B .第2、3、5、6行(列)等值异号; C .第2、5行(列)等值异号; D .第3、6行(列)等值异号。 j y x i 二、填充题:(将答案写在空格内) 1、根据 互等定理可以证明结构刚度矩阵是 矩阵。 2、图示结构中,已求得结点2的位移列阵{} [][]T T 2222 u a b c ?θ==v ,则单元②的杆端2在局 部坐标下的位移列阵:{}[] T T 2222 u ?θ??==?? ② ②v 。 3、图示桁架结构刚度矩阵有 个元素,其数值等于 。 3m 3m A B C D EA EA EA 4、结构刚度方程中的荷载列阵是由 和 叠加而得。 5、用先处理法中,若只考虑弯曲变形则图示刚架的结构刚度矩阵[]K 中第1行元素为: 。 三、计算题: y

9矩阵位移法习题解答,重庆大学,文国治版教材课后答案.

第9章 矩阵位移法习题解答 习题9.1 是非判断题 (1)矩阵位移法既可计算超静定结构,又可以计算静定结构。( ) (2)矩阵位移法基本未知量的数目与位移法基本未知量的数目总是相等的。( ) (3)单元刚度矩阵都具有对称性和奇异性。( ) (4)在矩阵位移法中,整体分析的实质是建立各结点的平衡方程。( ) (5)结构刚度矩阵与单元的编号方式有关。( ) (6)原荷载与对应的等效结点荷载使结构产生相同的内力和变形。( ) 【解】(1)正确。 (2)错误。位移法中某些不独立的杆端位移不计入基本未知量。 (3)错误。不计结点线位移的连续梁单元的单刚不具奇异性。 (4)正确。 (5)错误。结点位移分量统一编码会影响结构刚度矩阵,但单元或结点编码则不会。 (6)错误。二者只产生相同的结点位移。 习题9.2 填空题 (1)矩阵位移法分析包含三个基本环节,其一是结构的________,其二是________分析,其三是________分析。 (2)已知某单元○e 的定位向量为[3 5 6 7 8 9]T ,则单元刚度系数35e k 应叠加到结构刚度 矩阵的元素____中去。 (3)将非结点荷载转换为等效结点荷载,等效的原则是________________。 (4)矩阵位移法中,在求解结点位移之前,主要工作是形成________________矩阵和________________列阵。 (5)用矩阵位移法求得某结构结点2的位移为T 2222[]u v θ=Δ=[0.8 0.3 0.5]T ,单元①的始、末端结点码为3、2,单元定位向量为(1)T [000345]=λ,设单元与x 轴之间的夹角为π 2 α= ,则(1)=δ________________。 (6)用矩阵位移法求得平面刚架某单元在单元坐标系中的杆端力为T [7.54870.97.548121.09]e =----F ,则该单元的轴力F N =______kN 。 【解】(1)离散化,单元,整体; (2)k 68; (3)结点位移相等; (4)结构刚度,综合结点荷载; (5)[0 0 0 0.3 -0.8 0.5]T ; (6)-7.5。 习题9.3 根据单元刚度矩阵元素的物理意义,直接求出习题9.3图所示刚架的(1)K 中元素(1) 11k 、

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1文档收集于互联网,已整理,word 版本可编辑. 第八章 矩阵位移法 – 老八校 一、判断题: 1、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。 2、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。 3、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。 4、结构刚度矩阵反映了结构结点位移与荷载之间的关系。 5、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。 6、图示结构用矩阵位移法计算时(计轴向变形)未知量数目为8个。 7、在直接刚度法的先处理法中,定位向量的物理意义是变形连续条件和位移边界条件。 8、等效结点荷载数值等于汇交于该结点所有固端力的代数和。 9、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。 10、矩阵位移法既能计算超静定结构,也能计算静定结构。 11、已知图示刚架各杆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: 二、计算题: 12、用先处理法计算图示结构刚度矩阵的元素133322,,K K K 。 13、用先处理法计算图示刚架结构刚度矩阵的元素153422,,K K K 。EI ,EA 均为常数。 14、计算图示结构整体刚度矩阵的元素665544,,K K K 。E 为常数。 15、写出图示结构以子矩阵形式表达的结构原始刚度矩阵的子矩阵[][]K K 2224 ,。 16、已知平面桁架单元在整体坐标系中的单元刚度矩阵,计算图示桁架结构原始刚度矩阵[]K 中的元素,,7877K K EA =常数。,cos α=C ,sin α=S ,C C A ?= S S D S C B ?=?=,,各杆EA 相同。

矩阵位移法心得

矩阵位移法心得 -标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

结构力学学习心得 ——矩阵位移法 结构力学是力学的分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律以及如何进行结构优化的学科。所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统,包括杆、板、壳等以及它们的组合体,如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。结构力学的任务是:研究在工程结构在外载荷作用下的应力、应变和位移等的规律;分析不同形式和不同材料的工程结构,为工程设计提供分析方法和计算公式;确定工程结构承受和传递外力的能力;研究和发展新型工程结构。 结构力学中的求解方法有很多种,比如力法、位移法、力矩分配法、矩阵位移法,在结构动力学中还有刚度法、柔度法、极限荷载法等等。在一个半学期的结构力学学习中,我对矩阵位移法犹为深刻,而且较为难理解,在结构力学书里短短的一章书,学校就安排了我们为期十周的学习,可见矩阵位移法的重要和学习的难度。 首先简单介绍一下矩阵位移法:矩阵位移法是以位移法为理论基础,以矩阵为表现形式,以计算机作为运算工具的综合分析方法。基于该法的结构分析程序在结构设计中得到了广泛的应用。因此,以计算机进行结构分析是本章的学习的重点。 引入矩阵运算的目的是使计算过程程序化,便于计算机自动化处理。尽管矩阵位移法从手算的角度来看运算模式呆板,过程繁杂,但这些正是计算机所需要的和十分容易解决的。矩阵位移法的特点是用“机算”代替“手算”。因此,学习本章是既要了解它与位移法的共同点,更要了解它的一些新手法和新思想。 矩阵位移法包含两个基本环节:单元分析和整体分析,同时把整个结构看作是由若干单个杆件(称为单元)所组成的集合体作为基本思路。单元分析:首先把结构拆散成有限数目的杆件单元(结构的离散化),写出各单元杆端的力与位移两者的关系式。整体分析:将这些单元再集合一起,使其满足平衡条件和位移连续条件,也就是保证离散化了的杆件单元重新集合后仍恢复为原结构。 一般单元局部坐标下的单元刚度方程: 323222323222000012612600646200000012612600626400e EA EA l l EI EI EI EI l l l l EI EI EI EI l l l l k EA EA l l EI EI EI EI l l l l EI EI EI EI l l l l ??-??????-??????-????=??????-????---??????-????

matlab_矩阵位移法编程_结构力学

矩阵位移法编程大作业 一、编制原理 本程序的原理是基于结构力学矩阵位移法原理,以结构结点位移作基本未知量,将要分析的结构拆成已知节点力—结点力位移关系的单跨梁集合,通过强令结构发生待定的基本未知位移,在各个单跨梁受力分析结果的基础上通过保证结构平衡建立位移法的线性方程组,从而求得基本未知量。 二、程序说明 本程序是计算3层11跨框架右侧结点的位移和弯矩的程序,编译过程是按照矩阵位移法的先处理法进行的。首先将结构杆件的交汇点作为结点,共有36个结点和108个位移编号,然后根据梁、柱、斜杆的不同分别建立单元刚度矩阵,然后转换为整体坐标系下的刚度矩阵,然后将所有杆件的单元刚度矩阵整合成为总体刚度矩阵,在进行整合时连续运用for函数,最终形成108阶的总体刚度矩阵。然后通过对荷载的分析自己确定出荷载矩阵,直接写进程序。这样就可以把36个结点的108个位移求得,然后再利用各个单元的单元刚度矩阵和所得的位移求得单元杆件的内力。 离散化编号如下图: 三、算法流程 结构离散化编号单元分析建立梁、柱、斜杆的局部 坐标系下的单元刚度矩阵 确定梁、柱、斜杆在整体坐标系下的刚度矩阵先处理法把各个杆件的单元刚度矩阵整合成总体刚度矩阵 确定综合结点荷载矩阵建立方程, 求解位移 利用杆件单元刚度矩 阵和所求位移求内力

四、源代码 %结构力学大作业 3层11跨框架矩阵位移法编程王贝 091210211 h=input('输入单层高h:'); L=input('输入单跨度L:'); EIc=input('输入柱子的抗弯刚度EIc:'); EAc=input('输入柱子的抗压刚度EAc:'); EIb=input('输入梁的抗弯刚度EIb:'); EAb=input('输入梁的抗压刚度EAb:'); EIo=input('输入斜杆的抗弯刚度EIo:'); EAo=input('输入斜杆的抗压刚度EAo:'); q=input('输入侧向均布荷载集度q:'); T1=[1,0,0,0,0,0; 0,1,0,0,0,0; 0,0,1,0,0,0; 0,0,0,1,0,0; 0,0,0,0,1,0; 0,0,0,0,0,1];%角度为0°的转换矩阵 T2=[0,1,0,0,0,0; -1,0,0,0,0,0; 0,0,1,0,0,0; 0,0,0,0,1,0; 0,0,0,-1,0,0; 0,0,0,0,0,1];%角度为90°的转换矩阵 x=atan(h/L); T=[cos(x),sin(x),0,0,0,0; -sin(x),cos(x),0,0,0,0; 0,0,1,0,0,0; 0,0,0,cos(x),sin(x),0; 0,0,0,-sin(x),cos(x),0; 0,0,0,0,0,1];%斜杆的转换矩阵 T3=T; %梁的单元刚度矩阵 kb0=[EAb/L 0 0 -EAb/L 0 0; 0 12*EIb/(L*L*L) 6*EIb/(L*L) 0 -12*EIb/(L*L*L) 6*EIb/(L*L); 0 6*EIb/(L*L) 4*EIb/L 0 -6*EIb/(L*L) 2*EIb/L; -EAb/L 0 0 EAb/L 0 0; 0 -12*EIb/(L*L*L) -6*EIb/(L*L) 0 12*EIb/(L*L*L) -6*EIb/(L*L); 0 6*EIb/(L*L) 2*EIb/L 0 -6*EIb/(L*L) 4*EIb/L]; %柱子的单元刚度矩阵

《结构力学习题集》(下)-矩阵位移法习题及答案 (2)

第七章 矩阵位移法 一、是非题 1、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。 2、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。 3、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。 4、结构刚度矩阵反映了结构结点位移与荷载之间的关系。 5、用 矩 阵 位 移 法 计 算 连 续 梁 时 无 需 对 单 元 刚 度 矩 阵 作 坐 标 变 换。 6、结 构 刚 度 矩 阵 是 对 称 矩 阵 ,即 有K i j = K j i ,这 可 由 位 移 互 等 定 理 得 到 证 明 。 7、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。 8、在直接刚度法的先处理法中,定位向量的物理意义是变形连续条件和位移边界条件。 9、等效结点荷载数值等于汇交于该结点所有固端力的代数和。 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。 11、矩阵位移法既能计算超静定结构,也能计算静定结构。 二、选择题 1、已知图示刚架各杆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: 2、平面杆件结构一般情况下的单元刚度矩阵[]k 66?,就其性质而言,是: 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、单元i j 在图示两种坐标系中的刚度矩阵相比: A .完全相同; B .第2、3、5、6行(列)等值异号; C .第2、5行(列)等值异号; D .第3、6行(列)等值异号。 4、矩阵位移法中,结构的原始刚度方程是表示下列两组量值之间的相互关系: A .杆端力与结点位移; B .杆端力与结点力; C .结点力与结点位移; D .结点位移与杆端力 。 5、单 元 刚 度 矩 阵 中 元 素 k ij 的 物 理 意 义 是 : A .当 且 仅 当 δi =1 时 引 起 的 与 δj 相 应 的 杆 端 力 ; B .当 且 仅 当 δj =1时 引 起 的 与 δi 相 应 的 杆 端 力 ; C .当 δj =1时 引 起 的 δi 相 应 的 杆 端 力 ; D .当 δi =1时 引 起 的 与 δj 相 应 的 杆 端 力。 三、填充题 1、图示结构用矩阵位移法计算时(计轴向变形)未知量数目为8个。

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