结构力学习题集——平面体系的几何组成分析

第一章平面体系的几何组成分析

一、判断题：

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。

二、分析题：对下列平面体系进行几何组成分析。

3、 4、

5、 6、

A C

D B

7、 8、

D G

E F

A B

9、 10、

11、 12、

13、 14、

15、 16、

17、 18、

19、 20、

21、 22、

678

23、 24、

123

25、 26、

27、 28、

29、 30、

31、 32、

33、

A C

三、在下列体系中添加支承链杆，使之成为无多余约束的几何不变体系。

34、

35、

第一章平面体系的几何组成分析（参考答案）

1、（O）

2、（X）

3、7、9、10、11、13、1

4、17、18、19、20、22、23、2

5、27、28、30、31、32、33、均是无多余约束的几何不变体系。

4、8、12、29、均是几何瞬变体系。

5、15、均是几何可变体系。

6、21、24、26、均是有一个多余约束的几何不变体系。

16、是有两个多余约束的几何不变体系。

2平面体系的几何组成分析习题解答

习题解2.3(d)图（5）如习题解2.3(e)图所示，刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组成几何不变且无多余约束的体系，为一个大刚片；该大刚片与地基之间由平行的三根杆①、②、③相联，故原体系几何瞬变。习题解2.3(e)图（6）如习题解2.3(f)图所示，由三刚片规则可知，刚片Ⅰ、Ⅱ及地基组成几何不变且无多余约束的体系，设为扩大的地基。刚片ABC与扩大的地基由杆①和铰C相联；刚片CD与扩大的地基由杆②和铰C相联。故原体系几何不变且无多余约束。习

题解2.3(f)图（7）如习题解2.3(g)图所示，上部体系与地面之间只有3根支杆相联，可以仅分析上部体系。去掉二元体1，刚片Ⅰ、Ⅱ由铰A 和不过铰A的链杆①相联，故原体系几何不变且无多余约束。习题解2.3(g)图（8）只分析上部体系，如习题解2.3(h)图所示。去掉二元体1、2，刚片Ⅰ、Ⅱ由4根链杆①、②、③和④相联，多余一约束。故原体系几何不变且有一个多余约束。习题解2.3(h)图（9）刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ由不共线三铰A、B、C组成无多余约束的几何不变部分，该部分再与地基由共点三支杆①、②、③相联，故原体系为几何瞬变体系，如习题解2.3(i)图所示。

工程力学综合练习及参考答案样本

X 工程力学（1）综合练习及参考答案1 选择题 1 ?按荷载作用时间的久暂可分为（）。 A. 恒荷载与集中荷载 B .恒荷载与分布荷载 C.恒荷载与活荷载 D .分布荷载与集中荷载 2.（）约束反力用两个垂直分力表示 A.滚动铰支座与光滑面约束 C.固定铰支座与铰链约束 3.若刚体在二个力作用下处于平衡 A.大小相等 C.方向相反，作用在同一直线线 4 .力系的合力在任一轴上的投影，等于（） A.力系中各力在同一轴上的投影的代数和 B. 力系中各力在任一轴上的投影的代数和 C. 力系中各力在同一轴上的投影的几何和 D.力系中某力在同一轴上的投影的代数和 5.物体在（）状态下的滑动摩擦系数称为最大静滑动摩擦力。 A.静止 B .平衡 C.临界平衡 D .运动 6 .平面任意力系向一点简化的一般结果是（） A. 一个力 B . 一个力偶 C. 一个力和一个力偶 D. 一个力或一个力偶 7. 下列图示梁，（）是单跨静定简支梁。 X B.固定铰支座与滚动铰支座 D.光滑约束面与铰链约束则此二个力必（）。 B .大小相等，作用在同一直线 D.大小相等，方向相反，作用在同一直

15 .图示杆件的矩形截面 bh 3 12 12 8?建筑力学中，自由度与约束的叙述下列（）是错误的。 A. —个刚片有三个自由度 B. —个链杆，相当于一个约束 C. 一个单铰,相当于二个约束 D. —个固端（刚结）,相当于二个约束 9. 求解静定结构的反力与内力需要的条件是（）。 A.平衡条件 B.变形条件 C.平衡条件和变形条件 D.平衡条件或变形条件 10. 当梁上某段没有荷载作用时，该段剪力图形为（） A.零 B.水平直线 C.向下斜线 D.向上斜线 11. 若使三铰拱的轴线形状为合理轴线则拱中各截面（）。 A.只有轴力 B .只有弯矩 C.只有剪力 D.三种内力都有 12 .二杆结点无外力，如此二杆（），则此二杆都是零杆 I .不共线 II .共线 III .互相垂直 A. I 、II C. I 、III 13 .低碳钢的拉伸过程中， A.弹性阶段 C.强化阶段 14 .应力的单位为帕斯卡（ 2 A. 1N/m C. 1kN/m 2 B . II D. II 、III 虎克定律在（）范围内成立 B .屈服阶段 D.颈缩阶段简称帕）,1Pa （）。 2 B . 1N /cm D. 1kN / cm 2 》b ?

结构力学试题及答案

、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

福大结构力学课后习题详细答案..-副本

结构力学（祁皑）课后习题详细答案答案仅供参考第1章 1-1分析图示体系的几何组成。 1-1(a) 解原体系依次去掉二元体后，得到一个两铰拱（图（a-1））。因此，原体系为几何不变体系，且有一个多余约束。 1-1 (b)

解原体系依次去掉二元体后，得到一个三角形。因此，原体系为几何不变体系，且无多余约束。 1-1 (c) （c-2）（c-3）解原体系依次去掉二元体后，得到一个三角形。因此，原体系为几何不变体系，且无多余约束。 1-1 (d)

（d-1）（d-2）（d-3）解原体系依次去掉二元体后，得到一个悬臂杆，如图（d-1）-（d-3）所示。因此，原体系为几何不变体系，且无多余约束。注意：这个题的二元体中有的是变了形的，分析要注意确认。 1-1 (e) 解原体系去掉最右边一个二元体后，得到（e-1）所示体系。在该体系中，阴影所示的刚片与支链杆C组成了一个以C为顶点的二元体，也可以去掉，得到（e-2）所示体系。在图（e-2）中阴影所示的刚片与基础只用两个链杆连接，很明显，这是一个几何可变体系，缺少一个必要约束。因此，原体系为几何可变体

系，缺少一个必要约束。 1-1 (f) 解原体系中阴影所示的刚片与体系的其它部分用一个链杆和一个定向支座相连，符合几何不变体系的组成规律。因此，可以将该刚片和相应的约束去掉只分析其余部分。很明显，余下的部分（图（f-1））是一个几何不变体系，且无多余约束。因此，原体系为几何不变体系，且无多余约束。 1-1 (g) 解原体系中阴影所示的刚片与体系的其它部分用三个链杆相连，符合几何不变体系的组成规律。因此，可以将该刚片和相应的约束去掉，只分析其余部分。余下的部分（图（g-1））在

结构的几何构造分析概念

结构的几何构造分析概念 1-1 1、几何组成分析的目的主要是分析、判断一个体系是否几何可变，或者如何保证它成为几何不变体系，只有几何不变体系才可以作为结构。几何可变体系：不考虑材料应变条件下，体系的位置和形状可以改变的体系。几何不变体系：不考虑材料应变条件下，体系的位置和形状保持不变的体系。 2、自由度：描述几何体系运动时，所需独立坐标的数目。平面内一个动点A，其位置要由两个坐标 x 和 y 来确定，所以一个点的自由度等于2。平面内一个刚片，其位置要由两个坐标 x 、y 和AB 线的倾角α来确定，所以一个刚片在平面内的自由度等于3。 3、刚片：平面体系作几何组成分析时，不考虑材料应变，所以认为构件没有变形。可以把一根杆、巳知是几何不变的某个部分、地基等看作一个平面刚体，简称刚片。 4、约束：如果体系有了自由度，必须消除，消除的办法是增加约束。约束有三种： 5、多余约束：减少体系独立运动参数的装置称为约束，被约束的物体称为对象。使体系减少一个独立运动参数的装置称为一个约束。例如一根链杆相当于一个约束;一个连接两个刚片的单铰相当于二个约束;一个连接n个刚片的复铰相当于n—1个单铰;一个连接二个刚片的单刚性节点相当于三个约束;一个连接n 个刚片的复刚性节点相当于n—1个单刚性节点。如果在体系中增加一个约束，体系减少一个独立的运动参数，则此约束称为必要约束。如果在体系中增加一个约束，体系的独立运动参数并不减少，则此约束称为多余约束。平面内一个无铰的刚性闭合杆(或称单闭合杆)具有三个多余约束。

6、瞬变体系及常变体系：常变体系概念：体系可发生大量的变形，位移。区别于瞬变体系：瞬变体系概念：体系可发生微小的变形，位移。 7、瞬铰：两刚片间以两链杆相连，其两链杆约束相当(等效)于两链杆交点处一简单铰的约束，这个铰称为瞬铰或虚铰。 2-2平面杆件体系的计算自由度 1、体系是由部件（刚片或结点）加上约束组成的。 2、刚片内部：是否有多余约束。内部有多余约束时应把它变成内部无多余约束的刚片，而它的附加约束则在计算体系的约束总数时应当考虑进去。 3、复铰：连接两个以上刚片的铰结点。连接n个刚片的铰相当于（n-1）个单铰。 4、单链杆：连接两个铰结点的链杆。 5、连接两个以上铰结点的链杆。连接 n 个铰结点的复链杆相当于(2n-3)个单链杆。 6、平面体系的计算自由度 W ：W=3m-(2n+r) m:钢片数 n:单绞数 r:支座链杆数上面的公式是通用的。 W=2J-(b+r) J:结点个数 b:链杆数 r:支座链杆数上面的公式用于完全由铰接的连杆组成的结构体系。 7、自由度与几何体系构造特点：静定结构的受力分析

几何组成分析习题及答案.

题15．7试对图示体系进行几何组成分析。解 (1)计算自由度。体系的自由度为 W- 2j -6-r =2×8-9-7=0 (2)几何组成分析。首先把三角形ACD和BCE分别看做刚片I和刚片Ⅱ，把基础看做刚片I，则三个刚片用不共线的三个铰A、B、C分别两两相联，组成一个大的刚片。在这个大的刚片上依次增加二元体12、DGF、CHG、EIH、IJ3。最后得知整个体系为几何不变，且无多余约束。题15.8试对图示体系进行几何组成分析。解 (1)计算自由度。体系的自由度为 W- 3m - 2h -r =3×6-2×7—4=0 (2)几何组成分析。刚片AF和AB由不共线的单铰A以及链杆DH相联，构成刚片I，同理可把BICEG部分看做刚片Ⅱ，把基础以及二元体12、34看作刚片I，则刚片I、Ⅱ、Ⅲ由不共线的三个铰F、B、G两两相联，构成几何不变体系，且无多余约束。题15.9试对图示体系进行几何组成分析。解 (1)计算自由度。体系的自由度为W- 3m - 2h -r=3×14 -2×19 -4一O (2)几何组成分析。在刚片HD上依次增加二元体DCJ、CBI、BAH构成刚片I，同理可把DMG部分看做刚片Ⅱ，把基础看做刚片I，则刚片I、Ⅱ、Ⅲ由不共线的单铰D，虚铰N、O 相联，构成几何不变体系，且无多余约束。

题15.10试对图示体系进行几何组成分析。解 (1)计算自由度。体系的自由度为 W-2j—b-r =2×7—11-3一O (2)几何组成分析。由于AFG部分由基础简支，所以可只分析AFG部分。可去掉二元体BAC只分析BFGC部分。把三角形BDF、CEG分别看做附片I和I，刚片I和I由三根平行的链杆相联，因而整个体系为瞬变。题15.11试对图示体系进行几何组成分析。解 (1)计算自由度。体系的自由度为 W- 2j -6-r =2×9-13—5一O (2)几何组成分析。首先在基础上依次增加二元体12、AE3、AFE、ABF、FI4，成一个大的刚片I。其次，把CDHG部分看做刚片Ⅱ，刚片I、Ⅱ由三根共点的链杆BC、IG、5相联，因而整个体系为瞬变。题15.12试对图示体系进行几何组成分析。解 (1)计算自由度。体系的自由度为 W一2j -6-r =2×7- 11-3一O (2)几何组成分析。由于ABCDEF部分由基础简支，所以可只分析ABCDEF部分。

对图示体系进行几何组成分析(10分)

一、对图示体系进行几何组成分析。(10分) 解：折杆ABC 、CDE 与BD 形成刚片I ，为几何不变体系且无多余约束。（５分）刚片I 与地面由４链杆相连，整个结构为几何不变且有１个多余约束。（５分）二、计算图示静定桁架的支座反力及1、2杆的轴力。（14分）解：求支座反力 )(2),(6),(2↑=↑=←=kN R kN Y kN X B A A （6分）求1、2杆的轴力截面法： )(52025 10 11拉kN N N Y ==+? -=∑ （4分）取E 结点： ) (2402 140 22压kN N N Y -==? --=∑（4分）三、P = 1在图示静定多跨梁ABCD 上移动。（1）作截面E 的剪力影响线；（2）画出使Q E 达最大值和最小值时可动均布荷载的最不利布置；（3）当可动均布荷载q = 20 kN/m 时，求Q Emax 值。（16分）（1） Q E 影响线见图（5分）（2）Q Emax 的最不利位置（3分） Q Emin 的最不利位置（3分）（3）kN q Q E 38)5 3 32152521(20max =??+???=∑=+ ω （5分）四、用力法计算图示刚架，画M 图。EI 为常数（20分）解：1、一次超静定结构，基本体系和基本未知量，如图（2分） A B C D E 0.4 0.6 + － + 0.4 C E D

2、列力法方程 01111=?+P X δ （1分） 3、作图和P M M ___ 1 （6分） 4、计算系数、自由项 EI 14411= δ （3分） EI P 810 1-=? （3分） 5、解方程 kN X 625.51= （1分） 6、作M 图（4分）五、用位移法计算图示刚架，并作M 图。各杆EI 为常数。（20分）解：1、以刚结点角位移为基本未知量，得基本体系（2分）； 2、绘1M P M 图（图略）（6分） 3、列位移法典型方程： 01111=+P F z k (2分) （4分）图（kNm ） 33.75

《土木工程力学(本)》作业1参考答案

《土木工程力学（本）》作业1参考答案说明：本次作业对应于平面体系的几何组成分析和静定结构的受力分析，应按相应教学进度完成。一、选择题（每小题2分，共20分） 1．三刚片组成几何不变体系的规则是（B） A 三链杆相联，不平行也不相交于一点 B 三铰两两相联，三铰不在一直线上 C 三铰三链杆相联，杆不通过铰 D 一铰一链杆相联，杆不过铰 2．在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（C ） A 可变体系 B 瞬变体系 C 无多余约束的几何不变体系 D 有多余约束的几何不变体系 3．瞬变体系在一般荷载作用下，（ D ） A产生很小的内力B不产生内力 C产生很大的内力D不存在静力解答 4．已知某体系的计算自由度W=-3，则体系的（B ） A自由度为3 B自由度等于0 C 多余约束数等于3 D 多余约束数大于等于3 5．不能作为建筑结构使用的是（D ） 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 几何不变体系D几何可变体系 6．图示桁架有几根零杆（D ）

9 A 折线 B 圆弧 C 双曲线 D 抛物线二、判断题（每小题2分，共20分） 1．多余约束是体系中不需要的约束。（x） 2．如果体系的计算自由度大于零，那么体系一定是几何可变体系。（x ） 3．两根链杆的约束作用相当于一个单铰。（o） 4．一个体系是有n个自由度的几何可变体系，那么加入n个约束后就成为无多余约束的几何不变体系。（x ）题2-7图

题2-10图 A =20 KN B -4×10×2-20×3=0 V B =46.67KN A -4×10×1+20×3=0 V A =-6.67KN ΣY=46.67-6.67-10×4=0 ２． 5kN D

第2章平面体系的几何组成分析习题解答

第2章平面体系的几何组成分析习题解答习题2.3 对习题2.3图所示各体系进行几何组成分析。 (a) (b) 由铰A 和支杆①相联组成几何不变的部分；再与刚片BC 由铰B 和支杆②相联，故原体系几何不变且无多余约束。习题解2.3(a)图（2）刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ由不共线三铰A 、B 、（Ⅰ，Ⅲ）两两相联，组成几何不变的部分，如习题解 2.3(b)图所示。在此部分上添加二元体C-D-E ，故原体系几何不变且无多余约束。习题解2.3(b)图习题解2.3(c)图习题解2.3(d)图（5）如习题解2.3(e)图所示，刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组成几何不变且无多余约束的体系，为一个大刚片；该大刚片与地基之间由平行的三根杆①、②、③相联，故原体系几何瞬变。习题解2.3(e)图（6）如习题解2.3(f)图所示，由三刚片规则可知，刚片Ⅰ、Ⅱ及地基组成几何不变且无多余约束的体系，设为扩大的地基。刚片ABC 与扩大的地基由杆①和铰C 相联；刚片CD 与扩大的地基由杆②和铰C 相联。故原体系几何不变且无多余约束。 Ⅱ

习题解2.3(f)图（7）如习题解2.3(g)图所示，上部体系与地面之间只有3根支杆相联，可以仅分析上部体系。去掉二元体1，刚片Ⅰ、Ⅱ由铰A和不过铰A的链杆①相联，故原体系几何不变且无多余约束。习题解2.3(g)图（8）只分析上部体系，如习题解2.3(h)图所示。去掉二元体1、2，刚片Ⅰ、Ⅱ由4根链杆①、②、③和④相联，多余一约束。故原体系几何不变且有一个多余约束。习题解2.3(h)图（9）刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ由不共线三铰A、B、C组成无多余约束的几何不变部分，该部分再与地基由共点三支杆①、②、③相联，故原体系为几何瞬变体系，如习题解2.3(i)图所示。习题解2.3(i)图（10）刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ由共线三铰两两相连，故体系几何瞬变，如习题解2-3(j)图所示。

工程力学教案

绪论一、工程力学的研究对象建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。结构是由若干构件按一定方式组合而成的。组成结构的各单独部分称为构件。例如：支承渡槽槽身的排架是由立柱和横梁组成的刚架结构，如图1－1a 所示；单层厂房结构由屋顶、楼板和吊车梁、柱等构件组成，如图1－1b 所示。结构受荷载作用时，如不考虑建筑材料的变形，其几何形状和位置不会发生改变。结构按其几何特征分为三种类型：（1）杆系结构：由杆件组成的结构。杆件的几何特征是其长度远远大于横截面的宽度和高度。（2）薄壁结构：由薄板或薄壳组成。薄板或薄壳的几何特征是其厚度远远小于另两个方向的尺寸。（3）实体结构：由块体构成。其几何特征是三个方向的尺寸基本为同一数量级。（a ）（b ）图0-1

工程力学的研究对象主要是杆系结构。二、工程力学的研究内容和任务工程力学的任务是研究结构的几何组成规律，以及在荷载的作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题。研究平面杆系结构的计算原理和方法，为结构设计合理的形式，其目的是保证结构按设计要求正常工作，并充分发挥材料的性能，使设计的结构既安全可靠又经济合理。进行结构设计时，要求在受力分析基础上，进行结构的几何组成分析，使各构件按一定的规律组成结构，以确保在荷载的作用下结构几何形状不发生发变。结构正常工作必须满足强度、刚度和稳定性的要求。强度是指抵抗破坏的能力。满足强度要求就是要求结构的构件在正常工作时不发生破坏。刚度是指抵抗变形的能力。满足刚度要求就是要求结构的构件在正常工作时产生的变形不超过允许范围。稳定性是指结构或构件保持原有的平衡状态的能力。满足稳定性要求就是要求结构的构件在正常工作时不突然改变原有平衡状态，以免因变形过大而破坏。按教学要求，工程力学主要研究以下几个部分的内容。（1）静力学基础。这是工程力学的重要基础理论。包括物体的受力分析、力系的简化与平衡等刚体静力学基础理论。（2）杆件的承载能力计算。这部分是计算结构承载能力计算的实质。包括基本变形杆件的内力分析和强度、刚度计算，压杆稳定和组合变形杆件的强度、刚度计算。（3）静定结构的内力计算。这部分是静定结构承载能力计算和超静定结构计算的基础。包括研究结构的组成规律、静定结构的内力分析和位移计算等。（4）超静定结构的内力分析。是超静定结构的强度和刚度问题的基础。包括力法、位移法、力矩分配法和矩阵位移法等求解超静定结构内力的基本方法。三、刚体、变形固体及其基本假设工程力学中将物体抽象化为两种计算模型：刚体和理想变形固体。刚体是在外力作用下形状和尺寸都不改变的物体。实际上，任何物体受力的作用后都发生一定的变形，但在一些力学问题中，物体变形这一因素与所研究的问题无关或对其影响甚微，这时可将物体视为刚体，从而使研究的问题得到简化。理想变形固体是对实际变形固体的材料理想化，作出以下假设：（1）连续性假设。认为物体的材料结构是密实的，物体内材料是无空隙的连续分布。（2）均匀性假设。认为材料的力学性质是均匀的，从物体上任取或大或小一部分，材料的力学性质均相同。（3）向同性假设。认为材料的力学性质是各向同性的，材料沿不同方向具有相同的力学性质，而各方向力学性质不同的材料称为各向异性材料。本教材中仅研究各向同性材料。按照上述假设理想化的一般变形固体称为理想变形固体。刚体和变形固体都是工程力学中必不可少的理想化的力学模型。变形固体受荷载作用时将产生变形。当荷载撤去后，可完全消失的变形称为弹性变形；不能恢复的变形称为塑性变形或残余变形。在多数工程问题中，要求构件只发生弹性变形。工程中，大多数构件在荷载的作用下产生的变形量若与其原始尺寸相比很微小，称为小变形。小变形构件的计算，可采取变形前的原始尺寸并可略去某些高阶无穷小量，可大大简化计算。综上所述，工程力学把所研究的结构和构件看作是连续、均匀、各向同性的理想变形固体，在弹性范围内和小变形情况下研究其承载能力。

第2章平面体系的几何组成分析

第2章平面体系的几何组成分析 10 .图示体系是---------------------------- 体系，因为02.有多余约束的体系一定是几何不变体系。（） 03.图中链杆1和2的交点O可视为虚铰。（） 11 .联结两个刚片的任意两根链杆的延线交点称为 ------------- ，它的位置是------------------ 定的 12 .试对图示体系进行几何组成分析。 04.三个刚片用三个铰两两相互联结而成的体系是： A ?几何不变； B?几何常变； C.几何瞬变； D.几何不变几何常变或几何瞬变。（） 05.联结三个刚片的铰结点，相当的约束个数为： A . 2 个； B. 3 个； C. 4 个； D.5个。（） 06.两个刚片，用三根链杆联结而成的体系是： A ?几何常变； B.几何不变； C.几何瞬变； D.几何不变或几何常变或几何瞬变。（）07.图示体系是： A?几何瞬变有多余约束； B ?几何不变； C ?几何常变； D?几何瞬变无多余约束。（） C B 13 . 14 . 对图示体系进行几何组成分析成分析。 15 .对图示体系进行几何组成分析。 E 08 .在不考虑材料------------- 的条件下，体系的位置和形状不能改变的体系称为几何------------- 体系 09 .几何组成分析中，在平面内固定一个点，需要

18.对图示体系进行几何组成分析。 19.对图示体系进行几何组成分析 20.对图示体系进行几何组成分析 21 .对图示体系进行几何组成分析。 16 . 对图示体系进行几何组成分析。对图示体系进行几何组成分析17 . E

土木地工程力学形考的题目(1)

任务中央电大《土木工程力学》形成性测试02任务0029359601次任务一、填空题 1.结点通常简化为以下三种类型： (组合结点) (刚结点) （铰结点） 2.从几何角度，结构通常可以分为三类：杆件结构_通常由若干根杆件相互联结组成,杆件的几何特征是其长度远大于横截面上两个方向的尺度。 _板壳结构（薄壁结构）_ 厚度远小于其长度和宽度。 _实体结构_长、宽、高三个方向尺度大小相近（属于同一数量级）。 3.一根链杆相当于1个约束；一个单铰相当于_2_个约束；一个刚结点相当于_3_个约束。 4.在任意荷载作用下，若不考虑材料的变形，其几何形状与位置均保持不变，这样的体系称为_几何不变体系_。即使不考虑材料的变形，在很小的荷载作用下，也会引起其几何形状的改变，这样的体系称为_几何可变体系_。 5._固定支座_不允许结构在支承处发生任何方向的移动和转动。_定向支座_不允许结构在支承处发生转动，也不能沿垂直于支承的方向移动，但可以沿平行于支承的方向滑动。_固定铰支座_只允许结构在支承处绕铰A转动，而不能发生任何移动。_活动铰支座_只约束了支承链杆方向的位移，允许结构绕铰转动，也可以沿着垂直于链杆的方向移动。 6.根据荷载的不同特征，荷载可以进行如下分类：根据作用时间可以分为：_恒载_——永久作用在结构上的不变荷载。_活载_——暂时作用在结构上的可变荷载。根据作用的性质可以分为：_静力荷载_——荷载的大小、方向和位置不随时间变化或变化比较缓慢，不会使结构产生明显的振动，计算过程中可忽略惯性力的影响。_动力荷载_——随时间迅速变化的荷载，会使结构产生明显的振动，因而计算过程中惯性力的影响不能忽略。根据作用的方式可以分为：_分布荷载_——是指满布在结构或构件某部分面积上的荷载。_集中荷载_——作用在结构上的荷载一般总是分布在一定的面积上，当荷载作用面积远小于结构或构件的尺寸时，可以认为此荷载是作用在结构或构件的一个点上。二、单项选择题 1. 对图示平面体系进行几何组成分析，该体系是（C ）。 A. 瞬变体系 B. 可变体系 C. 无多余约束的几何不变体系 D. 有一个多余约束的几何不变体系 2. 对图示平面体系进行几何组成分析，该体系是（A ）。 A.几何可变体系 B.瞬变体系 C.有一个多余约束的几何不变体系 D.无多余约束的几何不变体系

结构力学第二章结构的几何组成分析

第二章结构的几何组成分析李亚智航空学院·航空结构工程系

2.1 概述结构要能承受各种可能的载荷，其几何组成要稳固。即受力结构各元件之间不发生相对刚体移动，以维持原来的几何形状。在任意载荷作用下，若不考虑元件变形，结构保持其原有几何形状不变的特性称为几何不变性。在载荷作用下的系统可分为三类。 2.1.1 几何可变系统特点：不能承载，只能称作“机构”。 2 1 3 4 P 2’3’

2.1.2 几何不变系统特点：能承载，元件变形引起几何形状的微小变化，可以称为结构。 2.1.3 瞬时几何可变系统特点：先发生明显的几何变形，而后几何不变。 P 213 4 2’ 3’ 2’3’ P 2 1 34 5 ∞ →=2321N N 1 2 3 P 内力巨大，不能作为结构。 N 21 N 23 P 2

由以上分析可见，只有几何不变的系统才能承力和传力，作为“结构”。系统几何组成分析的目的：（1）判断系统是否几何不变，以决定是否能作为结构使用；（2）掌握几何不变结构的组成规律，便于设计出合理的结构；（3）区分静定结构和静不定结构，以确定不同的计算方法。

2.2 几何不变性的判断 2.2.1 运动学方法将结构中的某些元件看成自由体，拥有一定数量的自由度；将结构中的另一些元件看成约束。如果没有足够多的约束去消除自由度，系统就无法保持原有形状。所谓运动学方法，就是指这种引用“约束”和“自由度”的概念来判断系统几何不变性的方法。

1、自由度与约束（1）自由度的定义决定一物体在某一坐标系中的位置所需要的独立变量的数目称为自由度，用n 表示。平面一个点有2个独立坐标，故n =2空间一个点有3个独立坐标，故n =3 x y y ?x ?A A ' x y A y A x A z A z A ' O

工程力学教案课程

绪论课题第1讲——绪论学时 1学时教学目的要求 1、掌握工程力学的任务、地位、作用和学习方法，可变形固体的基本假设，工程力学的研究对象（杆件），杆件变形的形式。 2．理解工程力学的研究对象（杆件）的几何特征，使学生对工程力学这门课程的任务、研究对象有一个全面的概念。 3．了解工程的发展简史和学习本课程的方法。主要内容工程力学的研究内容重点难点变形固体及其基本假设教学方法和手段以讲授为主，使用电子教案课后作业练习预习：第一章静力学基本概念一、工程力学的研究对象建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。结构是由若干构件按一定方式组合而成的。组成结构的各单独部分称为构件。例如：支承渡槽槽身的排架是由立柱和横梁组成的刚架结构，如图1－1a 所示；单层厂房结构由屋顶、楼板和吊车梁、柱等构件组成，如图1－1b 所示。结构受荷载作用时，如不考虑建筑材料的变形，其几何形状和位置不会发生改变。结构按其几何特征分为三种类型：（1）杆系结构：由杆件组成的结构。杆件的几何特征是其长度远远大于横截面的宽度和高度。（2）薄壁结构：由薄板或薄壳组成。薄板或薄壳的几何特征是其厚度远远小于另两个方向的尺寸。（3）实体结构：由块体构成。其几何特征是三个方向的尺寸基本为同一数量级。（a ）（b ）图0-1

平面体系的几何组成分析习题解答

第1章绪论(无习题) 第2章平面体系的几何组成分析习题解答习题2.1是非判断题 (1)若平面体系的实际自由度为零，贝u该体系一定为几何不变体系。() (2)若平面体系的计算自由度W=0，则该体系一定为无多余约束的几何不变体系。() (3)若平面体系的计算自由度W< 0,则该体系为有多余约束的几何不变体系。() (4)由三个皎两两相连的三刚片组成几何不变体系且无多余约束。() (5)习题2.1(5)图所示体系去掉二元体CEF后，剩余部分为简支刚架，所以原体系为无多余约束的几何不变体系。() (6)习题2.1 (6)(a)图所示体系去掉二元体几何可变体系。() (7)习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体 ABC后，成为习题2.1(6) (b)图，故原体系是 EDF后，成为习题2.1(6) (c)图，故原体系是几何可变体系。() 【角车】(1)正确。 (2)错误。W 0是使体系成为几何不变的必要条件而非充分条件。 (3)错误。 (4)错误。只有当三个皎不共线时，该题的结论才是正确的。 (5)错误。CEF5是二元体。 (6)错误。ABC不是二元体。 (7)错误。EDF不是二元体。习题2.2填空习题2.1(5) 图 (b) 习题2.1(6)图 (c)

△ □0 。习题2.2(3)图习题 2.2(1)图所示体系为体系。习题2.2(1)图习题 2.2(2)图所示体系为体系。习题2-2(2)图习题 2.2(3)图所示4个体系的多余约束数目分别为习题 2.2(4)图所示体系的多余约束个数为 (5) 习题 (6) 习题习题习题2.2(4)图 2.2(5)图所示体系的多余约束个数为佳系，有 2.2(6)图所示体系为 2.2(7)图所示体系为个多余约束。习题2.2(6)图佳系，有个多余约束。

第2章平面体系的几何组成分析整理版

第2章平面体系的几何组成分析 01．图示体系是几何不变体系。() 02．有多余约束的体系一定是几何不变体系。() 03．图中链杆1和2的交点O可视为虚铰。() O 04．三个刚片用三个铰两两相互联结而成的体系是：A．几何不变； B．几何常变； C．几何瞬变； D．几何不变几何常变或几何瞬变。() 05．联结三个刚片的铰结点，相当的约束个数为： A．2个； B．3个； C．4个； D．5个。() 06．两个刚片，用三根链杆联结而成的体系是： A．几何常变； B．几何不变； C．几何瞬变； D．几何不变或几何常变或几何瞬变。() 07．图示体系是： A．几何瞬变有多余约束； B．几何不变； C．几何常变； D．几何瞬变无多余约束。()08．在不考虑材料的条件下，体系的位置和形状不能改变的体系称为几何体系。 09．几何组成分析中，在平面内固定一个点，需要。 10．图示体系是体系，因为。 11．联结两个刚片的任意两根链杆的延线交点称为，它的位置是定的。12．试对图示体系进行几何组成分析。 C D B 13．对图示体系进行几何组成分析。 A C D B E 14．对图示体系进行几何组成分析。 A C D B 15．对图示体系进行几何组成分析。

A B C D E F 16．对图示体系进行几何组成分析。 B C D E F 17．对图示体系进行几何组成分析。 B C D E F A G 18．对图示体系进行几何组成分析。 A B C D E 19．对图示体系进行几何组成分析。 A B C D E 20．对图示体系进行几何组成分析。 A B C D G E F 21．对图示体系进行几何组成分析。 A B C D E F G H K

01结构体系的几何组成分析.

建筑结构受力分析学习任务书班级姓名学号组别学习任务结构几何组成分析(一)编号练习一一、填空 1．杆件结构是由若干个杆件按照一定的组成方式相互连接而构成的一种体系。把确定体系的位置所需的____的数目称为自由度。平面上一个点____个自由度；一个刚片（构件）有____个自由度。 2．能使体系减少____的装置称约束。减少一个____的装置称为一个约束。 3．约束与自由度的关系为：1）一根链杆相当于____个约束，能使平面体系减少____个自由度；2）一个单铰相当于____个约束，能使平面体系减少____个自由度；3）一个刚结点相当于____个约束，能使平面体系减少____个自由度。 4．连接n个刚片的复铰，减少了____个自由度，相当于____单铰。连接在____上的两链杆延长线交点称为虚铰（也称为瞬铰）。虚铰与____的作用相同，因此，两个链杆相当于一个____。 5．在任意荷载作用下，能够保持原有____和几何形状的体系称为几何不变体系；不能保持原有____和几何形状的体系称为几何可变体系。 6．一个几何可变体系，发生微小的位移后即成为几何不变体系，称为____。二、选择 1．一个( )相当于一个约束。一个( )相当于两个约束。一个( )相当于三个约束。 A．链杆B．单铰C．虚铰D．刚结点 E．活动铰支座F．固定铰支座G．定向支座H．固定端支座2．图1中有虚铰的是( )，没有虚铰的是( )。图1 3．图2a中链杆( )是必要约束，( )是多余约束；图10-2b中链杆( )是必要约束，( )是多余约束。图2

班级姓名学号组别 4．图10-3中( )是几何不变体系，( )是几何可变体系，( )是瞬变体系。图3 5.图4中，CD杆是必要约束的是( )，CD杆是多余约束的是( )。图4 三、问答 1．什么是几何可变体系和几何瞬变体系？这两种体系为何不能用于结构？可以承受荷载的结构必须是什么体系？ 2．两刚片规则中，用两根链杆替代铰，那么连接两刚片的三链杆应满足什么要求，才能使两刚片组成几何不变体系？

土木工程力学网上作业01任务

土木工程力学网上作业01任务土木工程力学网上作业01任务_0001 一、填空题（共6道试题，共20分。） 1. 从几何角度，结构通常可以分为三类：（请在填空中输入正确选项 “A,B,C”即可；输入文字作答无效。） C』常由若干根杆件相互联结组成，杆件的几何特征是其长度远大于横截面上 BA两个方向的尺度。__厚度远小于其长度和宽度。—长、宽、高三个方向尺度大小相近（属于同一数量级）。选项： A实体结构B板壳结构（薄壁结构）C杆件结构D拱结构 2. 结点通常简化为以下三种类型:（请在填空中输入正确选项“ A,B,C”即可；输入文字作答无效。） A（）

A铰结点B刚结点C组合结点 3. （请在填空中输入正确选项“ A,B,C ”即可; 输入文字作答无效。）在任意荷载作用下，若不考虑材料的变形，其几何形状与位置均保持不变，这样的体系称为A__。即使不考虑材料的变形，在很小的荷载作用下，也会引起其几何形状的改 B 变，这样的体系称为__。 A 几何不变体系 B 几何可变体系 4. （请在填空中输入正确选项“ A,B,C ”即可; 输入文字作答无效。） B一根链杆相当于1个约束；一个单铰相当于—个约束；一个刚结点相当于C_ 个约束。 A 1 B 2 C 3 5. （请在填空中输入正确选项“ A,B,C”即可;输入文字作答无效。） B__不允许结构在支承处发生任何方向的移动和转动。 A__不允许结构在支承处发生转动，也不能沿垂直于支承的方向移动，但可以沿平行于支承的方向滑动。 C」允许结构在支承处绕铰A转动，而不能发生任何移动。D_只约束了支承链杆方向的位移，允许结构绕铰转动，也可以沿着垂直于链杆的方向移动。 A定向支座B固定支座C固定铰支座D活动铰支座 6. 根据荷载的不同特征，荷载可以进行如下分类:（请在填空中输入正确选项 “A,B,C”即可；输入文字作答无效。）根据作用时间可以分为:

平面体系几何组成分析方法静定结构和超静定结构.

4-4 平面体系几何组成分析方法4-5 静定结构和超静定结构单元名称平面体系几何组成分析方法学时 2 项目名称平面体系的几何组成分析教学地点多媒体教室学生角色设计辅助人员教学目标知识目标技能目标态度目标（1）对几何体系进行简化（2）对刚片和链杆进行认定（3）套用组成规则进行分析（4）静定结构和超静定结构的概念（1）会对几何体系进行简化（2）会对刚片和链杆进行认定（3）会套用组成规则进行分析（4）会区分静定结构和超静定结构（1）能按时到课，遵守课堂纪律，积极回答课堂问题，按时上交作业；（2）课下能积极认真练习教室布置的工作任务；（3）认真完成老师布置的预习任务。能力训练任务及案例完成案例任务：对平面体系进行几何组成分析教学重点、难点重点：几何不变体系的组成规则的应用。难点：链杆的认定和规则的套用。教学方法、手段案例法，讲练结合法，黑板、多媒体课件。教学组织过程复习巩固：几何不变体系的组成规则。引入新课：教师用“案例法”引入例题，提出问题（体系是否为几何不变体系，有无多余约束）让学生根据已掌握的基础知识分组讨论解决问题，教师辅导评价；然后，讲述几何不变体系的组成规则的应用。布置练习（通过课后练习，加深对几何不变体系规则等知识的理解），教师辅导答疑，教师提供答案，评价此过程。教学条件例题；练习题；课程相关课件。作业基础试题（填空、选择题，简答等）备注 2.教学实施【步骤l】复习巩固和引入新课教学地点教师任务学生任务教学条件时间（分钟）多媒体教室学习任务引入与教师互动回答多媒体课件 5 自由度，约束类型

⑵引入新课（例题）： 1）说出几何不变体系的组成规则有哪些？【步骤2】课程介绍及知识讲授教学地点教师任务学生任务教学条件时间（分钟）多媒体教室 ※1. 对几何体系进行简化 ※2. 对刚片和链杆进行认定； ※3. 套用组成规则进行分析 4. 静定结构与超静定结构（注：标注“※”为重要内容）。听课，获取有关知识和信息多媒体课件 25 （一）对几何体系进行简化对于复杂的几何体系可先进行等效简化，得到简单的几何体系，可使分析过程明了化。一般常采用以下两种方法简化几何体系。（1）拆除二元体。拆除体系中的二元体结点或体系中的二元体系（二元体系是指连续应用二元体规则构成的几何体系）。如依次连续拆除图1 (a)所示体系中的二元体结点G、F、E、D和C,其简化为只有一个杆AB和基础相连的简单体系，如图1(b)所示。显然，对图1(b)所示体系进行几何组成分析是比较简单的。图1 （2）构件等效代换。任何形状的构件,只要是只由两个铰与其它构件相连,都可以用过两铰的链杆代换之。如图2 (a)所示体系中的构件EG,可用链杆EG代换[图2(b)]。任何形状的无多余约束的刚片,只要是只由三个铰与其它构件相连,都可以用以三铰为顶点的铰链三角形代换之。如图2(a)所示体系中的无多余约束刚片ABCDE,可用铰链三角形ABE代换[图2 (b)]。