2020西南大学结构力学
西南交大2020结构力学AI试卷
西南交通大学2019－2020学年第(一)学期考试试卷课程代码 6335010 课程名称 结构力学AI （A 卷）考试时间 130分钟阅卷教师签字：必做题：第一题：考试诚信承诺书。
我郑重承诺：我愿意服从学校本次考试的安排，承认考试成绩的有效性，并已经认真阅读、了解了《西南交通大学考试考场管理办法》和《西南交通大学本科生考试违规处理办法》，我愿意在本次考试过程中严格服从监考教师的相关指令安排，诚信考试。
如果在考试过程中违反相关规定，我愿意接受《西南交通大学本科生考试违规处理办法》的规定处理。
您是否同意：A. 同意B. 不同意 选择B 选项，本次考试无效。
一、是非题（共5小题，以O 表示正确，以X 表示错误。
共10分）1.(本小题2分) 图中链杆1和2的交点O 可视为虚铰 。
( )O2.(本小题2分) 图示结构M A （右侧受拉为正）等于F P a 。
（ ）班 级 学 号 姓 名密封装订线 密封装订线 密封装订线3.(本小题2分) 图示结构，用位移法求解时 ，基本未知量为二个线位移和四个角位移。
= （ ）4、(本小题2分) 图示结构支座B 向下发生支座位移Δ，A 截面的竖向位移大小与C 支座的弹性系数K 无关。
（ ）5、(本小题2分) 力法方程是沿基本未知量方向的位移协调方程。
（ ）二、选择题（ 将选中答案的字母填入括弧内,总计15分）1.(本小题3分)图中取 A 的竖向和水平支座反力为力法的基本未知量X 1(向上)和X 2(向左)， 则柔度系数： A ．δδ112200><, ； B ．δδ112200<>, ；C ．δδ112200<<, ；D ．δδ112200>>, 。
()2.(本小题3分) 静定结构的内力计算与： ( )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 。
3.(本小题3分) 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 ．正弦曲线。
西南大学2020年秋季结构力学【0729】机考大作业参考答案
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西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷
学期：2020年秋季 课程名称【编号】：结构力学【0729】 A 卷 考试类别:大作业 满分：100分
一、作图示1所示结构的弯矩图：任选1题作答，计20分。
（1） （2）
图1
二、 简答题：本大题共3小题，任选2题作答，每题15分，计30分。
1. 杆件内力求解的基本方法。
答：杆件内力计算可以分为基本的两大类基本问题，静定结构的内力计算和超静定结构的内力计算。
静定结构主要采用节点法和截面法能全面求解。
实际工程中以超静定结构多见。
1. 节点法
桁架结构中各杆的连接点称为节点。
节点法就是选去某个节点为研究对象，将于这个节点相连的杆件截断，作用在节点上的力可能包含被截断杆件的内力、加在节点行的外力和支座的约束反力，他们组。
西南大学结构力学分析题答案
7．用力法计算图示连续梁，并绘弯矩图。各杆EI相同，为常数。解：典型方程为 ，其中：
，
10.已知某简支梁的弯矩图如图所示，其中AB段为二次抛物线，B处斜率无突变，则梁上的外荷载是：AB段上作用有_均布__荷载，大小为__ ___方向__向下__；BD段上作用__集中力偶（C点）__荷载，大小为__ __，方向_顺时针_。
11.用力法计算图示刚架，并绘 图。各杆EI相同，为常数。
解：该题为一次超静定结构，根据对图示平面体系进行几何组成分析tu 参考答案：分析：A , ABC为刚片Ⅰ，DE为刚片Ⅱ,地基为刚片Ⅲ。几何不变无多余联系。
16.计算图示桁架杆1、2的内力
17.作图所示静定结构的弯矩图。
12.试建立图示刚架的位移法典型方程，并求出方程的系数及自由项。各杆EI相同，为常数。 解：典型方程为：
， ，
求图示梁的铰B两侧截面相对转角 。EI为常数。
14.绘图示结构的弯矩图。各杆EI相同，为常数。
解：画出静定部分BC杆的弯矩图后，从B端切开，AB杆即为一端固支另一端铰支的超静定梁，可由载常数表直接绘弯矩图。M端图如图所示。
解方程，得 。由 ，得M图，如所示。
8.对图示平面体系进行几何组成分析。
参考答案：分析：AB、EF和CD为三个刚片结论：无多余约束的几何不变体系
9.建立图示连续梁的力法典型方程，并求出方程的系数及自由项。各杆EI相同，为常数。
2020年秋西南大学0729《结构力学》在线作业(答案)
西南大学培训与继续教育学院课程代码：0729学年学季：20202 窗体顶端单项选择题1、用图乘法求位移的必要条件之一是C. 所有杆件EI 为常数且相同D. 结构必须是静定的单位荷载下的弯矩图为一直线结构可分为等截面直杆段2、3、位移法的基本结构是（）铰结体系单跨静定梁的组合体静定刚架单跨超静定梁的组合体4、固定铰支座有几个约束反力分量A. 3个2个4个1个5、导出单位荷载法的原理是叠加原理静力平衡条件虚力原理虚位移原理6、7、两刚片用三根延长线交于一点的链杆相连组成E. 有两个多余约束的几何不变体系瞬变体系有一个自由度和一个多余约束的可变体系无多余约束的几何不变体系8、图7所示结构的超静定次数为43259、定向滑动支座有几个约束反力分量1个3个2个4个10、结构的刚度是指结构保持原有平衡形式的能力结构抵抗破坏的能力结构抵抗失稳的能力结构抵抗变形的能力11、图示对称结构，力法求解时，未知量最少为()1284212、图4所示体系的几何组成是（）无多余约束的几何不变体系几何可变体系有多余约束的几何不变体系瞬变体系13、图6所示两个刚架的关系是B. 内力相同，变形也相同内力不同，变形也不相同 内力相同，变形相同 内力相同，变形不同14、图1所示计算简图是：F. 为有多余约束的几何不变体系。
结构多余约束数为1 ,自由度数为0 为有多余约束的几何可变体系。
结构多余约束数为0 ,自由度数为1 为无多余约束的几何不变体系。
结构多余约束数为0 ,自由度数为0为无多余约束的几何可变体系。
结构多余约束数为0 ,自由度数为115、桁架计算的截面法所选分离体包含几个结点最少两个单个 最多两个 任意个16、对结构进行强度计算的目的，是为了保证结构不发生刚体运动既经济又安全美观实用不致发生过大的变形17、图5示结构截面K的弯矩（下侧受拉为正）为-M2MM18、可动铰支座有几个约束反力分量1个4个3个2个19、固定支座(固定端)有几个约束反力分量4个2个3个1个判断题20、改变荷载值的大小，三铰拱的合理拱轴线不变。
结构力学,西南大学,作业
结构⼒学,西南⼤学,作业1、图8所⽰桁架1杆的轴⼒ -F 。
图8 图9 图102、若以图9所⽰图取作虚拟静⼒状态，求结构位移时，则所求的位移是3的⽐值，它与杆件远端的⽀座约束有关。
4、图10所⽰拱结构拉杆DE的轴⼒为。
5、简述结构⼒学的任务：1、研究荷载等因素在结构中所产⽣的内⼒（强度计算）；2、计算荷载等因素所产⽣的变形（刚度计算）；3、分析结构的稳定性（稳定性计算）；4、探讨结构的组成规律及合理形式。
进⾏强度、稳定性计算的⽬的，在于保证结构满⾜安全和经济的要求。
计算刚度的⽬的，在于保证结构不⾄于发⽣过⼤的变形，以⾄于影响正常使⽤。
研究组成规律⽬的，在于保证结构各部分，不⾄于发⽣相对的刚体运动，⽽能承受荷载维持平衡。
探讨结构合理的形式，是为了有效地利⽤材料，使其性能得到充分发挥。
6、简述拱结构的特点（1）弯矩⽐相应简⽀梁⼩，⽔平推⼒存在的原因。
（2）⽤料省、⾃重轻、跨度⼤。
（3）可⽤抗压性能强的砖⽯材料。
（4）构造复杂，施⼯费⽤⾼。
7、⽤⼒法计算并作图所⽰结构的M图。
解：⽤⼒法基本体系、单位和荷载弯矩图如下：8、⽤⼒法解如图所⽰超静定结构,作M图。
9、试写出⽤⼒法计算图11所⽰结构的典型⽅程（采⽤右图所⽰基本体系），并求出⽅程中的全部系数和⾃由项（不求解⽅程）。
已知各杆EI=常数。
10、图1所⽰桁架杆的轴⼒-Fp/3 。
图1 图2 图311、使图2所⽰悬臂梁B点的竖向位移BV ?=的F = 38 ql 。
12、⼒法⽅程的实质是变形连续条件；位移法⽅程的实质是平衡⽅程。
13、利⽤位移法判断图3结构中结点A 的转⾓A ?的转向为顺时针。
图4 图514、图4所⽰结构中AC 杆C 截⾯的弯矩CA M =____0_______。
（设内侧受拉为正） 15、图5（a ）所⽰结构A ⽀座的弯距⼤⼩为A M ，则图5（b ）所⽰结构A ⽀座的弯距⼤⼩为 3A M 。
1617、对图1所⽰体系进⾏⼏何组成分析，结论是具有曲线形状的结构⼀定是拱结构。
最新西南交大结构力学期末考试
最新西南交大结构力学期末考试复习课一、考题题型及分数：A卷：填空题10分；选择题30分；组成分析15分；计算题（1、画刚架的M、V、N图15分；2、力法解超静定结构，画M图15分；3、位移法解超静定结构，画M图15分）. B卷：填空题10分；选择题30分；问答题30分；计算题（力法解超静定结构，画M图与V图15；位移法解超静定结构，画M图与V图15分）.二、考试范围：本学期所学内容（结构力学1、2、3、4-----8、9、10章；6章拱的特点及三铰拱的合理拱轴线）三、考试形式：闭卷四、答题时间：120分钟五、期末考试复习重点与方法1、计算题：主要复习第4、9、10章的课外作业（基本未知量数为1）.习4-7(d)、4-8(b)画刚架的M、V、N图；习9-2(a)与10-2(a)用力法与位移法求解；习9-3(a)用力法求解；习9-4(a)用位移法求解.2、几何组成分析（主要复习几何组成规则）：实质：三角形规则.①简单体系：直接用基本规则进行组成分析规则1（二元体规则）：一个刚片与一个点用两根链杆相连，且三个铰不在一条直线上，则组成几何不变体系，并且没有多余约束.两根不在一条直线上的链杆用一个铰连接后，称为二元体.推论1 ：在一个体系上加上或去掉一个二元体，是不会改变体系原来性质的.规则2（两刚片规则）：两个刚片用一个铰和一根链杆相联结，且三个铰不在一条直线上，则组成几何不变体系，并且无多余约束.推论2：两个刚片用既不完全平行也不交于一点的三根链杆相连，则组成几何不变体系，并且无多余约束.规则3（三刚片规则）：三个刚片用三个铰两两相连，且三个铰不在一条直线上，则组成几何不变体系，并且无多余约束.推论3：三个刚片用三个虚铰两两相连(即6根链杆），且三个虚铰不在一条直线上，则组成几何不变体系，并且无多余约束.②复杂体系A若某体系用不完全交于一点也不完全平行的三根链杆与基础相连，则可以只分析该体系. B找二元体，如有，可撤去或加上，使体系简化.增加二元体是体系的组装过程，应从一个基本刚片开始.减去二元体是体系的拆除过程，应从体系的外边缘开始进行.C从直接观察出的几何不变部分开始，应用体系组成规律，逐步扩大不变部分直至整体.判断结构体系技巧：扩大不变体系的范围；撤除或加上二元体；链杆可以当作刚体，刚体有时可当作链杆；刚片与地基之间的固定支座可以代换为三根链杆；刚片与地基之间的铰支座代换为两根链杆；两端铰接的折杆或曲杆可用直杆代替；刚片无所谓形状，可用杆件或简单刚片代替复杂刚片.刚好符合规则为无多余约束的几何不变体系；如在符合规则的基础上还有多余的约束则为有余约束的几何不变体系.不符合规则时，为瞬变体系与常变体系(几何可变体系)：几何可变体系条件：1、约束数目不够2、约束数目够而约束的布置不合理瞬变体系：即在短暂的瞬间是几何可变的体系称为瞬变体系.常变体系：如果三根链杆互相平行又等长，体系是常变体系.几何不变体系：在任意荷载下，几何形状及位置均保持不变的体系（不考虑材料的变形）. 几何可变体系：在一般荷载作用下，几何形状及位置将改变的体系（不考虑材料的变形）.体系的几何组成与静力特性的关系3、填空题：主要复习结构的分类、特点与内力的解题方法.4、问答题：主要复习本次习题课中的题.5、选择题：主要复习本次习题课中提到的知识点.六、习题课（一）、几何组成分析与简答题举例1、对图示结构进行几何组成分析(若为几何不变体系，指出有无多余联系和个数).答：杆AD、杆BD与基础用三个不共线的铰两两相连，根据三刚片规则组成一个无多余约束的几何不变体系；将该不变体系作为新基础，杆CD与新基础用一个铰和一根链杆相连（铰和链杆不共线），根据两刚片规则组成一个无多余约束的几何不变体系，所以图示结构为一个无多余约束的几何不变体系.2、超静定结构与静定结构相比较有哪些特性﹖答：（1）、超静定结构满足平衡条件和变形条件的内力解答才是唯一真实的解；（2）、超静定结构可产生自内力；（3）、超静定结构的内力与刚度有关；（4）、超静定结构有较强的防护能力；（5）、超静定结构的内力和变形分布比较均匀，且变形小，刚度大.3、写出工程力学中四大内力、四种基本变形与四大刚度的名称.答：(1)四大内力为：轴力、剪力、弯矩与扭矩；(2)四种基本变形为：轴向拉伸与压缩、剪切、扭转与弯曲；(3)四大刚度为：抗拉压刚度、抗弯刚度、抗扭刚度与抗剪切刚度.4、静定刚架常见的基本型式有哪些？答：①悬臂刚架；②三铰刚架；③简支刚架.5、超静定结构的类型有哪些？答：超静定梁；超静定刚架；超静定桁架；超静定组合结构；超静定拱；超静定排架.6、静定多跨梁当荷载作用在基本部分上时，在附属部分上是否引起内力？为什么？、答：不会.因为基本部分为一个独立的几何不变部分，基本部分的几何不变形不受附属部分的影响.7、应用虚力原理求位移时，怎样选择虚设单位荷载？答：根据结构某一部位所要求解的位移的具体形式给出虚设单位力.例如，虚设单位力偶求解某一点的转角；虚设一对作用在一条直线的单位力求解两点之间的相对位移，等等.8、图乘法的适用条件是什么？求变截面梁和拱的位移时是否可用图乘法？答：图乘法的使用条件：（1）杆段的EI为常数；（2）杆段轴线为直线；（3）各杆段的图和图中至少有一个为直线图形.对于变截面梁以及拱不能采用图乘法，因为它们都不能同时满足以上三个条件.9、用力法解超静定结构的思路是什么？什么是力法的基本体系和基本未知量？答：思路：首先将超静定结构的多余约束去掉，使它变成一个没有多余约束的静定结构，在静定结构对应的去掉多余约束处代之以多余未知力；然后，根据去掉约束处的位移协调条件，建立力法方程，求出未知力；最后，将求出的多余未知力作用在静定结构中进行求解.基本体系：超静定结构（原结构）在去掉多余约束后得到一个没有多余约束的静定结构，将此静定结构作用与原结构相同的荷载，以及在其对应的原结构去掉约束处作用多余未知力，从而得到一个用于力法计算的基本体系.基本未知量数目就是使超静定结构变成一个静定结构所去掉的多余约束的数目.10、为什么支座处的角位移可不选作基本未知量？试比较当支座处角位移选做与不选做基本未知量时两种计算方法的优缺点？答：因为铰支座处的角位移并非独立的，它依赖于刚结点的角位移，因此，可以不选作为基本未知量.选作基本未知量与不选作基本未知量时优缺点：对于手算，宜采用不选作基本未知量，主要考虑到未知量少，计算简便；但对于电算，以选作基本未知量，这样可将各杆统一为两端固定梁，便于编写计算程序.（二）、计算题举例：1、绘制刚架的内力图：1）、求出水平支座反力（直观确定）；2）、由公式法求部分杆端弯矩，由区段叠加法画弯矩图；3）、由M图画V图（dM(x)/dx=V(x) ）；4）、由V图画N图（取刚结点为研究对象）.2、试用力法计算图示结构，作弯矩图.EI为常数，l=4m.3、试用位移法计算图示结构，作弯矩图与剪力图，EI为常数.（三）、单项选择题、填空题复习重点：1、体系的分类：详见第2页（体系的几何组成与静力特性的关系）图2、体系简单组成规则：详见第1页3、刚片、约束、自由度概念：①刚片：就是几何尺寸和形状都不变的平面刚体.②自由度：是指确定体系位置所需独立坐标的数目.以刚片为对象，以地基为参照物，平面体系的计算自由度为: W＝3M-(3G+2H+B)其中：M为个刚片个数；G为单刚结点个数，H为单铰结点个数，B为链杆数，3M为总自由度数，(3G+2H+B)为总约束数.W>0，表明体系缺少足够的约束，是几何可变的；W=0，表明体系具有成为几何不变所需的最少约束数目.W<0，表明体系在联系数目上还有多余，体系具有多余约束.注：a. 点在平面内的自由度为： 2 b. 刚片在平面内的自由度为：3c. 基础自由度为：零③约束：即减少自由度的装置称为约束（或联系）.必要约束：在体系中增加或去掉某个约束，体系的自由度数目将随之变化，则此约束称为必要约束.多余约束：在体系中增加或去掉某个约束，体系的自由度数目并不因此而改变，则此约束称为多余约束.注：可变体系可能有多余约束a 实铰：由两根杆件端部相交所形成的铰，称为实铰.b虚铰（瞬铰）：由两根杆件中间相交或延长线相交形成的铰，称为虚铰.注：形成虚铰的两链杆必须连接相同的两个刚片.4、各约束相当的链杆数目：一根链杆（或可动铰支座）相当于一个约束，可减少一个自由度；一个单铰（或固定铰支座）相当于两个约束(亦相当于两根链杆)，可以减少两个自由度；连接n个刚片的复铰（连接两个以上刚片的铰），相当于n-1个单铰，相当于2 (n-1) 个约束；一个刚结点(或一个固定端支座) 能减少三个自由度，相当于三个约束(相当于三根链杆)，连接n个刚片的复刚结可折算成（n-1）个单刚结，相当于3 (n-1)个约束.5、刚架内力图画法及有关规定：①画法：a、求刚架的支座反力（悬臂刚架可以不求反力）;b、利用截面法或公式法求刚架各杆杆端内力（内力符号采用双下标）;c、利用区段叠加法作弯矩图，用控制截面法（即内力图的规律）作剪力图与轴力图（V，N 图要标正负号；M图不标正负号）;d、内力图的校核.②规定：a内力正负号规定弯矩：使刚架内侧受拉的弯矩为正，反之为负(刚架杆件外伸部分不规定正负号，M图画在杆件受拉边）；剪力：以剪力对隔离体内截面附近一点的力矩顺时针转动为正，反之为负（V 图可画在杆的任一边）；轴力：以拉力为正，压力为负（N 图可画在杆的任一边）.6、截面法求结构截面内力的步骤顺序：切开、代替、平衡7、虚设力状态的方法与种类：8、抗弯刚度的表示及意义：9、桁架分类（几何组成分类）及解题方法：①分类：a简单桁架——由基础或一个基本铰结三角形开始，依此增加二元体所组成的桁架；b联合桁架：由简单桁架按几何不变体系组成法则所组成的；c复杂桁架：不属于以上两类桁架之外的其它桁架.②解题方法：基本方法（结点法和截面法）、实际应用一般是这两种基本方法的灵活选择、联合应用（联合法）A结点法：即以结点作为研究对象来计算结构内力的方法.（结点法的计算要点：a取单结点为分离体；b其受力图为一平面汇交力系；c可以建立二个方程(未知轴力设为正)；d可求二个未知量）B截面法：即截取桁架一部分作为研究对象计算桁架内力的方法.（要求：截面法将桁架截成二部分，每一部分至少有一根完整的杆件（否则为结点法）；要点：一个截面将桁架截成二部分，取一部分作为研究对象时.隔离体上的力是一个平面任意力系，可列出三个独立的平衡方程.取隔离体时一般切断的未知轴力的杆件不多余三根.）零杆：即结点上单杆轴力等于零，称为零杆.10、静定结构的几何组成特征：没有多余约束的几何不变体系.11、超静定次数的确定方法：（1）、超静定次数：多余约束或多余未知力的个数.注：去掉多余约束使超静定结构变成静定结构，所去掉的多余约束数目就是结构的超静定次数.（2）、确定超静定次数的方法：解除多余约束法. 组成规则只适合于铰接体系.解除多余约束法：梁、钢架、拱；几何组成分析法：桁架、组合结构；公式法（计算自由度）：任何超静定结构技巧：增加约束法解除多余约束的方式通常有以下几种：①去掉一个链杆、去掉一个可动铰支座或切断一个链杆相当于去掉一个约束（链杆可以作为约束，亦可以作为被约束物体）.必要约束不能去掉，多余约束的位置不任意、不唯一.②去掉一个单铰或固定铰支座（定向支座）相当于去掉两个约束；③去掉一个固定端（或刚结点）相当于去掉三个约束；④切断一个梁式杆相当于去掉三个约束；⑤刚结点变铰接或固定端变固定铰支座相当于去掉一个约束（固定端变可动铰支座相当于去掉一个约束）注：①、对于同一超静定结构，由于采用不同方式去掉多余的约束，可以得到不同的静定结构，但所去约束数目总是一样的；②、去掉多余的约束后的结构，必须是几何不变体系.即为了保证结构的几何不体性，某些约束是绝对不能去掉的；③、去掉多余的约束后的结构，必须是静定结构.即应该把多余约束全部去掉.④对于具有较多框格的结构，可按框格的数目确定，因为一个封闭框格，其超静定次数等于三.当结构的框格数目为 f ，则 n=3f .12、拱式结构的特点：拱的基本特点是，在竖向荷载作用下会产生水平推力.水平推力的存在与否是区别拱与梁的主要标志.13、虚功的概念：虚功：力在沿其它因素引起的位移上所做的功，称为虚功（其它因素如另外的荷载作用、温度变化或支座移动等）.注：虚功中的虚强调作功的力与产生位移的原因无关，而不是虚无的意思.力不是产生位移的原因，位移也不是力作用的结果.14、位移的分类及求解方法（掌握图乘法）：按位置变化的参照物可分为：（1）绝对位移：指结构上的一个指定点或截面，位移后的新位置相对其位移前旧位置的改变；（2）相对位移：指结构上的两个指定点或截面，位移后新的位置关系相对其位移前旧位置关系的改变.15、二次抛物线的面积与形心：见下页（图乘法与位移法要记的图表）16、图乘法的条件：(1) 杆轴为直线；(2) EI为常数；(3) M与MP弯矩图中至少有一个是直线图形.17、超静定结构与静定结构的特性：(1)静定结构：全部反力和内力只用平衡条件便可确定的结构.几何特征：没有多余约束的几何不变体系.静力特征：仅由静力平衡方程就能求出所有内力和反力.(2)超静定结构：仅用平衡条件不能确定全部反力和内力的结构.几何特征：有多余约束的几何不变体系.静力特征：仅由静力平衡方程不能求出所有内力和反力.18、常见荷载作用下三铰拱的合理拱轴线：径向均布荷载下，三铰拱的合理轴线是圆弧线；水平均布荷载下，三铰拱的合理轴线是抛物线；荷载由拱顶向拱脚连续分布、逐渐增大时，三铰拱的合理轴线是悬链线.19、桁架的零杆判别方法：零杆：结点上单杆轴力等于零，称为零杆.结点：L形结点、T形结点、X形结点、K形结点；利用结构的对称性：即由于结构对称，荷载对称，其内力和反力一定对称.结构反对称，荷载反对称，其内力和反力一定也反对称.利用这个规律可以进行零杆的判断.20、对称结构在正对称荷载作用下的特性：正对称荷载作用下，结构的内力及变形是对称的；反对称荷载作用下，结构的内力及变形是反对称的.正对称的超静定结构，在对称的荷载作用下，只有对称的多余未知力，反对称的多余未知力必为零；对称的超静定结构，在反对称的荷载作用下，只有反对称的多余未知力，对称的多余未知力必为零.21、位移法的基本未知数的确定：位移法基本未知量数目应等于结构结点的独立角位移和线位移二者之和.在位移法中，基本未知量是各结点的独立角位移和线位移.计算时，应首先确定独立的角位移和线位移数目. 由于在同一结点处，各杆端的转角都是相等的，因此每一个刚结点只有一个独立的角位移未知量.在固定支座处，其转角等于零为已知量.至于铰结点或铰支座处各杆端的转角，它们不是独立的，（可由杆另一端转角确定）可不作为基本未知量.⑴、独立结点角位移数：结构上可动刚结点数（不分单刚结点与复刚结点）即为位移法计算的结点独立角位移数.⑵、独立结点线位移：在一般情况下，每个结点均可能有水平和竖向两个线位移.但通常对受弯杆件略去其轴向变形，其弯曲变形也是微小的，于是可以认为受弯直杆的长度变形后保持不变，故每一受弯直杆就相当于一个约束，从而减少了结点的线位移数目，故结点只有一个独立线位移(侧移).方法：A、直观法确定；B、几何方法确定：将结构中所有刚结点和固定端支座，代之以铰结点和铰支座，分析新体系的几何构造性质.（注：定向支座的抗转约束要去掉）若为几何可变体系，则通过增加支座链杆使其变为无多余联系的几何不变体系，所需增加最少的链杆数，即为原结构位移法计算时的线位移数.若为几何不变体系，则无线位移.注：定向支座、自由端、与杆轴线重合的可动铰支座的线位移的线位移不独立，不作为位移法的基本未知量.独立结点线位移是0，而不是1.位移法1的计算步骤：（1）确定位移基本未知量；（2）将结构拆成单跨梁；（3）建立转角位移方程；（4）利用刚结点的力矩平衡条件和结构中某部分的投影平衡条件，建立求解基本未知量的位移法方程；（5）解方程，求出各基本未知量；（6）求出各杆杆端内力；（7）画内力图.22、力法与位移法利用什么条件建立典型方程：⑴、用力法计算超静定结构的关键，是根据位移条件建立力法方程以求解多余未知力；⑵、用位移法计算超静定结构，是根据力矩和投影平衡条件建立典型方程以求解多余未知力.23、引起静定结构产生内力的原因；24、力法与位移法典型方程及系数和自由项的物理意义：（1）A力法方程的物理意义为：基本结构在全部多余未知力和荷载共同作用下，基本结构沿多余未知力方向上的位移，应与原结构相应的位移相等.B力法方程系数及其物理意义：下标相同的系数δi i称为主系数，它是单位多余未知力X i=1单独作用时所引起的沿其自身方向上的位移，其值恒为正.系数δi j(i≠j)称为副系数，它是单位多余未知力X j=1单独作用时所引起的沿 X i方向上的位移，其值可能为正、为负或为零.据位移互等定理，有δi j= δj i△i P称为自由项，它是荷载单独作用时所引起的沿X i方向的位移.其值可能为正、为负或为零.（2）25、位移法中附加刚臂的约束作用：只限制结点的转动不限制结点的线位移.四、图乘法与位移法要记的图表1ϕ=1ϕ=。
2021年西南大学网络教育在线作业答案结构力学
结构力学1: [叙述题]简答题1、简述刚架内力计算步骤。
答: （1）求支座反力。
简单刚架可由三个整体平衡方程求出支座反力, 三铰刚架及主从刚架等, 通常要利用整体平衡和局部平衡求支座反力。
（2）求控制截面内力。
控制截面通常选在支承点、结点、集中荷载作用点、分布荷载不连续点。
控制截面把刚架划分成受力简单区段。
利用截面法或直接由截面一边外努力争取出控制截面内力值。
（3）依据每区段内荷载情况, 利用"零平斜弯”及叠加法作出弯矩图。
作刚架Q、 N图有两种方法, 一是经过求控制截面内力作出; 另一个方法是首先作出M图; 然后取杆件为分离体, 建立矩平衡方程, 由杆端弯矩求杆端剪力; 最终取结点为分离体, 利用投影平衡由杆端剪努力争取杆端轴力。
当刚架结构较复杂（如有斜杆）, 计算内力较麻烦事, 采取第二种方法。
（4）结点处有不一样杆端截面。
各截面上内力用该杆两端字母作为下标来表示, 并把该端字母列在前面。
（5）注意结点平衡条件。
2、简述计算结构位移目。
答: (1) 验算结构刚度。
校核结构位移是否超出许可限值, 以预防构件和结构产生过大变形而影响结构正常使用。
(2) 为超静定结构内力分析打基础。
超静定结构计算要同时满足平衡条件和变形连续条件。
(3) 结构制作、施工过程中也常需先知道结构位移。
3、怎样确定位移法基础未知量。
答: （1）在刚结点处加上刚臂。
（2）在结点会发生线位移方向上加上链杆。
（3）附加刚臂与附加链杆数目总和即为基础未知量数目。
确定线位移方法（1）由两个已知不动点所引出不共线两杆交点也是不动点。
（2）把刚架全部刚结点（包含固定支座）都改为铰结点, 如此体系是一个几何可变体系, 则使它变为几何不变体系所需添加链杆数目即等于原结构线位移数目。
4、简述力法基础思绪。
答: 力法基础思绪: 将超静定结构计算转化为静定结构计算, 首先选择基础结构和基础体系, 然后利用基础体系与原结构之间在多出约束方向位移一致性和变形叠加列出力法经典方程, 最终求出多出未知力和原结构内力。
0729]《结构力学》 20年春季西南大学作业答案
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西南大学网络与继续教育学院
课程代码： 0729 学年学季：20201单项选择题
1、用图乘法求位移的必要条件之一是. C. 所有杆件EI为常数且相同
. D. 结构必须是静定的
.单位荷载下的弯矩图为一直线
.结构可分为等截面直杆段
2、
.
.
.
.
3、位移法的基本结构是（）
.铰结体系
.单跨静定梁的组合体
.静定刚架
.单跨超静定梁的组合体
4、固定铰支座有几个约束反力分量
. A. 3个
.2个
.4个
.1个
5、导出单位荷载法的原理是
.叠加原理
.静力平衡条件
.虚力原理
.虚位移原理
6、
.
.
.
.
7、从一个无多余约束的几何不变体系上去除二元体后得到的新体系是.几何瞬变体系
.几何可变体系
.有多余约束的几何不变体系
.无多余约束的几何不变体系
8、两刚片用三根延长线交于一点的链杆相连组成
. E. 有两个多余约束的几何不变体系
.瞬变体系
.有一个自由度和一个多余约束的可变体系
.无多余约束的几何不变体系
9、图7所示结构的超静定次数为
. 4
. 3
. 2
. 5。
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1、用图乘法求位移的必要条件之一是. C. 所有杆件EI为常数且相同. D. 结构必须是静定的.单位荷载下的弯矩图为一直线.结构可分为等截面直杆段2、....3、位移法的基本结构是（）.铰结体系.单跨静定梁的组合体.静定刚架.单跨超静定梁的组合体4、固定铰支座有几个约束反力分量. A. 3个. 2个. 4个. 1个5、导出单位荷载法的原理是.叠加原理.静力平衡条件.虚力原理.虚位移原理6、....7、从一个无多余约束的几何不变体系上去除二元体后得到的新体系是.几何瞬变体系.几何可变体系.有多余约束的几何不变体系.无多余约束的几何不变体系8、两刚片用三根延长线交于一点的链杆相连组成. E. 有两个多余约束的几何不变体系.瞬变体系.有一个自由度和一个多余约束的可变体系.无多余约束的几何不变体系9、图7所示结构的超静定次数为. 4. 3. 2. 510、定向滑动支座有几个约束反力分量. 1个. 3个. 2个. 4个11、结构的刚度是指.结构保持原有平衡形式的能力.结构抵抗破坏的能力.结构抵抗失稳的能力.结构抵抗变形的能力12、图示对称结构，力法求解时，未知量最少为 ( ). 12. 8. 4. 213、图示两结构相同的是（）.剪力.轴力. C点竖向位移.弯矩14、图示结构，A截面转角方向是（）.等于0.顺时针.逆时针.不能确定15、图7中图A～图所示结构均可作为图7（a）所示结构的力法基本结构，使得力法计算最为简便的. A. B. C. D16、图6所示结构，B截面转角方向是（）.顺时针.逆时针.等于0.不能确定17、图5所示梁受外力偶作用，其正确的弯矩图形状应为（）. A. B. C. D18、图4所示体系的几何组成是（）.无多余约束的几何不变体系.几何可变体系.有多余约束的几何不变体系.瞬变体系19、桁架计算的截面法所选分离体包含几个结点.最少两个.单个.最多两个.任意个20、对结构进行强度计算的目的，是为了保证结构.不发生刚体运动.既经济又安全.美观实用.不致发生过大的变形21、可动铰支座有几个约束反力分量. 1个. 4个. 3个. 2个22、固定支座(固定端)有几个约束反力分量. 4个. 2个. 3个. 1个判断题23、改变荷载值的大小，三铰拱的合理拱轴线不变。
. A.√. B.×24、结构发生了变形必然会引起位移，结构有位移必然有变形发生。
. A.√. B.×25、如果梁的截面刚度是截面位置的函数，则它的位移不能用图乘法计算。
. A.√. B.×26、虚功原理中的力状态和位移状态都是虚设的。
. A.√. B.×27、带拉杆三铰拱中拉杆的拉力等于无拉杆三铰拱的水平推力。
. A.√. B.×28、虚位移原理中的虚功方程等价于静力平衡方程，虚力原理中虚功方程等价于变形协调方程。
. A.√. B.×29、引起结构变形的因素只有三种：荷载作用、温度改变和支座位移。
. A.√. B.×30、力法和位移法的基本未知量是相同的。
. A.√. B.×31、任意两根链杆的交点都可以看作虚铰。
. A.√. B.×32、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。
. A.√. B.×33、实际工程中的桁架结构，只有轴力，没有弯矩和剪力。
. A.√. B.×34、当上部体系只用不交于一点也不全平行的三根链杆与大地相连时，只需分析上部体系的几何组成，就能确. A.√. B.×35、用力法计算超静定结构时，其基本未知量是未知结点位移。
. A.√. B.×36、有变形就有应力，有应力就有变形。
（）. A.√. B.×37、结构只在荷载作用下的，力法典型方程中的系数与自由项，有的与结构的刚度有关，有的与结构的刚度无关。
（）. A.√. B.×38、引起结构变形的因素只有三种：荷载作用、温度改变和支座位移。
（）. A.√. B.×39、不受外力作用的任何结构，内力一定为零。
（）. A.√. B.×40、体系的多余约束对体系的计算自由度、自由度及受力状态都没有影响，故称多余约束。
. A.√. B.×41、体系几何组成分析中，链杆都能看作刚片，刚片有时能看作链杆，有时不能看作链杆。
. A.√. B.×42、图示结构，去掉其中任意两根支座链杆后余下部分都可作为力法计算的基本体系。
图. A.√. B.×43、静定结构在非荷载外因（支座移动、温度改变、制造误差）作用下，不产生内力，但产生位移。
. A.√. B.×44、图3（a）所示超静定梁的变形与图3（b）所示静定梁的变形相同。
. A.√. B.×45、图2所示结构，去掉其中任意两根支座链杆后余下部分都可作为力法计算的基本体系。
（）. A.√. B.×46、图1所示体系为无多余约束的几何可变体系。
（）. A.√. B.×47、有变形就有应力，有应力就有变形。
（）. A.√. B.×48、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。
. A.√. B.×49、有多余约束的体系一定是几何不变体系。
. A.√. B.×50、三铰拱的水平推力不仅与三铰的位置有关，还与拱轴线的形状有关。
. A.√. B.×51、三铰拱的主要受力特点是：在竖向荷载作用下产生水平反力。
. A.√. B.×52、不能用图乘法求三铰拱的位移。
. A.√. B.×53、零杆不受力，所以它是桁架中不需要的杆，可以撤除。
.A.√. B.×54、用图乘法可以求等刚度直杆体系的位移。
. A.√. B.×主观题55、2005 三、几何组成分析参考答案：解：图1 按三刚片规则分析。
体系内部的四边形中，可选取一对相互平行的链杆作为刚片，如图b中的刚片I和II；再将相连：[I，III]与[II，III]以及无穷远点处的[I，II]。
故原体系几何不变且有一个多余约束。
图2 ABCD不变体与地基由3根链杆连接后，搭上一个二元体，组成刚片1（包括地基）。
刚片1与刚片2由杆1、2、3连图3根据二元体规则，如图所示，依次取消二元体1，2，…，8，只剩下地基，故原体系几何不变，且无多余约束。
图4 首先，取消二元体FEG；其次，地基扩大刚片I与刚片II用一铰（铰B）一链杆（杆①）相连，组成地基扩大新刚片56、2005 二、简答题（6小题））1. 结构力学的主要研究内容。
2. 简易法绘制梁的内力图的一般步骤。
3. 简述静定结构的特点。
4. 简述刚架的特点。
5. 简述计算结构位移的目的。
6. 力法解超静定结构的特点。
参考答案：1.结构力学的主要研究内容。
答：结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差引起的内力计算——称为强度计算；结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差引起的变形及位移计算——称为刚度计算；结构的稳定计算；结构的组成规2.答：简易法绘制梁的内力图的一般步骤。
（1）求支反力。
（2）分段：凡外力不连续处均应作为分段点，如集中力和集中力偶作用处，均布荷载两端点等。
（3）定点：据各梁段的内力图形状，选定控制截面。
如:集中力和集中力偶作用点两侧的截面、均布荷载起迄点等。
用截面（4）连线：据各梁段的内力图形状，分别用直线和曲线将各控制点依次相连，即得内力图。
如控制点间有荷载作用时,其弯3.简述静定结构的特点。
答：(1) 内力计算与杆件的截面无关。
因此设计时是先计算内力，然后根据内力选择截面。
2）温度改变、支座移动和制造误行，因此结构不会产生内力。
(3）静定结构的局部平衡特性：在荷载作用下，如果静定结构中的某一局部可以与荷载平衡，则其余部分的内力必为零。
（（5）静定结构的构造变换特性：当静定结构的一个内部几何不变部分作构造变换时，其余部分的内力不变。
(6)满足全部平一的。
4.简述刚架的特点。
答：刚架的内部空间大，便于使用。
刚结点将梁柱联成一整体，增大了结构的刚度，变形小。
刚结点处可以承受和传递弯矩，因而在刚架中弯矩是主要内力。
刚架中的弯矩分布较为均匀，节省材料。
正是以上特点，刚架在工程中得到广泛的应用。
5. 简述计算结构位移的目的。
答：目的1：校核结构刚度，验算结构的刚度。
校核结构的位移是否超过允许限值，以防止构件和结构产生过大的变形而影目的2：分析超静定结构以及结构动力和稳定计算的基础。
为超静定结构的内力分析打基础。
超静定结构的计算要同时满足目的3：满足设计对结构外形的要求，需预先计算并考虑结构的位移。
6. 力法解超静定结构的特点。
答：（1）以多余未知力作为基本未知量，根据基本体系与原结构的变形协调条件建立力法方程。
即未知量是力，但求解未（2）若选取的基本体系是静定的，力法方程中的系数和自由项就都是静定结构的位移。
但若取的基本体系是超静定的，那（3）基本体系与原结构在受力、变形和位移方面是完全相同的，即两者是等价的。
（4）由于多余力的确定不是唯一的，因此力法基本体系的选取也不是唯一的。
57、2005 四、结构位移计算2题(1) 试求图1所示简支刚架点D的水平位移DDH。
已知EI=常数。
(2) 试求图2所示简支梁中点的竖向位移DCV。
已知EI=常数。
参考答案：结构位移求解2题答案.docx58、2005 六、位移法解超静定结构2题。
（1）试用位移法计算图1所示刚架，并作出弯矩图。
EI为常数。
图1（2）试用位移法计算图2所示刚架，并作出弯矩图。
EI为常数。
图2参考答案：（1）解：（2）解：59、2005 五、力法解超静定结构2题。
（1）试用力法计算图1所示刚架，并作出弯矩图。
EI=常数。
图1（2）试列出图2所示结构用力法求解时的三种基本体系。
图2参考答案：解：（1）本结构为一次超静定结构，有一个未知量，现列出两种基本结构。
解法一，取基本结构如图：解法二，取基本结构如图：解：（2）如图所示（此题有多解）：60、2005 一、作图示结构的弯矩图。
参考答案：。