吉林大学《结构力学》期末考试学习资料 (八)
结构力学期末考试、考研讲义及题库(含答案)
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目录
第一章 几何组成分析 ............................................................................................................................ 3 第二章 静定结构受力分析 .................................................................................................................... 9 第三章 结构位移计算 .......................................................................................................................... 21 第四章 力法 ........................................................................................................................................ 33 第五章 位移法 .................................................................................................................................... 43 第六章 力矩分配法 .............................................................................................................................. 54 第七章 影响线 .................................................................................................................................... 61 第八章 矩阵位移法 .............................................................................................................................. 74 第九章 结构动力计算 .......................................................................................................................... 83 第十章 结构的极限荷载 .................................................................................................................... 124 【练习题题库】 .................................................................................................................................. 128 【练习题题库答案】 .......................................................................................................................... 197
结构力学期末考试试题及参考答案
构造力学期末考试试题及参考答案一、选择题: (共10题，每题2分，共20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.图示外伸梁，跨中截面C的弯矩为( )A.7kN.mB.10kN.mC. 14kN.mD. 17kN.m3.在竖向荷载作用下，三饺拱A.有程度推力B.无程度推力C.受力与同跨度、同荷载作用下的简支梁完全一样D.截而弯矩比同跨度、同荷载作用下的简支梁的弯矩要大4.在线弹性体系的四个互等定理中，最根本的是( )A.位移互等定理C.位移反力互等定理D.虚功互等定理5.比拟图(a)与图(b)所示构造的内力与变形，表达正确的为A.内力一样，变形不一样B.内力一样，变形一样C.内力不一样，变形不一样D.内力不一样，变形一样6.静定构造在支座挪动时，会产生( )A.内力B.应力C.刚体位移D.变形7.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)A.位移互等定理C.变形协调D.位移反力互等定理9.图示构造，各柱EI=常数，用位移法计算时，根本术知量数日是( )A.2B.4C.6D.810.FP=1在图示梁AE.上挪动,K截面弯矩影响线上竖标等于零的局部为A.DE、AB段B.CD、DE段C.AB、BC段D.BC、CD段二、填空题: (共 10题，每题2分，共20分)1.两刚片用一个铰和____________ 相联，组成无多余约束的几何不变体系。
.2.所示三铰拱的程度推力FH等于_______。
4.机动法作静定构造内力影响线根据的是______。
5.静定构造在荷截作用下，当杆件截面增大时，其内力______。
6.图示梁截而C的剪力影响线在杆端D处的纵标值yo为______。
7.图示构造，各杆EI=常数，用位移法计算，根本未知量最少是____个。
8.图示构造用力法计算时，不能选作根本构造的是______。
结构力学期末考试题库含答案
结构力学期末考试题库含答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料不属于杆件的基本变形类型？A. 轴向拉伸B. 剪切C. 弯曲D. 扭转答案：B2. 在杆件受力的基本变形中，正应力指的是：A. 正应变B. 剪应力C. 正应力和剪应力之和D. 正应力答案：D3. 杆件在弹性范围内工作时，下列哪个关系成立？A. 应力与应变成正比B. 应力与应变成反比C. 应力与应变无确定关系D. 应力与应变无关答案：A4. 在梁的弯曲问题中，中性轴的位置取决于：A. 梁的截面形状B. 梁的材料性质C. 梁的长度D. 梁的加载方式答案：A5. 下列哪个因素不会影响梁的弯曲刚度？A. 梁的截面惯性矩B. 梁的材料弹性模量C. 梁的长度D. 梁的截面面积答案：D6. 在桁架结构中，下列哪个杆件承受拉力？A. 受压杆B. 受拉杆C. 无力杆D. 受弯杆答案：B7. 在静定桁架中，结点的平衡方程为：A. Fx = 0, Fy = 0B. Fx = 0, Fy = 0, Mz = 0C. Fx = 0, Fy = 0, Mx = 0D. Fx = 0, Fy = 0, My = 0答案：A8. 在超静定结构中，求解内力的基本方法是：A. 平衡法B. 单位荷载法C. 力法D. 矩法答案：C9. 下列哪个因素会影响梁的横向稳定性？A. 梁的截面高度B. 梁的截面宽度C. 梁的长度D. 梁的材料性质答案：C10. 在杆件受到复合应力时，主应力的大小和方向取决于：A. 杆件的截面形状B. 杆件的材料性质C. 杆件的加载方式D. 所有上述因素答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 杆件的基本变形包括轴向拉伸、轴向压缩、弯曲、扭转和______。
答案：剪切2. 杆件的应力与应变之间的关系称为______。
答案：胡克定律3. 梁在弯曲时，中性轴的位置取决于梁的______。
答案：截面形状4. 在桁架结构中，承受拉力的杆件称为______。
结构力学期末复习题及答案
结构力学期末复习题及答案结构力学是土木工程中非常重要的一门学科，它涉及到各种结构的力学性能和行为。
在期末复习中，学生们常常面临大量的习题和问题。
本文将为大家提供一些常见的结构力学复习题及其答案，希望能够帮助大家更好地复习和理解这门学科。
一、静力学题目1. 一个悬臂梁的长度为L，截面形状为矩形，宽度为b，高度为h。
如果梁的弯矩为M(x)，则在梁的中点处的弯矩为多少？答案：对于悬臂梁，中点处的弯矩为M(L/2) = (3/8) * Mmax，其中Mmax为梁的最大弯矩。
2. 一根梁在两个支座之间均匀受到集中力P，支座之间的距离为L。
如果梁的弯矩为M(x)，则在支座处的弯矩为多少？答案：在支座处，弯矩为M(0) = P * L / 4。
二、梁的挠度计算题目1. 一个悬臂梁的长度为L，截面形状为矩形，宽度为b，高度为h。
如果梁的弯矩为M(x)，则梁的挠度为多少？答案：对于悬臂梁，挠度为δ(x) = (Mmax * x^2) / (2 * E * I)，其中Mmax为梁的最大弯矩，E为材料的弹性模量，I为梁的截面惯性矩。
2. 一根梁在两个支座之间均匀受到集中力P，支座之间的距离为L。
如果梁的弯矩为M(x)，则梁的挠度为多少？答案：在支座处，挠度为δ(0) = (P * L^3) / (48 * E * I)。
三、杆件的应力计算题目1. 一根杆件受到集中力P，杆件的截面形状为圆形，直径为d。
如果杆件的应力为σ，材料的弹性模量为E，则应力与应变之间的关系为什么？答案：应力与应变之间的关系为σ = E * ε，其中ε为应变。
2. 一根杆件受到集中力P，杆件的截面形状为矩形，宽度为b，高度为h。
如果杆件的应力为σ，材料的弹性模量为E，则应力与应变之间的关系为什么？答案：应力与应变之间的关系为σ = E * ε，其中ε为应变。
四、梁的破坏计算题目1. 一根梁的长度为L，截面形状为矩形，宽度为b，高度为h。
如果梁的弯矩为M(x)，材料的抗弯强度为fy，则梁的破坏位置在哪里？答案：梁的破坏位置在弯矩达到抗弯强度的位置，即M(x) = fy * S，其中S为梁的截面面积。
结构力学期末复习
一试分析图示体系的几何构造分析：根据三角形规律，可以将链杆EG、CE、CF、DF、DG的组成部分看作一个大刚片，这个刚片与基础间仅由两条链杆AC和BD连接，是几何可变的。
又因为CD杆对于整个体系是多余约束，所以该体系是有多余约束的几何可变体系。
二试分析图示体系的几何构造分析：根据三角形规律，可以将链杆1-7的组成部分看作一个大刚片，这个刚片与基础间由三条不共点链杆连接，组成几何不变体系。
因为链杆8和9对于体系是多余约束，所以该体系是有多余约束的几何不变体系。
三试分析图示体系的几何构造分析：把刚片1、2和基础看作对象。
刚片1与基础之间由两条链杆连接，相当于瞬铰O1, 刚片2与基础之间由两条链杆连接，相当于瞬铰O2, 刚片1与刚片2之间直接由铰O3相连。
由于铰O1、O2和O3不共线，所以该体系是无多余约束的几何不变体系四试求图示体系的计算自由度W解：3(32)W m g h b=-++其中刚片个数m=3刚结点个数g=1单铰个数h=2支杆数b=2所以W =0几何构造分析E题一O1O2题三题四(a) (b) (c)解：将多跨梁拆成图（a ）所示简单梁，求出各简单梁的支座反力后得出图(b)和(c)所示弯矩图和剪力图。
习题3-5(a) 静定多跨梁(a) (b) (c)解：将多跨梁拆成图（a ）所示简单梁，求出各简单梁的支座反力后得出图(b)和(c)所示弯矩图和剪力图。
习题3-5(b) 静定多跨梁试作图示刚架的弯矩图、剪力图、和轴力图。
解：由以下平衡条件：2,*010,*02,xxA ByA yyA yB Fq a F M qa F a F F F =-==+==+=∑∑∑ 解得：11(),(),()22xA yA yB F qa F qa F qa =←=-↓=↑试作图示刚架的弯矩图、剪力图、和轴力图。
解：由以下平衡条件：23,*02130,*0220,xxA AyB yyA yB F q a F Mq a F a FF F =-=⎛⎫=-= ⎪⎝⎭=+=∑∑∑ 解得：399(),(),()288xA yA yB F qa F qa F qa =←=-↓=↑静定刚架（两铰）12qa 12qa 212qaqaF yAF xAqaF yAF xA98qa 218qa 32qa 98qa试作图示刚架的弯矩图和剪力图。
结构力学 吉林大学课程机考复习题库及答案
1：有限元分析中的应力矩阵是两组量之间的变换矩阵，这两组量是（）。
4.单元结点位移与单元应力
3：等直杆的一端转动单位角另一端固定时，劲度系数（或称转动刚度）为4i，这是只考虑
弯曲变形的结果，如果再计入剪切变形的影响，劲度系数的数值将会（）
2.缩小
4：在支座移动作用下，超静定结构将（）
2.产生内力和位移
5：静定结构有变温时：（）
3.有变形,有位移,无内力；
6：用图乘法求位移的必要条件之一是：( )
2.结构可分为等截面直杆段；
7：图示连续梁用力矩分配法计算，结点B的不平衡力矩为（）
2.6 kN?m
8：图示结构，求A，B两点相对线位移时，虚拟状态应为
( )
3.图c
9：连续梁和M 图如图所示，则支座B的竖向反力F By是：
4.17.07(↑)
10：图示结构，截面C的（）
2.剪力等于零
11：图示结构，各杆EI=常数，欲使结点B的转角为零，比值P1/P2
应为（）
2.1
12：图示结构，K截面剪力为（）
1.-10kN
14：图a结构的最后弯矩图为：( )
1.图b;。
结构力学期末复习题及答案全解
一、填空题。
1在梁、刚架、拱、桁架四种常见结构中，主要受弯的是 _和 钢架，主要承受轴力的是拱 ____ 和桁架 。
2、 选取结构计算简图时， 一般要进行杆件简化、 支座 简化、结点 简化和 荷载 简化。
3、 分析平面杆件体系的几何组成常用的规律是两刚片法则、 三钢片 __________ 和二元体法则。
4、 建筑物中用以支承荷载的骨架部分称为 结构 ，分为________ 、 杆壳和实体 __________ 三大类。
5、 一个简单铰相当于 两个 个约束。
6、 静定多跨梁包括 基础 部分和 附属 部分，内力计算从 附属 部分开始。
7、 刚结点的特点是，各杆件在连接处既无相对 移动也无相对 转动，可以传递 力_和力矩 。
8、 平面内一根链杆自由运动时的自由度等于三。
、判断改错题。
1三刚片用三个铰两两相联不一定成为几何不变体系。
（ ） 2、 对静定结构，支座移动或温度改变不会产生内力。
（）3、 力法的基本体系不一定是静定的。
（ ）4、 任何三铰拱的合理拱轴不一定是二次抛物线。
（）5、图乘法不可以用来计算曲杆。
（ ）三、选择题。
A 、全部内力没有变化B 弯矩有变化C 剪力有变化D 轴力有变化2、右图所示刚架中 A 支座的反力H A 为（）P——C 2EIEI B1图示结构中当改变 B 点链杆方向（不能通过A 铰）时，对该梁的影响是（EI A3、右图所示桁架中的零杆为（ ）A DG,BI,CHB 、DE,DG, DC,BG, AB, BlC BG, Bl , AJD 、CF , BG,BI4、 静定结构因支座移动，（） A 、会产生内力，但无位移 B 会产生位移，但无内力 C 内力和位移均不会产生 D 内力和位移均会产生5、 对右图所示的单跨超静定梁，支座A 产生逆时针转角 二，支座B 产生竖直沉降C ,若取简支梁为其基本结构，则力法方程为（ ）AX c» a ~c 八AB X— —□El 1 az1X Ca聿我績f $y C=-Q 1aABDX -C =-QX 『F 、—r 1—.ElIa四、对下图所示平面杆件体系作几何组成分析。
结构力学 吉林大学课程机考复习题库及答案
1：有限元分析中的应力矩阵是两组量之间的变换矩阵，这两组量是（）。
4.单元结点位移与单元应力3：等直杆的一端转动单位角另一端固定时，劲度系数（或称转动刚度）为4i，这是只考虑弯曲变形的结果，如果再计入剪切变形的影响，劲度系数的数值将会（）2.缩小4：在支座移动作用下，超静定结构将（）2.产生内力和位移5：静定结构有变温时：（）3.有变形,有位移,无内力；6：用图乘法求位移的必要条件之一是：( )2.结构可分为等截面直杆段；7：图示连续梁用力矩分配法计算，结点B的不平衡力矩为（）2.6 kN?m8：图示结构，求A，B两点相对线位移时，虚拟状态应为( )3.图c9：连续梁和M 图如图所示，则支座B的竖向反力F By是：4.17.07(↑)10：图示结构，截面C的（）2.剪力等于零11：图示结构，各杆EI=常数，欲使结点B的转角为零，比值P1/P2应为（）2.112：图示结构，K截面剪力为（）1.-10kN14：图a结构的最后弯矩图为：( )1.图b;15：图示桁架,各杆EA为常数,除支座链杆外,零杆数为：1.四根；：图示结构两杆长均为d,EI=常数。
则A点的垂直位移为（）4.qd4/6EI（↓）2：用常应变三角形单元分析平面问题时，单元之间（）。
3.应变、位移均不连续；3：图示桁架下弦承载，下面画出的杆件内力影响线，此杆件是：（）2.ci;4：图a 桁架, 力法基本结构如图b ，力法典型方程中的系数为：( )3.5：连续梁和M 图如图所示，则支座B的竖向反力F By是：4.17.07(↑)6：图示结构为( )2.BC段无内力7：图示对称结构用力法计算时，使其典型方程中副系数为零的力法基本体系是( )。
1.图（a）8：图示桁架,各杆EA为常数,除支座链杆外,零杆数为：1.四根；9：图示组合结构,若CD杆(EA=常数)制造时做短了,则E点的竖向位移为：1.向上10：图示结构位移法最少未知量个数为（）。
2.211：图示结构用力矩分配法计算时分配系数为：4.12：图示结构EI=常数，截面A右侧的弯矩为：（）2.13：图示结构用位移法计算时，其基本未知量数目为( )4.角位移=3，线位移=214：用图乘法求位移的必要条件之一是：( )2.结构可分为等截面直杆段；15：单自由度简谐受迫振动中，若算得位移放大系数为负值，则表示（）。
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位移法基本方程
本题有两个独立未知数
系数和自由项的计算
按叠加法：
十一、利用对称性简化图a所示的对称结构，取出最简的计算简图、基本体系，并作出M图。
解：首先化简，如下：
（4）系数和自由项的计算
（5）绘出最后弯矩图
以上各系数、自由项代入典型。
十七、已知图示刚架的支座A顺时针转动；支座B向下沉陷0.02l。试用位移法绘制弯矩图。
解：（1）选择基本结构，如下：
（2）位移法的典型方程：
式中 、 分别表示基本结构在支座位移作用下在附加约束中产生的约束力。在基本结构中，支座位移作用下个杆端产生的固端弯矩值可查表10-1得出
取结点C为隔离体，由 ，求附加刚臂中的反力矩；
截取CD柱顶部分为隔离体，由 ，求附加链杆中的反力。
（4）计算自由项RiP
取结点C为隔离体，由 ，求附加刚臂中的反力矩；
截取CD柱顶部分为隔离体，由 ，求附加链杆中的反力。
（5）解基本方程，求出基本未知量
解得：
（6）作M图
（7）扩展1
（8）扩展2
（9）扩展3
最简的计算简图及M图
十二、利用对称性简化图a所示的对称结构，取出最简的计算简图、基本体系，并作出M图。
解：
最简的计算简图及M图
十三、利用对称性简化图示的对称结构，取出最简的计算简图、基本体系。
解：
刚结点A，B处，转角为零，且刚架又不计轴向变形影响，故只有一个线位移未知数。
系数和自由项的计算
十四、利用对称性简化图示的对称结构，取出最简的计算简图、基本体系，并作出M图。
（3）绘出基本结构已知支座位移的弯矩图，绘出基本结构上的单位弯矩图，并求出系数及自由项，如下：
（4）将系数和自由项代入典型方程中，并解得
（5）绘出最后弯矩图
根据叠加原理得：
求出各杆端的最后弯矩值，并绘出最后弯矩图。
十八、已知图示结构的支座C顺时针转动 弧度，引起结点D产生角位移 弧度（逆时针）。试绘出其弯矩图。
解： 此刚架在荷载作用下，结点C和结点D上分别有一个水平线位移Z1、Z2。
（1）位移法典型方程为
（2）求系数和自由项
（3）结构的最后弯矩图
将系数和自由项代入典型方程中，并解得
结构的最后弯矩图可按式：
计算各杆端弯矩值，在各杆段内用叠加法绘出弯矩图。
十、利用对称性简化图a所示的对称结构，取出最简的计算简图、基本体系，并作出M图。
解：如下图所示
十五、利用对称性简化图示的结构，取出最简的计算简图及基本体系。
解：如下图所示：
十六、试计算图示弹性支承连续梁，梁的EI= 常数，弹性支座刚度
解：（1）选择基本体系如下：
（2）位移法典型方程：用位移法求解时，基本未知量为结点B的转角Z1和竖向位移Z2，位移法典型方程为：
（3）绘出基本结构的 图。
八、用位移法计算图示刚架，绘弯矩图。E= 常数。
解：因为横梁弯曲刚度无穷大，结点处不产生转动，故本题只有一个线位移未知数。
求系数和自由项
用叠加法作弯矩图
按平衡条件绘出EI=∞杆件的杆端弯矩
九、用位移法绘制图示刚架的弯矩图。EI= 常数
此刚架CD及DE为二力杆，EA为有限值，故在确定位移未知数的数目时要考虑链杆CD及DE的轴向变形影响。
结构的最后弯矩图可按式：
计算各杆端弯矩值，在各杆段内用叠加法绘出弯矩图。
五、用位移法计算两个未知数的刚架。EI= 常数。
解：（1）选择基本体系，建立位移法基本方程是：附加刚臂的反力矩和附加链杆反力应为零的平衡条件
（2）为计算系数，绘出
（3）计算系数
取结点C为隔离体，由 ，求附加刚臂中的反力矩；
截取CD柱顶部分为隔离体，由 ，求附加链杆中的反力。
解：位移法基本方程为：
由题意可知：
最后弯矩图按式：
绘出弯矩图，如下：
（10）扩展4
六、两个角位移未知数的刚架
位移法典型方程：
绘出单位和荷载弯矩图，并计算系数项和自由项，如下：
按叠加法绘制最后弯矩图：
七、用位移法计算一个未知数排架
解：选择基本体系，建立位移法典型方程，绘出单位和荷载弯矩图，如下：
截取CD柱顶部分为隔离体，由 ，求附加链杆中的反力。
按叠加法绘制最后弯矩图
位移法方程是：附加刚臂的反力矩和附加链杆反力应为零的平衡条件。
（2）分别绘出基本结构上
（3）绘出基本结构上的MP
（4）求系数
由 图，取结点C为隔离体，由 ，求附加刚臂中的反力矩：
由 图，截取柱顶以上部分为隔离体，由 求附加链杆中的反力：
（5）求自由项RiP
（6）绘出最后弯矩图
将系数和自由项代入典型方程中，并解得：
吉大
第八章
一、试选择图示结构的基本结构
1）
2）
3）
4）
二、利用铰结法选图示结构的基本结构
1）
2）
三、求图示具有无限刚性杆件的结构的基本结构
1）
2）
3）
4）
四、试用位移法绘制图示刚架的弯矩图。
此刚架B点的左边部分为静定悬臂梁，其B端的弯矩和剪力可由静力平衡条件得出，并将它们反向作用于结点B上。
解：
（1）该刚架在结点C上有一个角位移Z1和一个水平位移Z2。