《结构力学》书面大作业题目
结构力学大作业
比较五种静定结构的内力图姓名：邹家撇学号：1093310426梁、拱、刚架、桁架和组合结构五种静定结构在同跨度同荷载作用时内力图不同，而某一结构在同荷载不同作用方式时得到的内力图也不同，为了找出较合理的结构形式和作用方式，下面我会用结构力学求解器得到的结构及内力图进行分析和比较。
说明：下面结构所受的荷载总值（均布力时）为1，跨度为1一.梁在荷载作用下的内力图1.简支梁（1）均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为简支梁轴力为零，省略轴力图（2）集中力作用时○1集中力作用在梁的中点时其弯矩图为剪力图为简支梁轴力为零，省略轴力图○2集中力作用于离杆端1/3处时弯矩图为剪力图为○3集中力作用在杆端时其弯矩剪力和轴力均为零省略内力图由以上图示分析可知：集中力作用时，集中力越靠近杆端，其内力越小；均布力作用时最大弯矩值是0.13，比大多数集中力作用时都要合理。
2.伸臂梁以AB：BC：CD：DE=0.25:0.25:0.25:0.25时为例（1）伸臂梁在均布力作用时其弯矩图为剪力图为轴力为零，省略轴力图将此结构内力图和简支梁受均布力作用时的内力图进行比较，最大弯矩值0.03<0.13 最大剪力值0.25<0.50 可以看出在均布荷载作用时伸臂梁比简支梁更为合理。
（2）集中力作用时○1集中力作用于中点时弯矩图为剪力图为轴力为零，省略轴力图将此结构内力图与简支梁中点受集中力作用时的内力图进行比较：最大弯矩值0.13<0.25 最大剪力值0.50=0.50 同时此结构承弯承剪的部分较少，故此结构在集中力作用于中点时较合理。
○2集中力作用于支座处时该结构内力均为零，省略内力图○3集中力作用于杆端时弯矩图为剪力图为轴力为零，省略轴力图由以上图示分析可知：伸臂梁较简支梁合理，均布力作用较集中力合理，集中力作用时作用于支座处较合理。
最佳尺寸比，设AB=x，则CD=x，BC=1-2x，首先列出弯矩方程x*x/2-(1-x)*(1-x)/2+(1-2x)/4=0解得x=0.5二.拱在荷载作用下的内力图一）假设拱跨为1，拱高为0.251.拱在均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为轴力图为由弯矩图知其合理拱轴为将此结构内力图与伸臂梁受均布荷载作用时的内力图进行比较：最大弯矩值0.03=0.03，最大剪力值0.22<0.25，故三铰拱较伸臂梁合理2.集中力作用于顶部铰接点时此时杆件无弯矩无剪力，省略其弯矩图和剪力图轴力图为比较三铰拱在集中力作用和在均布荷载作用时的内力图：最大弯矩值0<0.03，最大剪力值0<0.22，最大轴力1.12>0.67，由于一般杆件受压强度较大，故集中力作用较均布力作用合理二）更改三铰拱结构形式拱高为0.251均布荷载作用时其弯矩图为剪力图为轴力图为将此结构内力图与前面的三铰拱在均布力作用时的内力图比较:弯矩最大值0.03=0.03，剪力最大值0.31>0.22，轴力最大值0.53<0.67,再看内力分布此结构形式比前三铰拱结构形式均匀，故此结构形式在均布荷载作用时较合理2.集中力作用于顶端铰结点时弯矩图为剪力图为轴力图为此结构形式集中力作用内力图与均布力作用内力图进行比较：最大弯矩值0.06>0.03，最大剪力值0.63>0.31，最大轴力0.79>0.53 故此结构形式受均布力作用比较合理。
结构力学试题及答案大题汇总
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）2.作图示结构的M图。
（本题15分）3.求图示结构Ａ、Ｂ两截面的相对转角，EI＝常数。
（本题16分）4. 用位移法计算图示结构，并作M图，E = 常数。
（本题16分）说明：请将答案写在答题纸上。
三、计算分析题，写出主要解题步骤(4小题,共63分)（本题16分）1.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 310（6分）。
（本题15分）2.（5分）杆DC 、CB （各3分）；杆AC （3分）（本题16分）3.（4 分）（4 分）（8 分）（本题16分）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4．5ql/88（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40 120 10060 4010M 图 （KN.m ）Q 图 (KN)每根杆符号错扣1分四、． （20分）2分）（3分）力法方程 0 IP 111=∆+X δ（2分）（2分）（2分）系数：;3/2311EI l =δ （2分）;24/4IP EI ql -=∆ （2分） 解得： 16/1ql X = （1分）最后弯矩图M 图ql 2/163ql 2/32ql 2/163ql 2/32（4分）选择其它基本体系可参照以上给分。
五、 （20分）图M213i（ 3分 ） （ 2分 ）图Mi l2 3M 图 (Pl/304)（ 4分 ） （ 2分 ）M P 图（ 2分 ）i r 1011= , l i r r 62112-== ,, 15222l i r =P P R P R 1652 , 01 -==, （6分 ）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+-=-016515606102121P l i Z l i Z l i iZ （ 1分 ） EI Pl Z EIPl Z 91215912252231==( 1分 ) 最后弯矩图六、． （12分）1m 1mDEFGM B 影响线C1m +AB（7分）mKN M B .851100201321301121-=⨯-⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-= （5分）图6三、计算题（共60 分）1、作图7示刚架弯矩、剪力图。
结构力学试题及参考答案
《结构力学》作业参考答案一、判断题（将判断结果填入括弧内，以 √表示正确 ，以 × 表示错误。
）1．图示桁架结构中有3个杆件轴力为0 。
（×）2．图示悬臂梁截面A 的弯矩值是ql 2。
(×)3．静定多跨梁中基本部分、附属部分的划分与所承受的荷载无关。
（√ ）4．一般来说静定多跨梁的计算是先计算基本部分后计算附属部分。
（× ）5．用平衡条件能求出全部内力的结构是静定结构。
（ √ ）6．求桁架内力时截面法所截取的隔离体包含两个或两个以上的结点。
（√ ）7．超静定结构的力法基本结构不是唯一的。
（√）8．在桁架结构中，杆件内力不是只有轴力。
（×）9．超静定结构由于支座位移可以产生内力。
（√ ）10．超静定结构的内力与材料的性质无关。
（× ）11．力法典型方程的等号右端项不一定为0。
（√ ）12．计算超静定结构的位移时，虚设力状态可以在力法的基本结构上设。
（√）13．用力矩分配法计算结构时，汇交于每一结点各杆端分配系数总和为1，则表明分配系数的计算无错误。
（× ）14．力矩分配法适用于所有超静定结构的计算。
（×）15．当AB 杆件刚度系数i S AB 3 时，杆件的B 端为定向支座。
(×)二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。
不选、错选或多选者，该题无分。
）1．图示简支梁中间截面的弯矩为（ A ）A ． 82qlB ． 42qlC ． 22ql D ． 2ql2．超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度（B ）A．无关 B．相对值有关C．绝对值有关 D．相对值绝对值都有关3．超静定结构的超静定次数等于结构中（B ）A．约束的数目 B．多余约束的数目C．结点数 D．杆件数4．力法典型方程是根据以下哪个条件得到的（C）。
A．结构的平衡条件B．结构的物理条件C．多余约束处的位移协调条件D．同时满足A、B两个条件5．图示对称结构作用反对称荷载，杆件EI为常量，利用对称性简化后的一半结构为（A ）。
结构力学试题及答案
结构力学试题及答案一、选择题1. 结构力学是研究哪个方面的力学？a) 材料力学b) 结构系统c) 动力学d) 热力学答案：b) 结构系统2. 在结构力学中，静力学主要关注哪个方面的力学？a) 动力学b) 运动学c) 静力学d) 热力学答案：c) 静力学3. 在结构力学中，弹性力学主要研究什么？a) 金属的力学性质b) 结构系统的动态响应c) 物体的形变和变形d) 材料的热力学性质答案：c) 物体的形变和变形4. 下面哪个是结构力学中常用的描述物体形变的参数？a) 质量b) 体积c) 长度d) 面积答案：c) 长度5. 结构力学中的受力分析主要用到哪个定律？a) 牛顿第一定律b) 牛顿第二定律c) 牛顿第三定律d) 牛顿万有引力定律答案：b) 牛顿第二定律二、计算题1. 下图所示的结构系统，求杆AC的受力情况。
（插入结构图）答案：根据静力平衡条件，杆AC上的受力平衡，可得：ΣF_x = 0: -F_AC + F_BC = 0ΣF_y = 0: F_AC + F_AD - F_BE = 0解方程得: F_AC = F_BC = F_BE - F_AD2. 已知某杆件的长度为L，材料弹性模量为E，横截面积为A，受力情况如下图所示，求该杆件的应变。
（插入受力图）答案：根据材料的胡克定律，应变ε等于应力σ除以杨氏模量E，即ε = σ / E。
由受力图可知，该杆件受到纵向拉力P，横截面积为A，因此应力σ等于P除以A，所以应变ε = P / (E * A)。
三、解答题1. 简要描述刚体和弹性体的区别。
答案：刚体是指在受力作用下形状和大小不会发生显著变化的物体，它的内部不会发生相对位移。
刚体的形变主要是由于刚体整体的平移或转动引起的。
而弹性体是指在受力作用下会发生形变，但在去除外力后能够恢复到原来形状的物体。
弹性体的形变主要是由于物体内部分子间相对位移引起的。
2. 简要解释结构力学中的静力平衡条件。
答案：结构力学中的静力平衡条件是指一个结构系统中，各个部分受力相互平衡，不会产生任何形状和大小的变化。
结构力学大作业1
《结构力学》大作业1 五类静定结构受力分析学院：交通学院姓名：张亚辉学号：1133210115《结构力学》大作业1前言：通过计算五类静定结构在同跨同荷载作用下的内力，并通过改变荷载、结构形式寻找比较合理的体系形式和尺寸比，并进行对比，提出最优判断的依据和构想。
五类静定结构：梁、刚架、桁架、曲拱和组合结构。
本文主要分为三个部分来讨论所要研究的问题:1.在五类静定结构不同荷载作用下的相互对比的过程中，梁选取的是简支梁，刚架选取的是三铰型刚架，桁架采用的是平行弦桁架，曲拱采用的是具有合理轴线的曲拱（未用集中荷载模拟均布荷载）。
2.在同一类静定结构的不同类型比较中，梁主要比较简支梁、伸臂梁、悬臂梁的差别；刚架主要比较简支刚架、悬臂刚架的之间的区别；桁架比较平行弦桁架、三角形桁架的区别；曲拱主要是比较拥有合理拱轴线和未拥有合理拱轴线的三铰拱之间的差别。
3.以桁架为例来探讨结构尺寸比的变化对结构内力的改变，同时还探讨结构杆件截面尺寸的改变对材料利用率及结构安全性的影响。
一、五类静定结构在不同荷载作用下的相互比较：1.五类静定结构在均布荷载作用下的内力比较（结构跨度为4m，均布荷载q=1KN/m）表 1 五类静定结构在均布力作用下内力图2.五类静定结构在集中力作用下的内力比较（结构跨度均为4m，集中力大小为1KN）：表 2 五类静定结构在集中力作用下内力图荷载作用图弯矩图剪力图轴力图分析与结论：同一静定结构在不同类型的荷载作用下比较：当集中力与均布荷载力大小相同时，对同一个结构来说，均布荷载作用时的最大弯矩值小于集中力作用时的最大弯矩值。
不同形式的静定结构在同一形式荷载作用下比较：在集中力荷载作用下，桁架所受弯矩值为零是最小的，其次是三铰拱所受弯矩较小，组合结构次之，而简支梁、刚架、所受的弯矩值都较大；在均布荷载作用下，桁架、三铰拱的弯矩值依然较小，组合结构次之，而简支梁、刚架的弯矩值相对于桁架、三铰拱、组合结构来说依然是较大的。
结构力学大作业
结构力学课程大作业——连续梁的影响线、最不利荷载布置及内力包络图序号6班级学号姓名华中科技大学土木工程与力学学院二零一四年十月结构力学课程作业一、 题目：二、要求1、用力法计算求得支点弯矩1M 、2M 的影响线；2、用挠度法计算求得支点弯矩1M 、2M 的影响线；3、求第二跨内截面K 的弯矩，剪力影响线及支座1的反力影响线；4、在求影响线的基础上，进行均布移动荷载的最不利布置；5、连续梁承受均布活荷载18p KN m =及恒载12q KN m =时，绘出弯矩、剪力包络图。
6、计算书要求步骤清晰，绘图准确，电子文档，A4打印纸输出， 三、计算1、用力法计算求得支点弯矩1M 、2M 的影响线；取基本体系，该结构为二次超静定画M ̅1，M ̅2，M ̅P （当单位力作用在第二跨时）图11X(18-x)/18列力法方程：δ11∗X 1+δ12∗X 2+∆1P =0；① δ21∗X 1+δ22∗X 2+∆2P =0；②1111222212122111211181212231121211181121113232311111181323M M ds EI EI EI M M ds EI EI EIM M ds EI EI EIδδδδ*==******=**⎛⎫==*****+****=* ⎪⎝⎭*===*****=*⎰⎰⎰()2111(2)1()(2)236PP l ds x l x x l x l x M M l x EI EI l EI lδ-*-*-==*-*=*⎰ ()()()()22211236PP l l x x l x l x ds xM M l x EI EI l EI lδ+*-*+==**-*=*⎰ ∴解方程得：()()()()122222316()4925()649x l x l x M x l x l x l x M x l *-*-=-*-*+=-*同理当单位力作用在第一跨时：()()12160P Px l x l x EI lδδ*-*+=*= ∴解方程得：()()()()1122113()49()649x l x l x M x l x l x l x M x l*-*+=-*-*+=*同理当单位力作用在第三跨时：1201(21)(42)6*21P Px x x EI δδ=*-*-=* ∴解方程得：()()()()13232142()49742142()497x x x M x lx x x M x l *-*-=**-*-=-* （以上“l ”均为18）2、用力法计算求得支点弯矩1M 、2M 的影响线；11用力矩分配法可得：0.930.930.23x-x /Lx-x /L x-x /L对于M1的kk δ不变： 当单位力作用在第二跨时：()()()()1212110.931811810.93 1.1610.47232318 1.16180.93218318()0.930.021*******.47kk pkpk kk x x x x x M x x δδδδ⎛⎫=****+***-*= ⎪⎝⎭*-+⎛⎫=*-* ⎪⎝⎭*-=-=-*-*+*当单位力作用在第一跨时：()()()()()()()23222311220.9318180.9318231818230.9318180.93182110.473181823pk x x x x x x x x x x M x δ**-*-**+=+***⎛⎫**-*-**+=-*+ ⎪ ⎪***⎝⎭ 当单位力作用在第三跨时：()()132110.231422132111()0.231410.472213pk x x x x x x M x δ*-⎛⎫⎛⎫=-***- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭*-⎛⎫⎛⎫=****- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭对于M2的kk δ不变为11.4 当单位力作用在第一跨时：()()()21121 1.161210.931180.93611.423218180.23621830.231818()61811.4kk pkx x x x x x M x δδ⎛⎫=****+***-*= ⎪⎝⎭*-⎛⎫=-**+ ⎪⎝⎭**-*+=**当单位力作用在第二跨时：()()()2218 1.160.236218318 1.160.236211.4183pk x x x x x x M x δ*-⎛⎫⎛⎫=-*-*+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭*-⎛⎫⎛⎫=*-*+ ⎪ ⎪*⎝⎭⎝⎭当单位力作用在第三跨时：()()23210.93142213210.93()14211.4213pkx x x x x x M x δ*-⎛⎫=**- ⎪⎝⎭*-⎛⎫=-**- ⎪*⎝⎭根据所得函数，用描点法画图（每三米一个点） 当单位力作用在第一跨时：当单位力作用在第二跨时：当单位力作用在第三跨时：可以从表中非常直观的得出：当力作用在一、二段时，用位移法和扰度法所得出的结果的误差均在1%左右，但当单位力作用在第三段时，13()M x 用位移法和扰度法所得出的结论的误差达到了4%左右，当检查计算无误后，个人推断是一号节点与单位力的作用位置距离较远，误差累计所致。
结构力学大作业
结构力学大作业结构力学大作业多层多跨框架结构内力计算姓名：班级：学号：任课教师：多层多跨框架结构内力计算指导书(土木1004班)一. 任务1.求解多层多跨框架结构在荷载作用下的弯矩以及各结点的转角和侧移。
2.计算方法：（1）用近似法计算：水平荷载用反弯点法计算，竖向荷载用分层法计算；（2）用电算（结构力学求解器）进行复算。
3. 就最大相对误差处，说明近似法产生误差的来源。
4. 将手算结果写成计算书形式。
二. 计算书的格式和要求1.题目、任务、结构的简图、尺寸、E、荷载等数据。
2.水平荷载作用下的计算（1）用反弯点法计算，并绘出弯矩图。
参考《砼结构下册》；（2）用电算（结构力学求解器）进行复算；（3）分析反弯点法误差原因。
3.竖向荷载作用下的计算（1）用分层法计算，并绘出弯矩图。
（4）用电算（结构力学求解器）进行复算；（2）分析分层法误差原因。
4.计算书要求：字迹工整，步骤清楚，绘图准确，纸张统一（为A4的白纸）。
在电算结束后，将电算结果与计算书一起交上。
正文：宋体，小四字，单倍行距；页面设置：页边距上下2.6cm、左右2.8cm。
三. 结构形式及各种资料1. 计算简图：如图（a）所示。
2. 基本计算参数材料弹性模量：723.010/hE kN m=?竖向荷载：21=21/g kN m，22=17/g kN m水平荷载：=30pF kN1，2=15PF kN3. 构件尺寸边跨：L1=4.5m 中跨L2=3.0m底层层高H1=4.5m 其它层高H2=3.6m底层柱子：b×h=400mm×400mm 其它层柱：b×h=350mm×350mm 边梁：b×h=250mm×450mm 中间梁：b×h=250mm×350mm4. 荷载分组：（1）计算水平荷载（见图b ）；（2）计算竖向恒载（见图c ）；L 1L 2L 1H 1H 2H 2H 2H 2F p1F p1F p1F p1F p2（a ）计算简图图（b ）水平荷载作用g 2g 1g 1g 1g 1q 2q 1图（c ）竖向荷载作用5.各构件的线刚度：EIi L =，312b h I ?=边梁：4331109.11245.025.0I m -?=?=m kN 126675.4109.1100.3L EI i 37111?===-中间梁： 43-32m 109.01235.025.0I ?=?=m kN 90000.3109.0100.3L EI i 3 7222?===-其它层柱：4333m 103.11235.035.0I -?=?=m kN 108336.3103.1100.3H EI i 3-7233?===底层柱： 4334m 101.2124.04.0I -?=?=` m kN 140005.4101.2100.3H EI i 37144?===-四、水平荷载作用下的计算用反弯点法计算（结构对称取半）：1、柱的剪力分配系数：由于在每一层，各柱的性质完全相同，故每层内，各柱的侧移刚度系数相等。
结构力学全部作业参考答案
1：[论述题]1、（本题10分）作图示结构的弯矩图。
各杆EI相同，为常数。
图参考答案：先对右下铰支座取整体矩平衡方程求得左上活动铰支座反力为0，再对整体竖向投影平衡求得右下铰支座竖向反力为0；再取右下直杆作为隔离体可求出右下铰支座水平反力为m/l（向右），回到整体水平投影平衡求出左下活动铰支座反力为m/l（向左）。
反力求出后，即可绘出弯矩图如图所示。
图2：[填空题]2、（本题3分）力矩分配法适用于计算无结点超静定刚架。
参考答案：线位移3：[单选题]7、（本题3分）对称结构在对称荷载作用下，内力图为反对称的是A：弯矩图B：剪力图C：轴力图D：弯矩图和剪力图参考答案：B4：[填空题]1、（本题5分）图示梁截面C的弯矩M C = （以下侧受拉为正）图参考答案：F P a5：[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6：[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7：[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8：[论述题]2、（本小题10分）试对下图所示体系进行几何组成分析。
参考答案：结论：无多余约束的几何不变体系。
9：[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：B10：[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：B11：[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。
参考答案：错误12：[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13：[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：D14：[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：B15：[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：B16：[单选题]6、（本题3分）图示计算简图是图A：为无多余约束的几何不变体系。
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《结构力学》大作业
注意事项：
1、以书面形式（纸张大小为A4纸，封面按照统一格式）完成大作业，书面、打印皆可；
2、作业上交截止时间为：2014年6月29日；
3、抄袭、雷同作业一律按零分处理。
一(20分)、机动法作图示梁M K 的影响线，并利用影响线求出在图示荷载作用下M K 大
小。
二(20分)、试利用余能驻值原理，求图始结构A 支座水平反力H A （线弹性材料，EI =
常数）。
三(20分)、如图示结构，利用位移法求B 结点的转角和D 结点的位移(EI =常数)。
四（20分）、采用直接刚度法求出图示连续梁支座2处的转角。
五（20分）、如图示两自由度体系，求其频率和振型。
已知∶m 1=m 2=m ，其刚度矩阵为[]⎥
⎦
⎤
⎢⎣⎡--=3111k K (k 为常数)。
题一图
题四图
题三图
8
Pl
M M BA AB -
=-= 题五图
题二图。