西工大作业集-结构力学(续作业集

第1章测试题一.判断题1: “受弯直杆发生弯曲变形后，杆件两端点间的距离不变。

”是位移法中受弯直杆的“轴向刚度条件”。

答案是2:位移法方程是静力平衡方程，所以位移法只考虑了结构的静力平衡条件，无须考虑变形连续条件。

答案否3:位移法典型方程中的第i个方程ki1z1+ki2z2+…+kinzn+Fip= 0，表示位移法基本结构由z1，z2，…，zn和荷载分别单独作用时引起的zi方向上的力的总效应与原结构一致。

答案是4:位移法基本结构(或离散的各单跨超静定梁）仅在荷载作用下产生的杆端剪力和杆端弯矩称为固端剪力和固端弯矩，统称为固端力或载常数。

答案是5:位移法通过将各杆的杆端与将它们连接起来的部分(如结点、柱端、横梁等的位移相一致来考虑变形协调条件的。

答案是二.填空题1:判定结构位移法基本未知量中的线位移未知量时，忽略受弯直杆的轴向、切向变形，只考虑其_______变形，且该变形是_______变形，因此结构的独立线位移未知量数总是_______或等于结构的自由结点数。

答案弯曲。

微小。

小于2:位移法典型方程中的刚度系数kij，表示仅当_______作用在结构的位移法的_______结构上时引起的在_______方向上的_______的大小。

答案Z j = 1。

基本。

zi。

力3:等截面直杆的转角位移方程，表示杆的_______和_______之间的关系。

答案杆端力。

杆端位移4:可取半刚架简化结构计算的先决条件是，结构必须是_______的，同时其上的荷载也必须是_______的或是_______的。

答案对称。

正对称。

反对称5:附加链杆法判定结构的线位移未知量可按照“由两个已知_______点引出的两根受弯直杆的_______一点（当该两轴钱夹角满足_______时)也是不动点”的规则，逐一判定线位移，并在其位移方向上附加链杆以消除位移，最后使结构的结点线位移全部消失所_______数，即为结构的线位移数。

答案不动。

相交。

a。

附加的链杆数三.简答题1:等截面直杆的转角位移方程可以通过哪些途径导出？答案一是将组成结构的各杆件视为单跨超静定梁，用力法计算三种典型单跨超静定梁在支座端(杆端）发生位移时的支座反力(杆端力）；二是将组成结构的各杆件看做简支梁在支座端有集中弯矩作用，且考虑两支座有垂直于杆轴的相对线位移，用单位荷载法求梁端的角位移。

以上两种方法均能得出杆端力与杆端位移之间的关系，即转角位移方程。

2:简述位移法方程中知kij zj的物理意义。

答案k ij zj表示位移法基本结构仅由zj单独作用(或仅发生第j个结点位移）时，引起的zi（或第i个结点位移）方向上的力的大小。

3:判定图1.1所示结构的位移法基本未知量中基本未知量或绘出结构的位移法基本结构。

答案(a)3，位移未知量标注如图T.1(a)所示(b)4，位移法基本结构如图T.1(b)所示。

(c)1。

（d)当EA=常数时为5;当EA =时为 3。

（e)6。

(f)2。

(g)当EI0=常数时为7；当EI==时为2。

(h)2。

4:设图1. 2所示刚架结点D的角位移为θD =z1，结点D和G具有相同的水平线位移△=z2，试求出其位移法方程中的系数kz1，kz2和常数F1P。

答案K 22=，k21=-，F1P=(FP2-)5:试绘出图1.3所示刚架直接利用平衡条件建立位移法方程时所用的隔离体的受力图。

答案如图T.2(a)，（b)所示四.计算题1:试列出图1.4结构的位移法方程，并求出系数和常敎项。

(不必解方程）答案2:对图1.5所示结构，先取半刚架再列出位移法方程。

(不必解方程）答案3:对图1.6所示刚架，先进行荷载分组，再取半刚架，然后分别写出刚架在正、反对称荷载作用下的位移法方程。

答案正对称荷载下取左半刚架 11反对称荷载下取左半刚架4:用位移法计算图1.7所示结构，并作弯矩图。

答案(a) M AB =-（上侧受拉），M BA =（上侧受拉） (b)M BA =kNm （左侧受拉），M BD =kNm （上侧受拉），M DB =kNm （下侧受拉）(c) M DC =kNm （左侧受拉），M BA =kNm （左侧受拉） M CD =M DC =kNm （分别在左侧和右侧受拉） 5:用位移法计算图1.8所示结构，求出柱端弯矩。

答案(a) M CD =M DC =kNm （分别在左侧和右侧受拉），M BA =（右侧受拉）(b) M A1=，M C3=（均在左侧受拉）6:用位移法计算图1.9所示结构，并绘出弯矩图。

答案 (a) =（上侧受拉），=⤸)(b) =（上侧受拉），=⤸)(c)=kNm （左侧受拉）7:对图1.10所对称结构先取半刚架，再用位移法计算，绘出结构的弯矩图。

答案(a)=4.5kNm（左侧受拉）(b)=-kNm（内侧受拉），=-kNm（上侧受拉）8:图1.11所示连续梁的C支座下沉1cm，试用位移法计算，并绘出弯矩图，再求出B 支座反力。

已知EI=2.4×105kNm。

答案=-kNm（上侧受拉）第2章测试题一.判断题1:力矩分配法可单独用于计算连续梁和超静定刚架。

答案否2:无侧移结构中的每一个自由刚结点和它所连的各杆件都构成力矩分配法中的一个分配单元。

答案是3:结点的不平衡力矩等于汇交于该结点的各杆近端的固端弯矩之和。

结点力矩为结点不平衡力矩乘以(-1)。

答案是4:汇交于同一刚结点上的各杆端的力矩分配系数之和等于1。

答案是二.填空题1:力矩分配法中的S称为_______，它表示杆抵抗转动的能力，在数值上等于在杆件的ij_______端发生单位_______位移引起的在杆件的_______端的_______值。

答案杆ij的转动刚度。

i。

转角。

j。

弯矩2:力矩分配法对杆端弯矩的正负号规定与位移法相同，即杆端弯矩使杆件有_______时针转动趋勢为正。

那么，正的杆端弯矩反作用到结点或支座上则为_______时针转向。

答案顺。

逆为杆i端发生角位移时产生的_______端弯矩与_______ 3:力矩分配法中的传递系数Cij分别等于_______和_______。

端弯矩的比值。

当远端为固定端或定向滑动支承时，Cij答案近（i）。

远(j)。

1/2。

-14:如图2.1所示，连续梁A，B两结点上的结点力矩分别为_______和_______。

答案-M。

-三.简答题1:简述力矩分配法的主要计算步骤。

答案①计算分配系数；②计算固端弯矩；③计算结点力矩；④计箅分配弯矩和传递弯矩；⑤计算杆端最后弯矩。

2:无侧移刚架支座发生了沉陷(线位移)，为什么可以用仅适用于无线位移结构的力矩分配法计算？答案无侧移刚架支座发生沉陷的内力计算，其支座线位移(沉陷量)是已知的,即刚架属于无线位移未知量结构，所以可用力矩分配法计算。

四.计算题1:计算图2.2所示刚架的力矩分配系数。

答案分配系数==，=，=2:用力矩分配法计算图2.3所示各结构，并绘出弯矩图。

答案3:如图2.4所示，连续梁支座C下沉10mm，支座B下沉20 mm。

已知E = 210GPa，l=2×10-4 m 4。

用力矩分配法计算，并作弯矩图。

答案4:如图2.5所示，利用刚架的对称性，先取半刚架后，再用力矩分配法计算，并作弯矩图。

各杆EI =常数。

答案第3章测试题一.判断题1:平行移动荷载是指大小、方向均不变，但位置可任意移动的荷载。

答案否2:最不利荷载位置是指某指定截面上的指定量值有最大值或最小值（即绝对值最大）时的荷载位置。

答案是3:简支梁的弯矩包络图必须包含绝对最大弯矩在内。

答案是4:机动法作静定结构的影响线的原理是刚体虚位移的原理。

答案是二.填空题1:若某荷载是某量值z有最大值的临界荷载，则该荷载在影响线的某_______位置时，是z有最大值的_______荷载位置。

答案顶点。

最不利2:简支梁的绝对最大弯矩，是简支梁_______截面的_______弯矩中的______值。

答案所有。

最大。

最大3:图3.1所示为伸臂梁截面C的剪力影响线。

图3.1中任一截面k处的竖标yk表示单位力Fp= 1移至_______处时引起的_______截面上的剪力的大小。

答案k。

C4:全部由直线组成的影响线图是_______结构的影响线。

超静定结构的影响线是_______图形。

答案静定。

曲线三.简答题1:图3.2(a)所示为简支梁C截面作用一单位集中荷载下的弯矩图；图3.2(b)所示为C截面的弯矩影响线图。

分别说明两图在同一截面D处的竖标y1，y2所表示的意义。

答案答弯矩图（a）中的竖标y1表示在恒载FP= 1作用下，梁车D，辑面处的弯矩值的大小。

影响线图(b)中的竖标y2表示当单位移动荷载移动至D截面时引起的C截面上的弯矩值的大小。

2:简述在间接荷载作用下结构的影响线的制作步骤。

答案①作主梁在直接荷载作用下的影响线图；②将直接影响线在相邻结点处的竖标两两连直线。

3:简述内力包络图的概念。

答案内力包络图是指在给定的轸动荷载作用下，结构的所有截面关于某一指定内力最大(或最小）值竖标与基线围成的图形。

内力包络图表示在某移动荷载作用下，某指定内力在所有截面上的变化范围，外轮廓线表明该内力在所有截面达到的极限范围。

4:绘出图3.3所示连续梁下列量值的影响线轮廓:FQB, MB, Mk, FQk。

答案如图T.3所示。

四.计算题1:作图3.4所示伸臂梁下列量值的影响线图:FBy ，MC，FQC，MB，F lQB，F rQB。

答案如图T.4所示。

2:作图3.5所示悬臂梁下列量值的影响线图:FAy ，MA，FQC，MC。

答案如图T.5所示。

3:作图3.6所示静定梁下列量值的影响线图:Mk1，Mk2，MA，FQk2。

答案如图T.6所示。

4:作图3.7所示静定梁的剪力FQC 、弯矩MC的影响线图。

答案如图T.7所示。

5:如图3.8所示，试作梁AB在间接荷载作用时的下列量值的影响线图FBy，MD ，FQD，F lQC，F rQC。

答案如图T.8所示。

6:求图3.9所示简支梁在移动荷载作用下C截面的最大弯矩和最大剪力以及相应的最不利荷载位置。

已知:FP1 = 40 kN,FP2= 60 kN,Fp3= 20 kN,Fp4= 30 kN，荷载之间的间距均等干 2m。

答案=242.5 kNm，=80.83kN，=-28.33kN 最不利荷载位置如图T.9所示。

7:求图3.10所示简支梁的绝对最大弯矩。

答案=426.67kN，a=m如图T.10所示。

第4章测试题一.判断题1:汇交于同一结点上的单元叫做该结点的相关单元。

结构刚度矩阵中的主子k等于交ii于结点i的相关单元在i端的主子块之和。

答案是2:若仅考虑杆件的弯曲变形，图4.1所示刚架在矩阵位移法中的基本未知量与传统位移法的基本未知量相同，写成列向量的形式为 (注:△dh为结点D和C的水平位移）答案是3:图4.1示中刚架的结点力向量为FP = {FPM}T。