结构力学课后习题答案.docx
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结构力学课后习题答案
习题
7-1试确定图示结构的位移法基本未知量数目,并绘出基本结构。
(a)(b)(c)
1个角位移3个角位移,1个线位移4个角位移,3个线位移
(d)(e)(f)
3个角位移,1个线位移2个线位移3个角位移,2个线位移
(g)(h)(i)
一个角位移,一个线位移一个角位移,一个线位移三个角位移,一个线位移
7-2试回答:
位移法基本未知量选取的原则是什么?
为何将这些基本未知位移称为关键位移?
是否可以将静定部分的结点位移也选作位移法未知量?
7-3试说出位移法方程的物理意义,并说明位移法中是如何运用变形协调条件的。
7-4试回答:
若考虑刚架杆件的轴向变形,位移法基本未知量的数目有无变化?
如何变化?
7-5试用位移法计算图示结构,并绘出其内力图。
(a)
解:
(1)确定基本未知量和基本结构
有一个角位移未知量,基本结构见图。
(2)位移法典型方程
(3)确定系数并解方程
(4)画M图
(b)
解:
(1)确定基本未知量
1个角位移未知量,各弯矩图如下
(2)位移法典型方程
(3)确定系数并解方程
(4)画M图
(c)
解:
(1)确定基本未知量
一个线位移未知量,各种M图如下
(2)位移法典型方程
(3)确定系数并解方程
(4)画M图
(d)
解:
(1)确定基本未知量
一个线位移未知量,各种M图如下
(2)位移法典型方程
(3)确定系数并解方程
(4)画M图
(e)
解:
(1)确定基本未知量
两个线位移未知量,各种M图如下
(2)位移法典型方程
(3)确定系数并解方程
代入,解得
(4)画M图
7-6试用位移法计算图示结构,并绘出M图。
(a)
解:
(1)确定基本未知量
两个角位移未知量,各种M图如下
(2)位移法典型方程
(3)确定系数并解方程
代入,解得
(4)画最终弯矩图
(b)
解:
(1)确定基本未知量
两个位移未知量,各种M图如下
(2)位移法典型方程
(3)确定系数并解方程
代入,解得
(4)画最终弯矩图
(c)
解:
(1)确定基本未知量
两个位移未知量,各种M图如下
(2)位移法典型方程
(3)确定系数并解方程
代入,解得
(4)求最终弯矩图
(d)
解:
(1)确定基本未知量
两个位移未知量,各种M图如下
(2)位移法典型方程
(3)确定系数并解方程
代入,解得
(4)求最终弯矩图
(e)
解:
(1)确定基本未知量
两个角位移未知量,各种M图如下
(2)位移法典型方程
(3)确定系数并解方程
代入,解得
(4)求最终弯矩图
7-7试分析以下结构内力的特点,并说明原因。
若考虑杆件的轴向变形,结构内力有何变化?
(a)(b)(c)
(d)(e)(f)
7-8试计算图示具有牵连位移关系的结构,并绘出M图。
(a)
解:
(1)画出
图
由图可得:
由图可知:
(2)列方程及解方程组
解得:
(3)最终弯矩图
(b)
解:
C点绕D点转动,由Cy=1知,
知
求
知
(c)
解:
(1)作出各M图
(2)列出位移法方程
解得:
(3)最终M图
(d)
解:
基本结构选取如图所示。
作出
及
图如下。
由位移法方程得出:
作出最终M图
7-9试不经计算迅速画出图示结构的弯矩图形。
(a)
(b)
题7-9图
7-10试计算图示有剪力静定杆的刚架,并绘出M图。
解:
(1)画出
图
由图可知,得到各系数:
求解得:
(2)求解最终弯矩图
7-11试利用对称性计算图示刚架,并绘出M图。
(a)
解:
(1)利用对称性得:
(2)由图可知:
可得:
(3)求最终弯矩图
(b)
解:
(1)利用对称性,可得:
(2)由图可知,各系数分别为:
解得:
(3)求最终弯矩图如下
(c)
解:
(1)在D下面加一支座,向上作用1个单位位移,由于BD杆会在压力作用下缩短,所以先分析上半部分,如下图。
D点向上作用1个单位,设B向上移动x个单位,则
,得
个单位。
(2)同理可求出Mp图。
可得:
(3)求最终弯矩图
(d)
(e)
解:
(1)利用对称性,取左半结构
(2)由图可知:
解得:
(3)求得最终弯矩图
(f)
解:
由于Ⅱ不产生弯矩,故不予考虑。
只需考虑(Ⅰ)所示情况。
对(Ⅰ)又可采用半结构来计算。
如下图所示。
7-12试计算图示结构在支座位移作用下的弯矩,并绘出M图。
(a)
(b)
解:
(1)求
图。
(2)由图可知:
代入典型方程,得:
(3)求最终弯矩图
7-13试用位移法求作下列结构由于温度变化产生的M图。
已知杆件截面高度h=0.4m,EI=2×104kN·m2,α=1×10-5。
解:
(1)画出
图。
(2)求解各系数,得,
典型方程:
解得:
(3)求最终弯矩图
7-14试用混合法作图示刚架M图。
(注:
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