西南大学网络教育在线作业答案结构力学.docx
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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。
第一步:
去掉原结构多出约束,代之以多出未知力,得到静定基础体系。
第二步:
基础体系和原结构变形相同,尤其是基础体系上与多出未知力对应位移与原超静定结构上多出约束处位移条件一致,这是确定多出未知力大小依据。
通常情况下,当原结构上在多出约束处没有支座位移时,则基础体系应满足变形条件是:
与多出未知力对应位移为零。
5、简述结构力学研究方法。
答:
结构力学问题研究手段包含理论分析、试验研究和数值计算,本课程只进行理论分析和计算。
结构力学计算方法很多,但都要考虑以下三方面条件:
（1）力系平衡条件或运动条件。
（2）变形几何连续条件。
（3）应力与变形间物理条件（本构方程）。
利用以上三方面进行计算,又称为"平衡-几何”解法。
采取虚功和能量形式来表述时候,则称为"虚功-能量”解法。
伴随计算机深入发展和应用,结构力学计算由过去手算正逐步由计算机所替换,本课程学习将为深入学习和掌握其她现代结构分析方法打下基础。
6、简述位移法计算超静定刚架通常步骤。
答:
用位移法计算超静定刚架步骤以下:
1）确定基础未知量;2）由转角位移方程,写出各杆端力表示式;3）在由结点角位移处,建立结点力矩平衡方程,在由结点线位移处,建立截面剪力平衡方程, 得到位移法方程;4）解方程,求基础未知量;5）将已知结点位移代入各杆端力表示式,得到杆端力;6）按杆端力作弯矩图;7）校核。
5:
[单选题]
1、图示结构,A截面转角方向是图 （ ）
A:
等于0
B:
顺时针
C:
逆时针
D:
不能确定
参考答案:
B
6:
[单选题]
2、图示两结构相同是 图 （ ）
A:
剪力
B:
轴力
C:
C点竖向位移
D:
弯矩
参考答案:
D
7:
[单选题]3、图所表示体系几何组成为（ ）
A:
几何不变,无多出约束;
B:
几何不变,有多出约束;
C:
瞬变体系;
D:
常变体系。
参考答案:
B
8:
[单选题]4、图示对称结构,力法求解时,未知量最少为 （ ）
A:
12
B:
8
C:
4
D:
2
参考答案:
D
9:
[判定题]
1、力法和位移法既能用于求超静定结构内力,又能用于求静定结构内力 。
（ ）
参考答案:
错误
10:
[判定题]2、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。
参考答案:
正确
11:
[判定题]3、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基础体系。
图
参考答案:
错误
12:
[判定题]4、体系几何组成份析中,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。
参考答案:
错误
13:
[判定题]5、体系多出约束对体系计算自由度、自由度及受力状态都没有影响,故称多出约束。
参考答案:
错误
14:
[判定题]6、不受外力作用任何结构,内力一定为零。
（ ）
参考答案:
错误
15:
[判定题]
7、引发结构变形原因只有三种:
荷载作用、温度改变和支座位移。
（ ）
参考答案:
错误
16:
[判定题]
8、虚位移原理中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。
（ ）
参考答案:
正确1:
[填空题]
1、结构是 。
参考答案:
建筑物和工程设施中承受、传输荷载而起骨架作用部分称为工程结构,简称结构。
比如房屋中梁柱体系,水工建筑物中挡土墙、闸门和水坝,公路和铁路上桥梁和隧洞等等。
2:
[填空题]
2、自由度S 是 。
参考答案:
指体系运动时,能够独立改变几何参数数目; 即确定体系位置所需独立坐标数目。
3:
[填空题]
3、结构位移是 。
参考答案:
结构在荷载、温度改变、支座移动与制造误差等多种原因作用下发生变形,所以结构上个点位置会有变动。
这种位置变动称为位移。
4:
[填空题]
4、功互等定理是 。
参考答案:
第一状态外力在第二状态位移上所做功等于第二状态外力在第一状态位移上所做功。
即W12=W21
5:
[填空题]5、转动刚度是 。
参考答案:
表示杆端对转动抵御能力。
在数值上等于使杆端产生单位角度j=1时,在该杆端所需施加力矩,用Sij表示
6:
[填空题]
6、活载是 。
参考答案:
是建筑物在施工和使用期间可能存在可变荷载,如吊车荷载、结构上人群、风、雪等荷载。
7:
[填空题]7、刚结点是 。
参考答案:
连接各杆端既不能相对移动,又不能相对转动;既能够传输力,又可传输力矩。
8:
[填空题]
8、超静定结构是 。
参考答案:
在几何组成上是几何不变、有多出约束体系,其全部支反力和内力均不可由静力平衡条件唯一确定,还须补充其她条件。
9:
[填空题]9、分配系数是 。
参考答案:
杆ij转动刚度与汇交于i结点全部杆件转动刚度之和比值。
10:
[填空题]10、形常数是 。
参考答案:
由单位杆端位移引发单跨超静定梁杆端力,称为形常数。
11:
[判定题]8、力矩分配法中分配系数、传输系数与外来原因（荷载、温度改变等）相关。
参考答案:
错误
12:
[判定题]
3、图3（a）所表示超静定梁变形与图3（b）所表示静定梁
变形相同。
（ ）
参考答案:
错误
13:
[判定题]6、有多出约束体系一定是几何不变体系。
参考答案:
错误
14:
[判定题]
2、图2所表示结构 ,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基础体系。
（ ）
参考答案:
错误
15:
[判定题]
4、 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。
（ ）
参考答案:
正确
16:
[判定题]
5、力法和位移法既能用于求超静定结构内力,又能用于求静定结构内力 。
（ ）
参考答案:
错误
17:
[判定题]7、静定结构内力与荷载相关,而与材料性质、截面形状及大小无关。
参考答案:
正确
18:
[判定题]
1、图1所表示体系为无多出约束几何可变体系。
（ ）
参考答案:
错误
1:
[判定题]
3、图3（a）所表示超静定梁M图与图3（b）所表示静定梁M图相同。
（ ）图3
参考答案:
正确
2:
[单选题]
4、图7中图A～图所表示结构均可作为图7（a）所表示结构力法基础结构,使得力法计算最为简便基础结构是（ ） 图7
A:
A
B:
B
C:
C
D:
D
参考答案:
C
3:
[判定题]
6、结构只在荷载作用下,力法经典方程中系数与自由项,有与结构刚度相关,有与结构刚度无关。
（ ）
参考答案:
错误
4:
[判定题]
7、增加各杆刚度,则结构结点位移就一定降低。
（ ）
参考答案:
错误
5:
[判定题]
8、有变形就有应力,有应力就有变形。
（ ）
参考答案:
错误
6:
[单选题]2、图5所表示梁受外力偶作用,其正确弯矩图形状应为（ ）
A:
A
B:
B
C:
C
D:
D
参考答案:
C
7:
[单选题]
3、图6所表示结构,B截面转角方向是（ ）图6
A:
顺时针
B:
逆时针
C:
等于0
D:
不能确定
参考答案:
B
8:
[单选题]
1、图4所表示体系几何组成是（ ）图4
A:
无多出约束几何不变体系
B:
几何可变体系
C:
有多出约束几何不变体系
D:
瞬变体系
参考答案:
A
9:
[判定题]
2、图2所表示体系是一个静定结构。
（ ）
参考答案:
错误
10:
[判定题]
4、位移法和力矩分配法只能用于求超静定结构内力,不能用于求静定结构内力 。
（ ）
参考答案:
错误
11:
[判定题]
5、有变形就有应力,有应力就有变形。
（ ）
参考答案:
错误
12:
[判定题]
1、图1所表示体系,去掉其中任意一根支座链杆后,剩下部分都是几何不变无多出约束体系。
（ ）
参考答案:
错误
1:
[叙述题]1、用力法求解并作出图7所表示超静定结构弯矩图,EI=常数。
L
L
L
2P
参考答案:
34.doc
2:
[叙述题]
2、用力法计算并作图示结构M图。
各杆EI均为常数。
参考答案:
36.doc
3:
[判定题]14、虚位移原理中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。
参考答案:
正确
4:
[判定题]13、引发结构变形原因只有三种:
荷载作用、温度改变和支座位移。
参考答案:
错误
5:
[判定题]12、不受外力作用任何结构,内力一定为零。
参考答案:
错误
6:
[判定题]11、体系多出约束对体系计算自由度、自由度及受力状态都没有影响,故称多出约束。
参考答案:
错误
7:
[判定题]10、体系几何组成份析中,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。
参考答案:
错误
8:
[判定题]9、力法和位移法基础未知量是相同。
参考答案:
错误
9:
[判定题]8、任意两根链杆交点都能够看作虚铰。
参考答案:
错误
10:
[判定题]7、力矩分配中传输系数等于传输弯矩与分配弯矩之比,它与外因无关。
参考答案:
正确
11:
[判定题]6、用力法解超静定结构时,只能采取多出约束力作为基础未知量。
参考答案:
错误
12:
[判定题]5、实际工程中桁架结构,只有轴力,没有弯矩和剪力。
参考答案:
错误
13:
[判定题]4、简支斜梁,在竖向荷载作用下,其内力与等跨度且同荷载水平简支梁相同。
参考答案:
错误
14:
[判定题]1、位移法方程主系数可能》0或《0。
参考答案:
错误
15:
[判定题]3、当上部体系只用不交于一点也不全平行三根链杆与大地相连时,只需分析上部体系几何组成,就能确定原体系几何组成。
参考答案:
正确
16:
[判定题]2、用力法计算超静定结构时,其基础未知量是未知结点位移。
参考答案:
错误
单项选择题
图1图2图3
图4图5
图6图7
1、图1所表示计算简图是:
（）
A、为无多出约束几何不变体系。
结构多出约束数为0,自由度数为0。
B、为无多出约束几何可变体系。
结构多出约束数为0,自由度数为1。
C、为有多出约束几何不变体系。
结构多出约束数为1,自由度数为0。
D、为有多出约束几何可变体系。
结构多出约束数为0,自由度数为1。
2、图2所表示结构超静定次数、未知结点位移数是:
（）
A、超静定次数是0、未知结点位移数是0。
B、超静定次数是1、未知结点位移数是0。
C、超静定次数是1、未知结点位移数是1。
D、超静定次数是1、未知结点位移数是0。
3、图3所表示梁,
:
（）
A、
。
B、
。
C、
。
D
。
4、图4所表示结构,分配系数
（）
A、
。
B、
。
C、
。
D、
。
5、用图乘法求位移必需条件之一是:
（）
A、单位荷载下弯矩图为一直线;B、结构可分为等截面直杆段;
C、全部杆件EI为常数且相同;D、结构必需是静定。
6、图5示结构截面K弯矩（下侧受拉为正）为（ ）
A、0 B、M C、2M D、－M
7、图6所表示两个刚架关系是（ ）
A、内力相同,变形也相同B、内力相同,变形不一样
C、内力相同,变形相同D、内力不一样,变形也不相同
8、位移法基础结构是（ ）
A、静定刚架 B、单跨静定梁组合体
C、单跨超静定梁组合体 D铰结体系
9、图7所表示结构超静定次数为（）
A、3 B、 2 C、4 D、5
10、导出单位荷载法原理是（）
A、虚位移原理 B、虚力原理 C、叠加原理 D、静力平衡条件
参考答案:
1、A 2、D 3、C 4、D 5、B 6、B 7、B 8、C 9、C 10、 B
名词解释
1、结构计算简图:
实际结构往往是很复杂,进行力学计算以前,必需加以合适地简化,忽略次要原因,显示其基础特点,用一个简化图形来替换实际结构,这个图形称为结构计算简图。
2、几何不变体系:
在不考虑材料应变条件下,在任意荷载作用下,几何形状和位置保持不变体系。
3、自由度:
是指物体或体系运动时能够独立改变几何参数数目。
即确定物体或体系位置所需独立坐标数。
4、约束（或联络）用于限制体系运动装置
5、叠加原理:
结构中有一组荷载（外力、温度、支座沉陷等）产生内力或位移等于每一荷载单独作用产生内力或位移总和。
6、超静定结构:
在几何组成上是几何不变、有多出约束体系,其全部支反力和内力均不可由静力平衡条件唯一确定,还须补充其她条件。
7、桁架:
一个由杆件相互在两端用铰链连接而成结构。
桁架由直杆组成通常含有三角形单元平面或空间结构,桁架杆件关键承受轴向拉力或压力,从而能充足利用材料强度,在跨度较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度。
8、结构位移:
结构上点位置移动（线位移）或截面转动（角位移）。
关键由荷载作用、温度改变、支座沉陷、结构构件尺寸误差以及结构材料性质随时间改变等原因引发。
9、对称荷载:
所谓对称荷载是指荷载绕对称轴对折后,左右两部分荷载相互重合,含有相同作用点、相同数值和相同方向。
10、转动刚度（Sij）:
表示杆端对转动抵御能力。
在数值上等于使杆端产生单位角度j=1时,在该杆端所需施加力矩,用Sij表示。
11、结构:
建筑物和工程设施中承受、传输荷载而起骨架作用部分称为工程结构,简称结构
12、几何可变体系:
在任意荷载作用下,即使不考虑材料应变,它形状和位置也是能够改变。
13、刚片:
平面刚体又称为刚片。
14、静定结构:
静定结构:
在几何组成上是几何不变、无多出约束体系,其全部支反力和内力均可由静力平衡条件唯一确定。
15、形常数:
由单位杆端位移引发单跨超静定梁杆端力,称为形常数
16、内力:
相互作用力因为外力作用而引发变量。
17、刚架:
由若干直杆,部分或全部用刚结点连接而成几何不变体系。
18、虚功互等定理:
第一状态外力在第二状态位移上所做功等于第二状态外力在第一状态位移上所做功。
即W12=W21
19、虚铰:
联结两个钢片两根链杆作用相当于在其交点处一个单铰
20、分配系数:
杆ij转动刚度与汇交于i结点全部杆件转动刚度之和比值。
21、活载:
是建筑物在施工和使用期间可能存在可变荷载,如吊车荷载、结构上人群、风、雪等荷载。
22、刚结点:
连接各杆端既不能相对移动,又不能相对转动;既能够传输力,又可传输力矩。
几何组成份析:
图1图2图3
解:
对图1所表示体系进行几何组成份析时,可把地基作为一个刚片,当中T字形部分BCE作为一个刚片。
左边AB部分虽为折线,但本身是一个刚片而且只用两个铰与其她部分相联,所以它实际上与A、B两铰连线上一根链杆（如图中虚线所表示）作用相同。
同理,右边CD部分也相当于一根链杆。
这么,此体系便是两个刚片用AB、CD和EF三根链杆相联而组成,三杆不全平行也不一样交于一点,故为几何不变体系,而且没有多出约束。
对图2所表示体系有:
去二元体DEBF;去二元体FBC;去二元体CB;AB杆件与地基刚接组成刚片;整个体系为无多出约束几何不变体系。
AB为基础部分,其它为隶属部分。
对图3所表示体系有:
DE杆件与地基组成几何不变体系;CB刚片与地基之间用AB链杆和C处两个平行链杆相连接,三个链杆不平行也不交与一点满足二刚片规则,故CB与地基组成几何不变体系;BD链杆为多出联络;故整个体系为有一个多出约束几何不变体系。
超静定结构求解:
（1）用力法作图1所表示结构M图.EI=常数。
（2）用位移法（利用对称性）计算图2所表示结构并画弯矩图。
（EI=常数）
图1图2
1、解:
因为结构对称荷载反对称,可利用对称性以下
对称半结构用位移法求解
对称弯矩图
2、解:
（1）将通常荷载分为对称和反对称荷载。
在对称荷载作用下,
只有横梁受压力（25kN）,弯矩为零;在反对称荷载作用下,取半结构计算。
设基础未知位移
顺时针为正,水平位移
不作为未知量。
（2）杆端弯矩
（3）位移法方程
解得
（4）最终弯矩
（5）作内力图
结构位移求解:
（1）试求如图1所表示外伸梁C点竖向位移
。
梁EI为常数。
（2）已知图2所表示结构,
求B点水平位移。
图1图2
1、解
作
和
图,分别如图（b）、（c）。
BC段
图是标准二次抛物线图形;AB段
图不是标准二次抛物线图形,现将其分解为一个三角形和一个标准二次抛物线图形。
由图乘法可得
2、解:
单位和荷载弯矩图,用图乘可求得:
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