结构力学作业集

第一章测试题一.是非题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，表示位移法基本结构由和荷载分别单独作用时引起的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，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zj=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(当该两杆的轴线夹角满足_______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。略。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:简述位移法典型方程中kijzj的物理意义。答案3:判定图1.1所示结构的位移法基本未知量，并在图中标出基本未知量或绘出结构的位移法基本结构。答案4:答案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。答案四.分析计算题1:试列出图1.4结构的位移法方程，并求出系数和常数项。(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4:用位移法计算图1.7所示结构，并作弯矩图。答案5:用位移法计算图1.8所示结构，求出柱端弯矩。答案6:用位移法计算图1.9所示结构，并绘出弯矩图。答案7:对图1.10所对称结构先取半刚架，再用位移&计算，绘出结构的弯矩图。答案8:答案第二章测试题一.是非题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:力矩分配法中的称为_______，它表示杆抵抗转动的能力，在数值上等于在杆件的_______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。i。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_______时针转动趋势为正。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3:力矩分配法中的传递产生的_______端弯矩与_______端弯矩的比值。当远端为固定端或定向滑动支承时，分别等于_______和_______。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_______。答案略。略三.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开算结点力矩；④计算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.分析计算题1:计算图2.2所示刚架的力矩分配系数。答案2:角力矩分配法计算图2.3所示各结构，并绘出弯矩图。答案3:答案4:答案第三章测试题一.是非题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対最大弯矩在内。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:答案弯矩图(a)中的竖标y1表示在恒载FP=1作用下，梁在D截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缚点片的竖标两两连直线。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，结构的所有截面关手某一指定内力最大(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，外轮廓线表明该内为在所有截前达到的极限范围。4:答案四.分析计算题1:答案2:答案3:答案4:答案5:答案6:答案7:答案第四章测试题一.是非题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块等于汇交于结点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答案是3:答案否4:单元末端发生单位竖向位移时引起的在单元始端弯矩的大小。答案是二.填空题1:若图4.2所示刚架各单元整体坐标系下的单元刚度矩阵表示成式的子块形式，则图中结构刚度矩阵中子块_______,_______,_______,_______。答案略。略。略。02:如图4.3所示连续梁用传统位移法计算时的基本未知最数为_______个，用矩阵位移法计算时的基本未知量数为_______个。答案1。23:单元局部坐标系规定：使_______轴与_______轴重合，其坐标原点设在杆一端，该轴的正方向指向杆的另一端。答案x拔轴。杆轴4:等效结点荷载单独作用下所求得结构_______的上的位移等效于原结构，而相应的内力和任意一点的位移与原结构一般_______一致。答案结点。不三.简答题1:对以下给出的各单元，根据其受力和变形特点分别写出所用最简单元刚度矩阵：(1)连续梁单元；(2)桁架单元；(3)只考虑弯曲变形影响时刚架单元。答案2:一典型单元两端编码为用规定的符号和规则，写出局部坐标系下的单元杆端位移向量和杆端力向量。答案3:简述结构刚度矩阵中的物理意义以及任一的物理意义。答案4:试写出图4.4示连续梁的结构刚度矩阵。答案四.分析计算题1:用矩阵位移计算图4.5所示连续梁，并绘出弯矩图。答案2:用矩阵位移计算图4.6所示有突变截面单跨梁，绘制出弯矩图和剪力图。答案3:用矩阵位移计算图4.7所示衍架，求出各杆轴力。答案4:用矩阵位移法计算由4.8所示刚架，并绘出弯矩图。已知各杆E，I，L的均相同。(仅考虑杆件的弯曲变形)答案5:答案第五章测试题一.是非题1:力(荷载)的三要素(大小、方向和作用线)或其中任一要素若随时间变化，该荷载称为动力荷载。答案否2:结构的振动自由度是指振动过程中结构的质量可独立运动的方式。一般用来确定结构中质量在任一时刻位置的独立坐标数。答案是3:单自由度体系在简谐荷载作用下(有阻尼)其动力系数为答案是4:单自由度体系在简谐荷载作用下的动力系数既是结构的动位移又是结构的动内力影响系数。答案否5:结构的动位移与结构的自重无关。答案是6:主振型是指结构在简谐荷载作用下各质点相对位置不变的振动方式。答案否7:单自由度体系(无阻尼)在简谐荷载作用下，当荷载的频率大于结构的自振频率时，动位移与动荷载的方向相反。答案是8:用瑞利法(能量法)求得的结构自振频率总是大于精确解。答案是9:n个自由度体系有n各自振频率、n个主振型和n个共振区。答案是二.填空题1:图5.1所示体系的振动自由度数分别为图5.1(a)_______个，图5.1(b)_______个。答案2。22:建立结构振动微分方程的刚度法是以结构的_______为研究对象，根据质点的_______条件；柔度法是以_______为研究对象，考虑由动荷载和_______力(无阻尼)引起的质点动位移。答案质点。动平衡。原体系(结构整体)。惯性3:结构自身固有的动力特性是_______、_______和_______。答案自振频率。振型。阻尼4:结构的自振频率与结构的_______成正比，与结构的_______成反比。答案刚度。质暈5:单自由度体系在简谐荷载作用下，当频比处于______________时为结构的共振区。答案零点七五。一点二五6:单自由度体系(有阻尼)在简谐荷载作用下，发生共振时的动力系数为_______。答案略7:多自由度体系的两个正交性可表示成_______和_______。答案略8:质量为m的单自由度体系(无阻尼)在荷载_______，_______。答案略9:体系的临界阻尼系数定义为，在小阻尼时的阻尼系数定义为_______，_______和_______的比值。答案略三.简答题1:附加链杆法判定结构的振动自由度和结构的位移法线位移未知量有什麽不同？答案位移法线位移未知量是结构自由结点的独立线位移数。用附加连杆法判定位移法线位移方法，是在结构的自由结点的未知线位移方向上附加链杆，致使结构上的结点线位移全等于零时的附加链杆数是结构的线位移数，附加链杆的轴线方向是结构原有的线位移方向。振动体系的自由度是质点的独立线位移数。用附加链杆法判定结构的振动自由度时，是在结构的自由结点和质量所在点的未知线位移方向上附加链杆。2:选择梁和刚架动力分析的计算简图判定其振动自由度时做了哪些相关的假设？答案(1)只考虑受弯杆件的弯曲变形。(2)且弯曲变形为小变形。(3)质点的转动效应不计。3:试确定图5.2所示各体系的振动自由度数，用画出振动曲线或注明动位移的方法表示。答案4:试画出图5.3所示各体系的主振型轮廓，并标出第一振型。答案5:答案6:答案7:答案四.分析计算题1:试建立图5.5所示体系的振动微分方程，并求出方程中的系数。答案2:计算图5.6所示各体系的自振周期和自振频率。答案3:计算图5.7所示体系的自振周期和自振频率。(只考虑质点在竖直方向的振动)答案4:计算图5.8所示体系在简谐荷载作用下的最大动位移