结构力学期末试题及答案

第1页共7页结构力学期末试题及答案一、选择题：（共10题，每题2分，共20分）如图所示体系的几何组成为。（A）几何不变体系，无多余约束（B）几何不变体系，有多余约束（C）几何瞬变体系（D）几何常变体系第1题2.图示外伸梁，跨中截面C的弯矩为（）A.7kNmB.10kNmC．14kNmD．17kNm第2题3.在竖向荷载作用下，三铰拱（）A.有水平推力B.无水平推力C.受力与同跨度、同荷载作用下的简支梁完全相同D.截面弯矩比同跨度、同荷载作用下的简支梁的弯矩要大4.在线弹性体系的四个互等定理中，最基本的是（）A.位移互等定理B.反力互等定理C.位移反力互等定理D.虚功互等定理5.比较图(a)与图(b)所示结构的内力与变形，叙述正确的为（）A.内力相同，变形不相同B.内力相同，变形相同C.内力不相同，变形不相同D.内力不相同，变形相同第2页共7页第5题6.静定结构在支座移动时，会产生（）A.内力B.应力C.刚体位移D.变形。7.图示对称刚架，在反对称荷载作用下，求解时取半刚架为（）A.图（a）B.图（b）C.图（c）D.图（d）题7图图（a）图（b）图（c）图（d）8.位移法典型方程中系数kij=kji反映了（）A.位移互等定理B.反力互等定理C.变形协调D.位移反力互等定理9.图示结构，各柱EI=常数，用位移法计算时，基本未知量数目是（）A.2B.4C.6D.8第9题第10题10.FP=1在图示梁AE上移动，K截面弯矩影响线上竖标等于零的部分为（）A．DE、AB段B．CD、DE段C．AB、BC段D．BC、CD段二、填空题：（共10题，每题2分，共20分）1.两刚片用一个铰和_________________相联，组成无多余约束的几何不变体系。2.所示三铰拱的水平推力FH等于_______________。EIEIEI22EIqllllq(a)(b)第3页共7页3.图示结构，当支座A发生转角时，引起C点的竖向位移为_____________。第2题第3题4.机动法作静定结构内力影响线依据的是_____________。5．静定结构在荷截作用下，当杆件截面增大时，其内力____________。6.图示梁截面C的剪力影响线在杆端D处的纵标值yD为_________。第6题第7题7.图示结构，各杆EI=常数，用位移法计算，基本未知量最少是_________个。8.图示结构用力法计算时，不能选作基本结构的是______。第8题(a)(b)(c)(d)9.对称结构在对称荷载作用下，若取对称基本结构并取对称与反对称未知力，则其中_____________未知力等于零。10.力矩分配法适用于_____________结构。三、问答题：（共2题，每题5分，共10分）1．图乘法的应用条件是什么？求变截面梁和拱的位移时可否用图乘法？2．超静定结构的内力只与各杆件的刚度相对值有关，而与它们的刚度绝对值无关，对吗？为什么？四、计算题：（1、2题8分，3题10分，4、5题12分,4题共计50分）aaaPF第4页共7页1．图示桁架，求1、2杆的轴力。2．图示刚架，求支座反力，并绘弯矩图。3．用力法计算图示刚架，并绘其M图，EI为常数。4．用位移法计算图示结构，并绘其弯矩图，EI为常数。5．用力矩分配法计算图示结构，并绘其弯矩图，EI为常数。EIABCD4m2m2m4m8kN/m8kN/m10kNEIEI10kN/mABCD2EIEI4m2m4mABCDGEFEIEIEIEIEA→∞4m2m2m4mllADBCEIEIEIFPlFP(1)(2)(3)(4)10kN/mllqABCDEFEI=常数=常数EIlql/2G2BAiiql1Zqi2iBAGk11Z1=1i4i2i22iGABql122F1PGAB212qlql24236ql22ql362ql36ql92236ql2ql362ql1818ql22ql1818ql2ADBEFC29ql28ql())(ql82)(ql8228ql()=6kN/mq=20kN4m3m3mABCPFEIEID第5页共7页答案一、选择题:（共10题，每小题2分，共20分）1.A2.D3.A4.D5.A6.C7.D8.B9.C10.C二、填空题（共10空，每空2分，共20分）1.不通过此铰的链杆2.FP/2（→）3.lθ（↓）4.刚体体系虚功原理5.不变6.-1/27.68.（c）9.反对称10.无侧移的超静定结构三、问答题：（共2题，每小题5分，共10分）1．图乘法的应用条件是什么？求变截面梁和拱的位移时可否用图乘法？答.图乘法的应用条件：1）杆轴线为直线，2）杆端的EI为常数3）MP和M图中至少有一个为直线图形。否。（7分）2．超静定结构的内力只与各杆件的刚度相对值有关，而与它们的刚度绝对值无关，对吗？为什么？答：不对。仅受荷载作用的超静定结构，其内力分布与该结构中的各杆刚度相对值有关；而受非荷载因素作用的超静定结构，其内力则与各杆刚度的绝对值有关。（7分）四、计算题.（1、2题8分，3题10分，4、5题12分,4题共计50分）1．图示桁架，求1、2杆的轴力。解：FN1=75KN，FN2=2135KN2．图示刚架，求支座反力，并绘弯矩图。解：FAy=22KN（↓）FAx=48KN（←）FBy=42KN（↑）最终的弯矩图为：第6页共7页3．用力法计算图示刚架，并绘其M图，EI为常数。解：原结构为1次超静定结构。选取基本体系如图(a)所示，基本方程为1111P0X。系数和自由项分别为11143EI，1P203EI解得1107X。弯矩图如图(d)所示。4．用位移法计算图示结构，并绘其弯矩图，EI为常数。解：(1)确定基本未知量数其基本未知量只有结点A的转角Z1。EIABCD4m2m2m4m8kN/m8kN/m10kNEIEI10kN/mABCD2EIEI4m2m4mABCDGEFEIEIEIEIEA→∞4m2m2m4mllADBCEIEIEIFPlFP(1)(2)(3)(4)10kN/m10kN/mABCD2EIEI1X1X=111120207107101(a)基本体系M图(b)PMM图(kN·m)(c)(d)图(kN·m)llqABCDEFEI=常数=常数EIlql/2G2BAiiql1Zqi2iBAGk11Z1=1i4i2i22iGABql122F1PGAB212qlql24236ql22ql362ql36ql92236ql2ql362ql1818ql22ql1818ql2ADBEFC29ql28ql())(ql82)(ql8228ql()第7页共7页(2)选择基本体系(3)建立典型方程(4)求系数和自由项iiik6241121P121qlF(5)解方程，求基本未知量iqlZ7221(6)作最后弯矩图M基本体系M1图MP图M图5．用力矩分配法计算图示结构，并绘其弯矩图，EI为常数。解：绘制弯矩图M为llqABCDEFEI=常数=常数EIlql/2G2BAiiql1Zqi2iBAGk11Z1=1i4i2i22iGABql122F1PGAB212qlql24236ql22ql362ql36ql92236ql2ql362ql1818ql22ql1818ql2ADBEFC29ql28ql())(ql82)(ql8228ql()llqABCDEFEI=常数=常数EIlql/2G2BAiiql1Zqi2iBAGk11Z1=1i4i2i22iGABql122F1PGAB212qlql24236ql22ql362ql36ql92236ql2ql362ql1818ql22ql1818ql2ADBEFC29ql28ql())(ql82)(ql8228ql()=6kN/mq=20kN4m3m3mABCPFEIEID－－－－－(0)21)(0+17.6717.673.170+4.83+4.83+9.6708(14.5)22.5+81/32/3CF总M杆端弯矩M传递弯矩M分配弯矩不平衡力矩MBM固端弯矩分配系数(12)21.21.617.673.17DCBA