1、西南大學網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學院課程考試試題卷學號：1528162613004姓名：許愛民層次：專升本類別：網(wǎng)教專業(yè)： 土木工程201 6年 6月課程名稱【編號】：結(jié)構(gòu)力學【 0729】A卷大作業(yè)滿分： 100 分一、名詞解釋：本大題共10 個名詞，請任選 5 個作答，每個 4 分，共計 20 分。1、結(jié)構(gòu)的計算簡圖2 、幾何不變體系3、自由度4、約束（或聯(lián)系）5 、疊加原理6、超靜定結(jié)構(gòu)7、桁架8、結(jié)構(gòu)位移9、對稱荷載10、轉(zhuǎn)動剛度(S ij )答：1、結(jié)構(gòu)的計算簡圖：實際結(jié)構(gòu)往往是很復雜的, 進行力學計算以前，必須加以適當?shù)睾喕雎源我蛩兀@示其基本的特點，用一個簡化的圖形來代替實際結(jié)構(gòu)，這

2、個圖形稱為結(jié)構(gòu)的計算簡圖。2、幾何不變體系：在不考慮材料應(yīng)變的條件下，在任意荷載作用下，幾何形狀和位置保持不變的體系。3、自由度：是指物體或體系運動時可以獨立變化的幾何參數(shù)的數(shù)目。即確定物體或體系位置所需的獨立坐標數(shù)。4、約束（或聯(lián)系）用于限制體系運動的裝置5、疊加原理：結(jié)構(gòu)中有一組荷載（外力、溫度、支座沉陷等）產(chǎn)生的內(nèi)力或位移等于每一荷載單獨作用產(chǎn)生的內(nèi)力或位移的總和。6、超靜定結(jié)構(gòu)：在幾何組成上是幾何不變、有多余約束的體系，其全部支反力和內(nèi)力均不可由靜力平衡條件唯一確定，還須補充其他條件。7、桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結(jié)構(gòu)。桁架由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結(jié)構(gòu)

3、， 桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力， 從而能充分利用材料的強度， 在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。8、結(jié)構(gòu)位移：結(jié)構(gòu)上點的位置的移動( 線位移 ) 或截面的轉(zhuǎn)動（角位移）。主要由荷載作用、溫度變化、支座沉陷、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的誤差以及結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)隨時間的變化等原因引起。9、對稱荷載：所謂對稱荷載是指荷載繞對稱軸對折后，左右兩部分的荷載彼此重合，具有相同的作用點、相同的數(shù)值和相同的方向。10、轉(zhuǎn)動剛度(Sij)：表示桿端對轉(zhuǎn)動的抵抗能力。在數(shù)值上等于使桿端產(chǎn)生單位角度j=1 時，在該桿端所需施加的力矩，用Sij表示。二、簡答題：本大題共3 小題，請任選 2 小題作答，每題10 分

4、，共 20 分。1、簡述剛架內(nèi)力計算步驟。2、簡述計算結(jié)構(gòu)位移的目的。3、如何確定位移法基本未知量。1、簡述剛架內(nèi)力計算步驟。答：（ 1）求支座反力。簡單剛架可由三個整體平衡方程求出支座反力，三鉸剛架及主從剛架等，一般要利用整體平衡和局部平衡求支座反力。（2）求控制截面的內(nèi)力。控制截面一般選在支承點、結(jié)點、集中荷載作用點、 分布荷載不連續(xù)點。控制截面把剛架劃分成受力簡單的區(qū)段。運用截面法或直接由截面一邊的外力求出控制截面的內(nèi)力值。（3）根據(jù)每區(qū)段內(nèi)的荷載情況，利用 零平斜彎”及疊加法作出彎矩圖。作剛架Q、 N圖有兩種方法，一是通過求控制截面的內(nèi)力作出；另一種方法是首先作出M圖；然后取桿件為分離

5、體，建立矩平衡方程，由桿端彎矩求桿端剪力；最后取結(jié)點為分離體，利用投影平衡由桿端剪力求桿端軸力。當剛架構(gòu)造較復雜（如有斜桿），計算內(nèi)力較麻煩事，采用第二種方法。（ 4）結(jié)點處有不同的桿端截面。各截面上的內(nèi)力用該桿兩端字母作為下標來表示，并把該端字母列在前面。（5）注意結(jié)點的平衡條件。2、簡述計算結(jié)構(gòu)位移的目的。答：(1) 驗算結(jié)構(gòu)的剛度。 校核結(jié)構(gòu)的位移是否超過允許限值， 以防止構(gòu)件和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形而影響結(jié)構(gòu)的正常使用。 (2) 為超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析打基礎(chǔ)。 超靜定結(jié)構(gòu)的計算要同時滿足平衡條件和變形連續(xù)條件。 (3) 結(jié)構(gòu)制作、施工過程中也常需先知道結(jié)構(gòu)的位移。3、如何確定位移法基本未知

6、量。答：（ 1）在剛結(jié)點處加上剛臂。（2）在結(jié)點會發(fā)生線位移的方向上加上鏈桿。（3）附加剛臂與附加鏈桿數(shù)目的總和即為基本未知量數(shù)目。確定線位移的方法（1）由兩個已知不動點所引出的不共線的兩桿交點也是不動點。（ 2）把剛架所有的剛結(jié)點（包括固定支座）都改為鉸結(jié)點，如此體系是一個幾何可變體系，則使它變?yōu)閹缀尾蛔凅w系所需添加的鏈桿數(shù)目即等于原結(jié)構(gòu)的線位移數(shù)目。三、分析計算題：本大題共3 小題，每小題 20 分，共計 60 分。1、幾何組成分析：本題共3 個體系如圖1，圖 2，圖 3 所示，任選2 個進行分析，每個10 分，計 20分。圖 1圖 2圖 3解：對圖 1 所示體系進行幾何組成分析時，可把地

7、基作為一個剛片，當中的T 字形部分BCE作為一個剛片。左邊的AB 部分雖為折線，但本身是一個剛片而且只用兩個鉸與其他部分相聯(lián)，因此它實際上與A、 B兩鉸連線上的一根鏈桿（如圖中虛線所示）的作用相同。同理，右邊的CD部分也相當于一根鏈桿。這樣，此體系便是兩個剛片用AB、CD和 EF三根鏈桿相聯(lián)而組成，三桿不全平行也不同交于一點，故為幾何不變體系，而且沒有多余約束。對圖 2 所示體系有：去二元體DEBF；去二元體FBC；去二元體CB；AB桿件與地基剛接構(gòu)成剛片；整個體系為無多余約束的幾何不變體系。AB 為基本部分，其它為附屬部分。對圖 3 所示體系有： DE桿件與地基構(gòu)成幾何不變體系；CB剛片與地

8、基之間用AB 鏈桿和 C 處兩個平行鏈桿相連接，三個鏈桿不平行也不交與一點滿足二剛片規(guī)則，故CB與地基構(gòu)成幾何不變體系；BD鏈桿為多余聯(lián)系；故整個體系為有一個多余約束的幾何不變體系。2、結(jié)構(gòu)位移求解：本題共2 題，任選 1 題作答，計20 分。（ 1）試求如圖4 所示外伸梁C點的豎向位移Cy 。梁的EI 為常數(shù)。（ 2）已知圖5 所示結(jié)構(gòu)，EI2.1 104 kN m 2 ,q10 kN/m 求 B 點的水平位移。圖 4圖 51、解BB 120602406802M PM 1作 M P 和 M 圖，分別如圖 (b) 、(c) 。BC段 M P 圖是標準二次拋物線圖形；AB段 M P 圖不是標準二

9、次拋 物 線 圖 形 ， 現(xiàn) 將 其 分 解 為 一 個 三 角 形 和 一 個 標 準 二 次 拋 物 線 圖 形 。 由 圖 乘 法 可 得11 ql23l22l2llql1 qlCy382838l28lEI43ql 4( )128EI2、解：單位和荷載彎矩圖，用圖乘可求得：2970B0.14 mEI3、超靜定結(jié)構(gòu)求解：本題共2 題，任選1 題作答，計20 分。（1）用力法作圖6 所示結(jié)構(gòu)的M圖 . EI=常數(shù)。（ 2）用位移法 ( 利用對稱性 ) 計算圖 7 所示結(jié)構(gòu)并畫彎矩圖。（EI=常數(shù)）圖 6圖 71、解：因為結(jié)構(gòu)對稱荷載反對稱，可利用對稱性如下2、解：（ 1）將一般荷載分為對稱和反對稱荷載。在對稱荷載作用下，只有橫梁受壓力（25k N ） , 彎矩為零；在反對稱荷載作用下，取半結(jié)構(gòu)計算。設(shè)基本未知位移C 順時針為正，水平位移C 不作為未知量。（ 2） 桿端彎矩i ACEI, iCEEIM CAi AC C25 12 ，1252q2qq對稱半結(jié)構(gòu)用位移法求解q2ql2/724ql2/72對稱彎矩圖qqqqr11Z1R1P0r116iR1Pql 2 /12Z 1ql 2/ 72iMM 1Z1M P2ql2/724ql 2/7