1、結(jié)構(gòu)力學(xué)作業(yè)第1次作業(yè)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

2、桿端剪力求桿端軸力。當(dāng)剛架構(gòu)造較復(fù)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(biāo)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、力法的基本思路：答：（1）、解除多余約束代以基本未知力，確定基本結(jié)構(gòu)，基本體系；（2）、分析基本結(jié)構(gòu)在未知力和“荷載”共同作用下的變形，消除與原結(jié)構(gòu)的差別，建立力法典型方程；（3）、求解未知力，將超靜定結(jié)構(gòu)化為靜定結(jié)構(gòu)。    將超靜定結(jié)構(gòu)的計算轉(zhuǎn)化為靜定結(jié)構(gòu)的計算，首先選擇基本結(jié)構(gòu)和基本體系，然后利用基本體系與原結(jié)構(gòu)之間在多余約束方向的位移一致性和變形疊加列出力法典

3、型方程，最后求出多余未知力和原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。    第一步：去掉原結(jié)構(gòu)的多余約束，代之以多余未知力，得到靜定的基本體系。    第二步：基本體系和原結(jié)構(gòu)的變形相同，特別是基本體系上與多余未知力相應(yīng)的位移與原超靜定結(jié)構(gòu)上多余約束處的位移條件一致，這是確定多余未知力大小的依據(jù)。一般情況下，當(dāng)原結(jié)構(gòu)上在多余約束處沒有支座位移時，則基本體系應(yīng)滿足的變形條件是：與多余未知力相應(yīng)的位移為零。3、結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究方法：答：結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究方法主要有工程結(jié)構(gòu)的使用分析、實驗研究、理論分析和計算三種。在結(jié)構(gòu)設(shè)計和研究中，這三方面往往是交替進(jìn)行并且是相輔相成的進(jìn)行的。使用分析在結(jié)

4、構(gòu)的使用過程中，對結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的情況進(jìn)行分析比較和總結(jié)，這是易行而又可靠的一種研究手段。使用分析對結(jié)構(gòu)的評價和改進(jìn)起著重要作用。新設(shè)計的結(jié)構(gòu)也需要通過使用來檢驗性能。實驗研究能為鑒定結(jié)構(gòu)提供重要依據(jù)，這也是檢驗和發(fā)展結(jié)構(gòu)力學(xué)理論和計算方法的主要手段。實驗研究分為三類：模型實驗：將真實結(jié)構(gòu)或者它的一部分簡化為模型，然后按照設(shè)計要求或研究要求進(jìn)行加力實驗；真實結(jié)構(gòu)部件實驗：它有兩個任務(wù)，一是驗證模型實驗中所用簡化模型的可靠性，二是驗證理論設(shè)計計算的準(zhǔn)確性；真實結(jié)構(gòu)實驗：例如，飛機地面破壞實驗、飛行實驗和汽車的開車實驗等。(見結(jié)構(gòu)靜力實驗)結(jié)構(gòu)的力學(xué)實驗通常要耗費較多的人力、物力和財力，因此只能有限度

5、地進(jìn)行，特別是在結(jié)構(gòu)設(shè)計的初期階段，一般多依靠對結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行理論分析和計算。理論計算主要有兩方面內(nèi)容：計算模型工程結(jié)構(gòu)的形式很多，它們的聯(lián)結(jié)方式也各不相同。并且，在實際結(jié)構(gòu)中還存在局部的加強和削弱。因此，在理論計算時必須采用一些假設(shè)，把實際結(jié)構(gòu)簡化成理想的典型結(jié)構(gòu)，即簡化成計算模型，然后再進(jìn)行理論計算。如果簡化得合理，而且數(shù)學(xué)方法選用得當(dāng)，計算就比較容易，結(jié)果也能較接近實際。計算模型的選定，與所要采用的計算方法和計算工具有關(guān)。使用古典方法和解析數(shù)學(xué)，計算模型就不能太復(fù)雜；若使用有限元法和電子計算機，計算模型就可以包含更多的因素。目前，對于計算模型的選取尚無統(tǒng)一的方法，大多憑經(jīng)驗或通過對類似結(jié)構(gòu)

6、的比擬分析來確定，然后通過實驗加以驗證并改進(jìn)。計算方法計算模型確定后，就要進(jìn)行結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)部件的基本設(shè)計計算，即運用各種力學(xué)方法，求出結(jié)構(gòu)內(nèi)部的受力和變形狀態(tài)以及結(jié)構(gòu)的破壞極限載荷，用以檢驗真實結(jié)構(gòu)是否滿足工程設(shè)計的要求。最基本的結(jié)構(gòu)計算方法是位移法和力法。位移法適于編制通用程序，在大型電子計算機出現(xiàn)后發(fā)展較快；力法可以直接求出內(nèi)力，且誤差較小，也在發(fā)展中。4、簡述位移法計算超靜定剛架的一般步驟。答：位移法計算超靜定剛架的一般步驟用位移法計算超靜定剛架的步驟可歸納如下：1）確定基本未知量；2）由轉(zhuǎn)角位移方程，寫出各桿端力表達(dá)式；3）在由結(jié)點角位移處，建立結(jié)點的力矩平衡方程，在由結(jié)點線位移處，建立

7、截面的剪力平衡方程， 得到位移法方程；4）解方程，求基本未知量； 5）將已知的結(jié)點位移代入各桿端力表達(dá)式，得到桿端力； 6）按桿端力作彎矩圖；7）校核。二、選擇題1、如圖示結(jié)構(gòu)，A截面轉(zhuǎn)角方向是圖  （     ）   A：等于0     B：順時針     C：逆時針     D：不能確定  答案：B  2、圖示兩結(jié)構(gòu)相同的是  圖&#

8、160;       （     ）    A：剪力     B：軸力     C：C點豎向位移     D：彎矩  答案：D  3、圖所示體系的幾何組成為（      A：幾何不變，無多余約束；     B：幾何不變，有多余約束； 

9、60;   C：瞬變體系；     D：常變體系。  答案：B 4、圖示對稱結(jié)構(gòu)，力法求解時，未知量最少為  (      A：12     B：8     C：4     D：2  答案：D  三、判斷題1、力法和位移法既能用于求超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，又能用于求靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力 。（ 

10、; 錯   ）2、靜定結(jié)構(gòu)在非荷載外因（支座移動、溫度改變、制造誤差）作用下，不產(chǎn)生內(nèi)力，但產(chǎn)生位移。  （   正確  ）3、圖2所示結(jié)構(gòu) ，去掉其中任意兩根支座鏈桿后余下部分都可作為力法計算的基本體系。  （  錯   ）                           

11、                      4、體系幾何組成分析中，鏈桿都能看作剛片，剛片有時能看作鏈桿，有時不能看作鏈桿。 （   ）（錯誤）5、體系的多余約束對體系的計算自由度、自由度及受力狀態(tài)都沒有影響，故稱多余約束。  （   ）  正確答案：錯誤6、不受外力作用的任何結(jié)構(gòu)，內(nèi)力一定為零。（   ） 正確答案：錯誤7、引起結(jié)構(gòu)變形的因素只有三種：荷載

12、作用、溫度改變和支座位移。   （   ）  正確答案：錯誤8、虛位移原理中的虛功方程等價于靜力平衡方程，虛力原理中虛功方程等價于變形協(xié)調(diào)方程。 （   ）   正確答案：正確2015春結(jié)構(gòu)力學(xué)0729第二次作業(yè)答案1、結(jié)構(gòu)是建筑物和工程設(shè)施中承受、傳遞荷載而起骨架作用的部分稱為工程結(jié)構(gòu),簡稱結(jié)構(gòu)。例如房屋中的梁柱體系，水工建筑物中的擋土墻、閘門和水壩，公路和鐵路上的橋梁和隧洞等等。2、自由度S：所謂體系的自由度是指體系運動時，可以*改變的幾何參數(shù)的數(shù)目； 即確定體系位置所需*坐標(biāo)的數(shù)目。 3、

13、結(jié)構(gòu)的位移 ：結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化、支座移動與制造誤差等各種因素作用下發(fā)生變形，因而結(jié)構(gòu)上個點的位置會有變動。這種位置的變動稱為位移。4、功的互等定理：即第一狀態(tài)外力在第二狀態(tài)位移上所做的功等于第二狀態(tài)外力在第一狀態(tài)位移上所做的功。5、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。6、活載：活載是建筑物在施工和使用期間可能存在的可變荷載，如吊車荷載、結(jié)構(gòu)上的人群、風(fēng)、雪等荷載。7、剛結(jié)點：連接各桿端既不能相對移動，又不能相對轉(zhuǎn)動；既可以傳遞力，又可傳遞力矩。8、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，

14、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。9、分配系數(shù)（ij） 桿ij的轉(zhuǎn)動剛度與匯交于i結(jié)點的所有桿件轉(zhuǎn)動剛度之和的比值。10、形常數(shù)：由單位桿端位移引起的單跨超靜定梁的桿端力，稱為形常數(shù)。桿件的剛度矩陣，其中的系數(shù)稱為剛度系數(shù)，又稱為形常數(shù)。判斷題11、力矩分配法中的分配系數(shù)、傳遞系數(shù)與外來因素（荷載、溫度變化等）有關(guān)。（  錯   ）12、圖3（a）所示超靜定梁的變形與圖3（b）所示靜定梁的變形相同。（  錯  ）13、有多余約束的體系一定是幾何不變體系。（  錯&

15、#160;  ）14、圖2所示結(jié)構(gòu) ，去掉其中任意兩根支座鏈桿后余下部分都可作為力法計算的基本體系。  （  錯   ）圖315、靜定結(jié)構(gòu)在非荷載外因（支座移動、溫度改變、制造誤差）作用下，不產(chǎn)生內(nèi)力，但產(chǎn)生位移。 （  正確  ）16、力法和位移法既能用于求超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，又能用于求靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力 。（  錯誤  ）17、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與荷載有關(guān)，而與材料的性質(zhì)、截面的形狀及大小無關(guān)。（   

16、  ）。18、圖1所示體系為無多余約束的幾何可變體系。 （錯誤 ）2015春結(jié)構(gòu)力學(xué)0729第三次作業(yè)答案1、圖3（a）所示超靜定梁M圖與圖3（b）所示靜定梁M圖相同。（正確圖32、圖7中圖A圖所示結(jié)構(gòu)均可作為圖7（a）所示結(jié)構(gòu)的力法基本結(jié)構(gòu)，使得力法計算最為簡便的基本結(jié)構(gòu)是（C ）A:   A       B:   B        C:   C        D:

17、    D      圖73、結(jié)構(gòu)只在荷載作用下的，力法典型方程中的系數(shù)與自由項，有的與結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)，有的與結(jié)構(gòu)的剛度無關(guān)。（   錯   ）4、增加各桿剛度，則結(jié)構(gòu)的結(jié)點位移就一定減少。      （   錯   ）5、有變形就有應(yīng)力，有應(yīng)力就有變形。（  錯）6、圖5所示梁受外力偶作用，其正確的彎矩圖形狀應(yīng)為（   c  ）

18、60;  A：A  B：B   C：C  D：D  7、圖6所示結(jié)構(gòu)，B截面轉(zhuǎn)角方向是（   B  ）圖6   A：順時針  B：逆時針  C：等于0  D：不能確定        圖68、圖4所示體系的幾何組成是（  A   ）    A：無多余約束的幾何不變體系&#

19、160;    B：幾何可變體系     C：有多余約束的幾何不變體系             圖4   D：瞬變體系  9、圖2所示體系是一個靜定結(jié)構(gòu)。（錯   ）                        

20、60;                        10、位移法和力矩分配法只能用于求超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，不能用于求靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力 。( 錯 ）11、有變形就有應(yīng)力，有應(yīng)力就有變形。               （     錯   ）12、圖1所示體系，去掉其中任意一根

21、支座鏈桿后，剩下部分都是幾何不變無多余約束的體系。（  錯   ）2015春結(jié)構(gòu)力學(xué)0729第四次作業(yè)答案四、綜合運用題：用力法求解并作出圖10所示超靜定結(jié)構(gòu)的彎矩圖，EI=常數(shù)。LLL2P 圖10解： 原結(jié)構(gòu)可等價與下列兩結(jié)構(gòu)的疊加 PP圖2PP圖1圖2的彎矩圖等于零。 計算圖1，取半結(jié)構(gòu)，基本體系PLX=1MP圖PLPXM圖半結(jié)構(gòu) 基本體系 M圖 2、用力法計算并作圖示結(jié)構(gòu)的M圖。各桿EI均為常數(shù)。1、 位移法方程的主系數(shù)可能=0或=0。（  錯誤）2、用力法計算超靜定結(jié)構(gòu)時，其基本未知量是未知結(jié)點位移。（&#

22、160;   ）。3、當(dāng)上部體系只用不交于一點也不全平行的三根鏈桿與大地相連時，只需分析上部體系的幾何組成，就能確定原體系的幾何組成。（ 正確）4、簡支的斜梁，在豎向荷載作用下，其內(nèi)力與等跨度且同荷載的水平簡支梁相同。（×）5、實際工程中的桁架結(jié)構(gòu)，只有軸力，沒有彎矩和剪力。          （×   ）6、用力法解超靜定結(jié)構(gòu)時，只能采用多余約束力作為基本未知量。     （×    ）7、力矩分配中的傳遞系數(shù)等于

23、傳遞彎矩與分配彎矩之比，它與外因無關(guān)。       （   ）8、任意兩根鏈桿的交點都可以看作虛鉸。（錯誤）9、力法和位移法的基本未知量是相同的。（錯誤）10、體系幾何組成分析中，鏈桿都能看作剛片，剛片有時能看作鏈桿，有時不能看作鏈桿。（×）11、體系的多余約束對體系的計算自由度、自由度及受力狀態(tài)都沒有影響，故稱多余約束。（×）12、不受外力作用的任何結(jié)構(gòu)，內(nèi)力一定為零。（錯誤 ）13、引起結(jié)構(gòu)變形的因素只有三種：荷載作用、溫度改變和支座位移。   （錯誤  ）14、虛位移原理中的虛功方程等價于靜力平衡方程，虛力原理中虛功方程等價于變形協(xié)調(diào)方程。 （ 正確）2015春結(jié)構(gòu)力學(xué)0729第五次作業(yè)答案單項選擇題圖1 圖2 圖3 圖4 圖