结构力学2-试卷及答案F

-1-专业年级结构力学(二)试题考试类型：开卷试卷类型：F卷考试时量：120分钟一、判断题：（６分，每题２分，共３题）1、图１示体系有4个质点，其动力自由度为4。设忽略直杆轴向变形影响。（）2、在刚度法方程中，当结构刚度矩阵是n阶方阵时，则不论结构上的荷载情况如何，结点荷载列阵也必须是n阶列阵。（）3、对弱阻尼情况，阻尼越小，结构的振动频率越小。（）二、填空题：（１４分，共３题）１、悬臂结构和简支结构的各振型所具有的共同特性：（1）第一主振型___________不动点，（2）第n主振型，具有个___________不动点，两不同振型之间具有___________性。（６分）２、已知l=2m，Mu=300KNm，则图２示等截面静定梁的极限荷载_______________________。（４分）３、请绘出图３示结构弯矩图，各杆EI、l均相同。（４分）图２图１-2-三、简答题：（１0分，每题5分，共２题）1、什么是塑性铰，其与普通铰的区别是什么？２、矩阵位移法中何为单元分析？何为整体分析？图３-3-四、计算题：（４0分，每题２０分，共2题）1、试求图４示刚架的自振频率和主振型。图４-4-EI2EIACEID图22、用力矩分配法计算图５示结构，做出弯矩图。（20分）30KN/m60KN8m4m4m8m图５-5-五、综合题：（30分，共1题）1、图６所示刚架各杆E、I、A相同，且21000lIA，试用矩阵位移法求其内力。（提示：为计算方便，可暂设E=I=l=q=1，待求出结点线位移、角位移、杆端轴力、剪力、弯矩后，再分别乘上EIql4、EIql3、ql、2ql即可。）图６-6-专业年级结构力学(二)试题考试类型：开卷试卷类型：F卷考试时量：120分钟一、判断题：（６分，每题２分，共３题）１、×２、√３、×二、填空题：（１４分，共３题）1、没有ｎ－１正交2、___200KN___。3、三、简答题：（１0分，每题5分，共２题）1、答：截面的弯矩不能再增大，但弯曲变形可任意增长，这就相当于在该截面处出现了一个铰，我们称此为塑性铰。区别：1）普通铰不能承受弯矩，而塑性铰则承受极限弯矩Mu。2）普通铰可向两个方向自由转动，即为双向铰，而塑性铰是单向铰，只能沿弯矩方向转动，当弯矩减小时，材料则恢复弹性，塑性铰即告消失。2、答：单元分析：把结构离散成有限个较小的单元，分析单元的内力与位移之间的关系，建立所谓单元刚度矩阵或单元柔度矩阵。整体分析：把各单元集合成原来的结构，使各单元满足原结构的几何条件、平衡条件，从而建立整个结构刚度方程或柔度方程，以求解原结构的位移和内力。四、计算题：（４0分，每题２０分，共2题）１、解：MM/4-7-1）计算δ：EIlllllEI153611649326493252221322211EIlllllEI5126432643222213221122）计算w：21212221122221112221112142121mmmmmmEImlEIml1536315361133EIml31536815361431147101mlEIw.32286131mlEIw.3）计算ρ：1512115361115361413332121112111121EImlEImlEImlmmwAA151211536111536813332121112221222EImlEImlEImlmmwAA-8-91.63183.25113.522.0552.232、（20分）解：1）求固端弯矩MAB=-30×82/12=-160KNmMBA=30×82/12=160KNmMBC=-60×8/8=-60KNmMBC=60×8/8=60KNm2)求分配系数SBC=4×EI/8=EI/2SBA=4×EI/8=EI/2∑SB=EIµBC=0.5µBA=0.5SCB=3×2EI/8=3EI/4SCD=4×EI/8=EI/2∑SC=5EI/4µCB=0.4µCD=0.63）力矩的分配与传递0.50.50.40.6-160160-6060-25-50-50-25-7-14-211.753.53.51.750.7-1.05183.25113.5113.522.0522.05M图KN·m-9-四、综合题：（30分，共1题）1、解：1）编号、建坐标（见下图示）。2）计算Ke：令E=I=l=q=1对单元○1，α=0°，cosα=1，sinα=046026061206120001000001000260460612061200010000010001221211121111kkkkk对单元○2，α=0°，cosα=-0.6，sinα=-0.8，cos2α=-0.36，sin2α=-0.64，sinαcosα=0.48463842638463264424474632644244740244746836702447468367263844638463326442447463326442447402447468367024474683673332313132112..........................kkkkk3）计算K：23323112212121311221111100kkkkkkkkK-10-4）计算F：局部坐标固端力：整体坐标固端力：综合结点荷载：5）引入支承条件，修改原始刚度方程：支承条件：-11-修改后刚度方程：6）解结构刚度方程，求结点位移：7）计算eF：