《结构力学》期末复习题答案

1《结构力学》期末复习题答案一.判断题：择最合适的答案，将A、B、C或者D。1.图1-1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）几何常变体系图1-1答：A。分析：取掉二元体，结构变为下图DE,DG和基础为散刚片，由三铰两两相连，三铰不交一点，所以组成几何不变体系，无多余约束，因此答案为（A）2.图1-2所示体系的几何组成为。（A）几何不变体系，有多余约束（B）几何不变体系，无多余约束（C）几何瞬变体系（D）几何常变体系图1-2答：A。2图中阴影三角形为一个刚片，结点1由两个链杆连接到刚片上，结点2由两个链杆连接到刚片上，链杆12为多余约束，因此整个体系为有一个多余约束的几何不变体系，因此答案为（A）3.图1-3所示体系的几何组成为。（A）几何不变体系，有多余约束（B）几何不变体系，无多余约束（C）几何瞬变体系（D）几何常变体系图1-3答：A。如果把链杆12去掉，整个体系为没有多余约束的几何不变体系，所以原来体系为有一个多余约束的几何不变体系，因此答案为（A）4.图1-4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）几何常变体系图1-4答：A。3刚片1478由不交一点的三个链杆连接到基础上，构成了扩大的地基，刚片365再由不交一点的三个链杆连接到地基上，因此整个体系为没有多余约束的几何不变体系，因此答案为（A）5.图1-5所示的斜梁AB受匀布荷载作用，0，B点的支座反力与梁垂直,则梁的轴力（A）全部为拉力（B）为零（C）全部为压力（D）部分为拉力，部分为压力图1-5答：C。B点支座反力与梁垂直，对梁的轴力没有贡献，竖直方向匀布荷载总是使AB梁受压，因此答案为（C）。6.图1-6所示结构C点有竖直方向集中荷载作用，则支座A点的反力为图1-6（A）PF（B）。（C）PF31（D）PF32答：B。根据B点弯矩为零，知道A点反力为零，因此答案为（B）7.图1-7标示出两结构几何尺寸和受载状态，她们的内力符合（A）弯矩相同，轴力不同，剪力相同（B）弯矩相同，轴力不同，剪力不同（C）弯矩不同，轴力相同，剪力不同（D）弯矩不同，轴力相同，剪力相同4图1-7答：A。显然水平梁受轴力不同，因此答案为（A）8.欲求图1-8所示复杂桁架各杆的轴力，首先必须求出杆的轴力？图1-8（A）CE杆（B）AF杆（C）AD杆（D）DE杆答：B。AF是截面单杆，只有求出AF杆轴力，其它各杆轴力才可以求出。9.图1-9所示对称桁架各杆的拉压刚度EA相同，A点有荷载PF作用，则关于A、B两点的竖直方向位移有图1-9（A）A点位移为零，B点位移为零（B）A点位移不为零，B点位移为零（C）A点位移为零，B点位移不为零（D）A点位移不为零，B点位移不为零答：A。结点A所用的以致荷载PF属于非对称荷载，它在结构中引起的轴力是非对称的，要求A点或者B点竖直方向位移，要在A点或者B点加竖直方向单位虚拟荷载，它在结构中引起的轴力是对称的，因此A和B两点竖直方向位移都为零，因此答案为（A）10.求图1-10所示梁C点左侧截面转角时，所加的虚拟荷载应该取为5图1-10答：A。11.图1-11所示静定多跨梁，当2EI增大时，B点的挠度图1-11（A）不变（B）增大（C）减小（D）不定，取决于21/EIEI答：A。要求B点挠度，在B点加单位虚拟荷载，只在AB段产生弯矩，求位移只用到AB段弯曲刚度，与CD段弯曲刚度没有关系，2EI增大时，对B点的挠度没有影响，因此答案为（A）12.图1-12所示结构的超静定次数为图1-12（A）8次（B）6次（C）7次（D）9次答：A。截断AC杆，截断BC，并截断铰B，结构变为没有多以约束的几何不变体，所以原来的体系为8次超静定，因此答案为（A）613.图1-13所示结构的超静定次数为图1-13（A）6次（B）7次（C）5次（D）8次答：A。去掉H点两个链杆，去掉链杆EF，去掉链杆CF，截断铰C，结构变为没有多以约束的几何不变体，所以原来的体系为6次超静定，因此答案为（A）14.根据图1-14所示的对称结构，取其半结构的计算简图为。图1-147答：A。铰点对弯矩没有约束，结构对称，在对称荷载作用下，铰点只能在竖直方向移动，不能在水平方向内移动，因此答案为（A）15.图1-15(a)结构中,B点链杆支撑，图1-15(b)中B点弹性支撑，柔度系数f为常数，则弯矩CAMM,的关系是（因为都是上侧受拉，只考虑绝对值）图1-15（A）CAMM（B）CAMM（C）CAMM（D）不确定答：A（。在荷载PF确定情况下，右侧支撑反力越大，左端弯矩越小，如果右侧没有支撑反力，左端弯矩最大，本题（b）的右端弹性支撑，所以，CAMM，因此答案为（A）16.用位移法计算图1-16所示的结构时，各杆的EI为常数，EA=∞，则基本未知量有。图1-16（A）6个（B）5个（C）4个（D）3个答：A。本题四个角位移，两个线位移，共6个基本未知量，因此答案为（A）817.用位移法计算图1-17所示的结构时，各杆的EI为常数，EA=∞，则基本未知量有。图1-17（A）3个（B）4个（C）5个（D）6个答：A。本题两个角位移，一个线位移，共3个基本未知量，因此答案为（A）18.图1-18所示结构用位移法求解时,基本未知数数目不为1的情况是图1-18（A）i1、i2、i3均为有限值（B）i1、i2为有限值，i3为无限大（C）i1、i3为有限值，i2为无限大（D）i2、i3为有限值，i1为无限大答：A。19.图1-19所示结构,用位移法求解时,基本未知量为。图1-19（A）一个线位移（B）二个线位移和四个角位移（C）四个角位移（D）两个线位移答：D。20.在图1-20所示连续梁中,对结点B进行力矩分配的物理意义表示。9图1-20（A）同时放松结点B和结点C（B）同时固定结点B和结点C（C）固定结点B,放松结点C（D）固定结点C,放松结点B答：D。二.判断题，判断下面说法是否正确，直接回答正确或者错误即可，不允许用“√”或者“×”表示判断结果，标清题号，不必抄题。1.如图2-1所示的静定多跨梁，荷载为PF，几何尺寸见图示，则B点反力0FR图2-1答：正确。取C点右侧部分为隔离体，由于0MC，所以0FR2.如图2-2所示的结构中，D点和E点的荷载均为PF，几何尺寸见图示，则A点竖直方向的反力0FRA图2-2答：正确。由于0MA，所以PRBRBPPFF03lF-lFl2F00RBPRAPRBRAyFFFFFFF3.图2-3示结构几何对称，竖直方向对称荷载作用，且竖直方向荷载自身平衡，则AB杆和ED杆上的弯矩为零10图2-3答：错误。本题是对称三铰刚架，虽然竖直方向对称荷载且自身平衡，自能说明A点和E点的竖向反力为零，因为02121220qaqaaqaMC所以00fMFCH则AB杆和ED杆上的弯矩不等于零，因此题中的结论是错误。4.已知图2-4中AB杆的EA为常数，竖向荷载PF分别作用在A点和B点时，B点产生的竖向位移是不同的。图2-4答：错误。在两种情况下，B点都受到竖直方向PF作用，要求B点位移，需要在B点加单位虚拟荷载，单位虚拟荷载作用下，AB杆并没有轴力，所以两种情况下B点位移是相同的。此题正确的说法是两种情况下A点的位移是不同的荷载作用在A点时ABFEAdsMMEIpPA1111荷载作用在B点时dsMMEIPA11在两情况下B点位移都是11dsMMEIPB115.图2-5所示结构中，AC杆的1EA为常数，AB杆的2EA，在C点水平荷载作用下，C点水平位移不等于零图2-5答：正确。因为AC杆可以拉伸，在水平荷载作用下，C点绕B点旋转，C点既有水平位移，又有竖直方向位移6.图2-6(a)所示超静定结构的支座C有位移，取(b)为力法的基本结构，则力法方程为：cX111图2-6答：错误。注意到1X方向与c方向相反，所以力法的基本方程为cX1117.用位移法求解图2-7（a）（b）中两个结构时，基本未知量是相同的。图2-7答：正确。两种情况都只有一个线位移作为基本未知量。8.图2-8所示结构各杆端弯矩等于零。12图2-8答：错误。在可以忽略轴向变形条件下，各杆端弯矩才等于零。9.图2-9所示两个三铰拱的高度和跨度相同，则两个三铰拱的支座反力不相同。图2-9答：正确。如果把荷载加在简支梁上，前一种情况梁中点弯矩小，因而前一个三铰拱的水平推力小，所以两种情况下反力不相同。10.静定结构内力计算，可以不考虑变形条件。答：正确。静定结构是无多余约束的几何不变体系，用静力平衡条件可以求得全部反力和内力。11.位移法方程的物理意义是结点位移的变形协调条件。答：错误。位移法方程的物理意义是结点平衡条件。12.位移法的理论基础是虎克定律。答：错误。位移法的理论基础是确定的位移与确定的内力之间的对应关系13.温度改变、支座移动和制造误差等因素在静定结构中引起内力。答：错误。温度改变、支座移动和制造误差等因素在静定结构中不引起内力。14.虚功中的力状态和位移状态是彼此独立无关的,这两个状态中的任意一个都可看作是虚设的。答：正确。虚功中的力状态和位移状态是彼此独立无关的两个状态。1315.静定结构有温度变化时，有变形、有位移、无内力答：正确。分析：静定结构只有载荷作用下产生内力，其它因素作用时（如支座位移、温度变化、制造误差等），只引起位移和变形，不产生内力。16.联结两个刚片的任意两根链杆的延线交点称瞬铰，它的位置是确定的。答：错误（4分）瞬铰的位置是不确定的。17.从几何组成上讲,静定和超静定结构都是几何不变体系,前者有多余约束而后者无多余约束。答：错误。静定结构没有多余约束，而超静定结构有多余约束。18.力法方程的物理意义是多余未知力作用点沿力方向的平衡条件方程。答：错误。力法方程实际上多余未知力方向上位移方程，或者说力法方程实际上是几何方程。19.在力矩分配法的计算中,当放松某个结点时,其余结点必须全部锁紧。答：错误。只要相邻结点锁紧即可。20.位移法只能求解超静定结构答：错误。位移法可以求解静定结构也可以求解超静定结构均。三.计算分析题1.试作图3-1所示静定刚架的弯矩图、剪力图和轴力图，荷载与几何尺寸见图中标注。图3-1解：（1）支座反力左侧受拉mkNMFFkNFFAAxxAyy303405.13200090014（2）求杆端剪力取BD杆作为隔离体kNFkNFQDBQBD40;40取CB杆作为隔离体kNFFQBCQCB60320;0取AB杆作为隔离体0QBAQABFF剪力图（3）求杆端轴力取BD杆作为隔离体0NDBNBDFF取CB杆作为隔离体0NBCNCBFF取AB杆作为隔离体)(100受压kNFFNBANAB轴力图（4）求杆端弯矩，画弯矩图15取BD杆作为隔离体上沿受拉mkNMMBDDB120340;0取CB杆作为隔离体上沿受拉mkNMMBCCB905.1320;0取AB杆作为隔离体,因为杆AB上剪力为零，则弯矩保持为常数)(30左侧受拉mkNMMBAAB2.试作图3-2所示静定刚架的弯矩图、剪力图和轴力图，荷载与几何尺寸见图中标注。图3-2解：（1）先求支座反力16kNFFFkNFkNFFFkNFFMRAxRAxxRARBRAyyRBRBA2002003810052006203205.252050（2）求杆端弯矩取BC杆作为隔离体下侧受拉mkNFMMRBCBB602505625.252050BC杆中点的弯矩下侧受拉中mkNFMRBBC5.622505.26225.15.2205.2再叠加上匀布载荷作用在剪质量上的