结构力学复习思考题

第1页共20页《结构力学》复习思考题一、单项选择题题干答案指出图示体系的几何组成为（）。A．几何不变体系B．机动体系C．瞬变体系A指出图1.1所示体系的几何组成为（）。图1.1A．几何不变体系B．机动体系C．瞬变体系A指出图示体系的几何组成为（）。A．几何体系不变体系B．机动体系C．瞬变体系A图1.2所示结构作用一个集中力P，当P作用在BCD上不同位置时，A支座的竖向分力（）。图1.2A．保持不变B．随作用位置而变A第2页共20页C．无法确定图1.2所示结构作用一个集中力P，当P作用在BCD上不同位置时，A支座的竖向分力（）。A．保持不变B．随作用位置而变C．无法确定图1.2A指出图示结构，弯矩图绘制正确的是（）。（（A）（B）（C）图1.3C对下面图示的两个完全相同的结构，而力偶M作用在不同位置，则两结构的支座反力的关系为（）。A．1122,RRRRB．1122,RRRRC．2211,RRRRC下面绘制的弯矩图中，正确的是（）。A．B第3页共20页B．C．下面桁架结构中，零杆的个数为（）。A．1个B．3个C．4个C下面桁架结构中，零杆的个数为（）。A．10个B．11个C．12个C下面结构中，若杆件AB由温度变化发生伸缩，是否会引起结构的内力？（）A．会B．不会C．无法确定A第4页共20页对于同一结构的以下图示两种状态，其位移与力的之间关系为（）。A．222111FFB．122211FFC．212121FFC图示原结构，用力法求解时，其基本结构不正确的是（）。原结构（（A）（B）（C）基本结构A指出图1.5所示结构AB杆件的内力为（）。图1.5A．0B．-C．2PB下面结构中，若支座A发生一个位移，是否会引起结构的内力？（）A．会B．不会C．无法确定B第5页共20页指出下面图示的几何组成体系为（）A．没有多余约束的几何不变体系B．1个多余约束的几何不变体系C．几何可变体系A不考虑杆件的轴向变形，图1.4所示结构分别用力法和位移法分析时，其未知量的数量（）。图1.4A．力法2个，位移法2个B．力法2个，位移法1个C．力法1个，位移法2个C不考虑杆件的轴向变形，图1.4所示结构分别用力法和位移法分析时，其未知量的数量（）。A．力法2个，位移法2个B．力法2个，位移法1个C．力法1个，位移法2个图1.4C下面结构当采用力法和位移法分析时，未知量的数目为（）。A．力法5，位移法1B．力法4，位移法2C．力法3，位移法3A第6页共20页下面结构当采用力法和位移法分析时，未知量的数目为（）。A．力法4，位移法3B．力法4，位移法2C．力法3，位移法2B第7页共20页二、问答题题干答案功的互等定理中，体系的两种状态应具备什么条件?力状态与变形状态是互相独立的，且变形是小变形。应用图乘法计算位移时，正负号怎样定义？正负号确定原则：PA与Cy如果在基线同一侧时为正，否则为负。为什么支座处的角位移可不选作基本未知量？试比较当支座处角位移选做与不选做基本未知量时两种计算方法的优缺点？因为铰支座处的角位移并非独立的，它依赖于刚结点的角位移，因此，可以不选作为基本未知量。选作基本未知量与不选作基本未知量时优缺点：对于手算，宜采用不选作基本未知量，主要考虑到未知量少，计算简便；但对于电算，以选作基本未知量，这样可将各杆统一为两端固定梁，便于编写计算程序。静定多跨梁当荷载作用在基本部分上时，在附属部分上是否引起内力？为什么？不会。因为基本部分为一个独立的几何不变部分，而基本部分是一个只有依赖基本部分才能维持其几何不变性，也就是说，基本部分的几何不变形不受附属部分的影响。为什么求内力时可采用刚度的相对值，而求位移时则需要采用绝对值？超静定结构的反力和内力计算时必须考虑变形协调条件，因此，超静定结构的内力状态与结构的材料性质和截面尺寸有关。在荷载作用下，超静定结构的内力只与各杆件的相对比值有关，而与其绝对值无关。对于超静定结构由于存在着多余约束，当结构受到这些因素影响而发生位移时，都会受到多余约束的限制，因而相应产生内力，而且内力的大小与各杆刚度的绝对值有关。一般来说，各杆绝对刚度值增大，内力也随之增大。应用虚力原理求位移时，怎样选择虚设单位荷载？根据结构某一部位所要求解的位移的具体形式给出虚设单位力。例如，虚设单位力偶求解某一点的转角；虚设一对作用在一条直线的单位力求解两点之间的相对位移，等等。图乘法的适用条件是什么？求变截面梁和拱的位移时是否可用图乘法？图乘法的适用条件：（1）杆段的EI为常数；（2）杆段轴线为直线；（3）各杆段的M图和PM图中至少有一个为直线图形。对于变截面梁以及拱不能采用图乘法，因为它们都不能同时满足以上三个条件。刚架与梁相比，力学性能有什么不同？内力计算上有哪些异同？梁是由受弯构件组成的结构。在受弯构件中，由于弯曲变形引起截面上的应力分布不均匀，使材料强度得不到充分利用，当跨度较大时，一般不宜采用梁作为承重结构。刚架是由梁和柱所组成的结构，属于推力结构，由于水平推力的作用，可以使杆件截面的弯矩值减小相对于梁结构，它能做成较大的结构形式。用力法解超静定结构的思路是什么？什么是力法的基本体系和基本未知量？思路：首先将超静定结构的多余约束去掉，使它变成一个没有多余约束的静定结构，在静定结构对应的去掉多余约束处代之以多余未知力；然后，根据去掉约束处的位移协调条件，建立力法方程，第8页共20页求出未知力；最后，将求出的多余未知力作用在静定结构中进行求解。基本体系：超静定结构（原结构）在去掉多余约束后得到一个没有多余约束的静定结构，将此静定结构作用与原结构相同的荷载，以及在其对应的原结构去掉约束处作用多余未知力，从而得到一个用于力法计算的基本体系。基本未知量数目就是使超静定结构变成一个静定结构所去掉的多余约束的数目。用力法计算超静定结构时，为什么首先要计算基本未知量？基本体系与原结构有何异同？因为只有先将基本未知量计算出后，原来的超静定结构的计算才能完全转化成静定结构的内力分析。基本结构是指超静定结构（原结构）在去掉多余约束后得到没有多余约束的静定结构。在基本结构对应原结构去掉多余约束处代之以多余未知力的作用，且将原结构中作用的外荷载作用在基本结构中，便得到力法分析的基本体系。试对图示体系进行几何组成分析。经分析，图示体系为几何不变体系。第9页共20页三、计算题题干答案改正图示结构的M图。计算图示桁架指定杆件的内力。kN35101NF计算图示桁架指定杆件的内力。kN75.31NFkN5.122NFkN25.113NF求图示结构指定杆件1、2、3、4的内力。由截面法得：PNN23231PN322PN314第10页共20页求图示桁架结构杆1和杆2的轴力。计算图示结构内力，并作M、FQ图。kNm26BDBAMM计算并绘出图示结构的弯矩图，并求出D点的竖向位移，EI为常数。支座反力：作出M图：作出P=1作用D的M图：第11页共20页图乘法D的位移为：)(321413241221)41322131(4122114222qlEIqlllqlqlllEID画出图示结构的弯矩内力图，并计算C点的竖向位移。支座反力：弯矩图：M图：第12页共20页)(247)222322221(13PlEIlPlllPllEIC计算并绘出图3.1所示结构的弯矩图，并求出D点的竖向位移，EI为常数。图3.1求支座反力：0BX，)(lMYB，lMYA弯矩图：M图：D点的竖向位移：MEIlMllMMllEID162322421)23231(242112做出图示钢架的M图，并求出铰A点的转角。答案：kNm1DM（里面受拉）做出图示钢架的M图，并求出铰C的相对转角。232qaMD（里面受拉）计算图示结构B点的水平位移。计算过程：第13页共20页）（cmBH833.0计算图示结构M图。计算图示结构，并作M、FQ图。42qaMAB计算并绘出图3.1所示结构的弯矩图，并求出D点的竖向位移，EI为常数。图3.1求支座反力：由0X：0BX由0BM：2PYA由0Y：2PYB由此结构弯矩图如下：lFp163lFp325第14页共20页作出M图如下：D点的竖向位移由图乘法得：)(482432)24121(13EIPlllPlEID用力法计算并绘出图3.2所示结构的弯矩图，EI为常数。图3.2取基本体系如下：分别作出PMMM,,21图为：EIPlEIPlEIlEIlEIlPP32,6565,32,3432212211232211力法方法：03232650656534323122221EIPlXEIlXEIlEIPlXEIlXEIlPXX210作出弯矩图如下：第15页共20页用力法计算并绘出图3.2所示结构的弯矩图，EI为常数。图3.2取基本体系，作出1M图为：作Mp图如下：以A点力水平分量做X1121311111111433414pppBMMdxMlEIEIMMdxlEIEIMXlMMXMMM弯矩图为：用位移法计算并绘出图3.3a所示结构的弯矩图，其中1M图如图3.3b所示，Mp图如图3.3c所示，EI为常数，i=EI/l。由图3.3b得：γ11=5i由图3.3C得：11PRpl第16页共20页图3.31111p1040plERZi弯矩图：绘制图示连续梁的弯矩图。EI为常数。图示结构EI=常数，已知其在给定荷载作用下的M图如图所示，求其截面C的转角。第17页共20页计算并绘出图示结构的弯矩图，并计算B点转角位移B。第18页共20页四、判断题（正确的为“T”，错误的为“F”）题干答案图2.4所示结构作用一个集中力P，当P作用在BCD上不同位置时，A支座的竖向分力保持不变。（）T．正确F．错误图2.4T在图示体系中，视为多余联系的三根链杆应是：5、6、9。（）F图2.2所示结构AB杆件的内力为0。（）T．正确F．错误图2.2F利用虚功原理中的虚位移原理可以求解结构的位移。（）T．正确F．错误F图示体系的几何组成为几何不变，无多余联系。（）T．正确F．错误T第19页共20页图2.1所示结构为没有多余约束的几何不变体系。（）T．正确F．错误图2.1T图示简支梁，当P1=1，P2=0时，1点的挠度为0.0165l3/EI，2点挠度为0.077l3/EI。当P1=0，P2=1时，则1点的挠度为0.021l3/EI。（）T．正确F．错误F图a、b两种状态中，粱的转角ϕ与竖向位移δ间的关系为：δ=ϕ。（）T．正确F．错误T图2.1所示原结构，用力法求解时，其基本结构正确吗？（）T．正确F．错误F第20页共20页原结构基本结构图2.1图示原结构，用力法求解时，其基本结构如图（a）所示。（）T．正确F．错误T图2.2所示对称结构，在对称荷载作用下，跨中截面E的转角为零，而竖向位移不为零。（）T．正确F．错误图2.2T图2.2所示对称结构，在反对称荷载作用下，跨中截面E的转角为零，竖向位移也为零。（）T．正确F．错误图2.2F建立位移法典型方程依据的是位移协调条件。（）T．正确F．错误F建立位移法典型方程依据的是静力平衡条件。（）T．正确F．错误T用位移法分析超静定结构时，其计算时采用的基本结构是唯一的。（）T．正确F．错误T