结构力学期末考试及答案.doc
《结构力学期末考试及答案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《结构力学期末考试及答案.doc(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
一、 (6分)图示结构是 多余约束的几何 变体系(简述分析过程) 1,2 I II III 1,3 2,3 解:先计算体系的计算自由度W 如果以结点为观察对象:W = 2j – b = 2×6-16 =0 以刚片为对象:W = 3m-2j-b = 3×12 – 2×16 – 4 =0 以三角形组成的不变体系I和II加大地为III组成三刚片体系。刚片1和2以二平行的连杆组成平行于地面的无穷远处虚铰,实铰(1,3)和(2,3)与此无穷远虚铰不成一线,因而体系为几何不变。 由于W=0,所以本体系为无多余约束的几何不变体系。 此题应先计算W,再分析是否几何可变。如果W>0, 则一定为几何可变;如果W=0,则无多余约束;如果W<0,则有多余约束。 二、 (15分)快速作下列3个图示结构弯矩图 (a) F A B C D F E (b) F A B D C (c) M A B C D E 由C点弯矩为零可以判断支座F的水平反力必须向右,得DF段M图。 由右部无垂直支承知梁BC要承担剪力F。得BC段M图。BD段内无外力作用,其M图必为一直线,得CD段M图。 F处的水平力只能由A点向左的水平力平衡,所以得DA段M图。 BD段没有竖向剪力,M值不变。 A点的水平反力左向以平衡F,得BA段M图左斜。在F延长线与BA交点处M=0。 铰A, C处M=0。 DE段无剪力,M不变。 BD段无外力,M为一直线,由已知的D点和C点将直线延到B点。 AB段无外力,M为一直线,由已知的B点和A点作直线。 三、 (10分)已知EI = 3.15×1010kNmm2, 求图示等截面梁C点的竖向位移 解: 1、先求支座反力,然后根据支座反力作荷载下的弯矩图 45kN/m A C 6m 2m B 45kN/m M 1 A C B 2 2、为求梁C点处的竖向位移,在C点处施加一竖向单位力。求单位力作用下的支座反力,并由此做出单位力作用下的弯矩图。 3、根据求位移的单位力法 故C点的竖向位移为25.7mm,方向向上。 简支梁的跨中弯矩可直接由求得 一般情况下是需要先求的反力然后再作弯矩图的,然而在很多情况下单位力作用下的弯矩图可以不通过求反力直接作出,本例即是如此。 BC段的积分为0因为在BC段M=0 负号表示实际位移与单位力的方向相反。 注意EI的单位从kNmm2换算到kNm2。 四、 (6分)用机动法作图示连续梁支座C左侧的剪力影响线 A C D 2m 2m 2m B E F 2m 2m 1 1 1 为画C点左侧的剪力影响线,应在C点左侧制造一单位剪切位移,因C点是一竖向支座,其右侧不可有任何竖向位移,因此只能是其左侧上移一单位位移。B点为铰,可适应此位移,AB段不能有任何位移。 BCD段内不容许有剪切位移以外的的任何位移, 因此,CD必须保持与BC段平行。D点为一铰可容许转角发生。 E点位支座,不容许竖向位移发生,由D、E两点即可得到DF段的形状。 机动法假定结构为刚体,只有支座和连接条件容许的变形和单位虚位移才能发生 。 五、 (13分) 选用适当的方法分析图示超静定梁,作弯矩图,求D点的竖向位移。 设梁的EI=5.2×1010KNmm2。 解:如采用位移法分析 以B点转角为未知位移Z1 位移法典型方程: i = EI/5 r11 = 3i + 3i = 6i A C D 40kN/m 5m 5m B 2m 50kN M1 3i 3i MP 125 35 180 M 80 180 85 5 70 由此得: 作弯矩图M。由弯矩图可求得支座反力: 考虑AB段(见右侧脱离体图): , 中点弯矩 BD段: 中点弯矩 注,原题为EI=5.2×108KNmm2,数据不合理 本题采用力法和位移法均为一个未知量,作为比较,先用位移法分析,再用力分析得出荷载作用下超静定结构的弯矩图,然后根据单位力法求D点的竖向位移 注意,CD段为静定,C点的任何位移不会引起CD段的内力变化,因此MCD保持在180kNm。当B点固定时、C点有弯矩时,B点为C点的远端,因此,MCD的一半会传递到MFBC。 FAy FBy MB=80 40kN/m 五、力法分析:以C点的支座反力为未知力 力法典型方程: 对基本结构: 当单位荷载作用于基本体系时: 作弯矩图 A C D 40kN/m 5m 5m B 2m 50kN MP 1330 50kN 180 1 M 5 A C D 40kN/m 5m 5m B 2m 540 630 A C D B M 85 80 5 180 70 所以: 据此,画弯矩图M 作为比较,现用力法分析本题 50kN 1 M 2 A C D 40kN/m 5m 5m B 2m A C D B M 85 80 5 180 70 五 (续) 当分析超静定结构得到弯矩图M之后,即可由单位力法求算任意一点的位移。 为了计算D点的垂直位移,要将一个垂直的单位力加在一个由原超静定结构除去冗余约束之后的静定结构上,为了计算简单,取静定结构位如左第三图所示: 单位力作用下的弯矩图如左第四图。 超静定结构分析得到结构的全部支座反力和内力。由于此平衡力系满足所有平衡条件和位移条件,任何一个支座均可被一个与支座反力相等的外力取代,即任何一个支座均可被除去而不会影响原结构的内力和变形,因此,在用单位力法计算位移时,可将单位力加在任意一个由原超静定结构除去冗余约束后的静定结构上。 注意单位转换 六、 (20分)利用对称性,选用适当的方法分析图示刚架,作结构弯矩图,已知EI为常数。 2m 6m 6m 2P A B C D l/2 l/2 P 已知MF=-3/8Pl 解:本结构为一称刚架,将荷载分解为对称荷载和反对称荷载的叠加, 分别分析然后叠加: P C B A D P C B A D P P + P C A E 6m 2m 2m M正 先分析对称荷载作用下的刚架, 由对称性,原结构变成: 用位移法分析此结构,以D点的转角为位置位移,位移法典型方程: 由此算得 由此画弯矩图M正 P C A E 6m 2m 2m 0.136P M反 2P 4 0.932P 0.136P M 1.841P 0.409P 1.23P 0.955P 0.618P 再分析反对称荷载作用下的刚架, 由对称性,原结构变成: 用力法分析此结构,以E点的竖向反力位未知力,力法典型方程: 由此算得 由此画弯矩图M反 将M正和M反叠加: 七、 (12分)位移法分析图示刚架,作结构弯矩图 2m 6m 6m I A B C D E I 2I 2I 45kN/m MP MP MP M -135 135 -22.5 4i 8i 2i 4i 4i 8i 4i 18i 2i 53.32 26.16 143.72 121.39 21.98 10.99 解: B 点转角为未知位移Z1 C 点转角为未知位移Z2 位移法典型方程: 设 解得: 叠加得: A D 2m 2m B 2m C P A B C P D A B 1 D C 基本结构(FN) 单位力作用在基本体系() 八、 (10分)用力法分析图示超静定桁架,求各杆的内力 解:一次超静定桁架,以C支座的竖向力为未知力 x1, 力法典型方程: 由FN+x1计算各杆内力,见表的最后一列。 杆 FN L L FNL FN+x1 AB 0 1 2 2 0 0.414P AD - -P 0.828P BD -P 2 2 8 -4P -0.172P DC 0 - 0 -0.586P BC 0 1 2 2 0 0.414P 12+ )P 本桁架为外部超静定,对于未知力的选择可以有多种,选C支座反力的原因是在外荷载作用下的内力计算比较简单(DC, BC和AB均为0杆) 九、 (8分) 图示超静定梁C支座下沉6mm,用位移法分析,作梁的弯矩图。 设梁的EI=6×1010KNmm2。 解:方法一,将支座下沉作为荷载,B点的转角位移为未知位移Z1 A C 5m 5m B A B C B 4i 3i A B MP (3i/5ΔC) C 2i M 24.67 12.34 A B 3i/5 C 位移法方程: i = EI/5 ΔC=0.006m (↓) r11=4i+3i=7i R1P = -(3i/5)ΔC 所以: 作弯矩图M 方法2,将C支座竖向位移作为未知位移Z2列方程: r11=7i r12=3i/5 已知Z2=0.006m 代入方程即可解得与方法一相同的结果 用位移法分析时,B点的转角位移是未知位移,而C点的竖向位移是已知位移,列位移法方程时可以将将C点下沉作为荷载,也可将将C点位移作为位移法方程的一个位移,而荷载为0。以下分别用两种方法处理。 Z2 实际上是已知位移,用位移法典型方程的二个方程中的任意一个方程即可 11- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 完整版 结构 力学 期末考试 答案
咨信网温馨提示:
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。
关于本文