印刷板土木工程力学形成性考核册带答案

1、土木工程力学（本）形成性考核册 作业一 一、选择题（每小题 2分，共20分） 1 .三刚片组成几何不变体系的规则是（ B ） A三链杆相联，不平行也不相交于一点 B三铰两两相联，三铰不在一直线上 C三铰三链杆相联，杆不通过铰 D 一铰一链杆相联，杆不过铰 2. 在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（C ） A可变体系B瞬变体系 C无多余约束的几何不变体系 D有多余约束的几何不变体系 3. 瞬变体系在一般荷载作用下， （C ） A产生很小的内力B 不产生内力 C产生很大的内力 D 不存在静力解答 4. 已知某体系的计算自由度 W=-3,则体系的（D ） A自由度为3B自由度等于0 C多余

2、约束数等于3 D 多余约束数大于等于 3 5不能作为建筑结构使用的是（ D ） A无多余约束的几何不变体系 B有多余约束的几何不变体系 C几何不变体系D几何可变体系 6图示桁架有几根零杆（ D ） A 0 B 2 C 4 D 6 7下图所示结构的弯矩图形状应为（A ） &图示多跨静定梁的基本部分是（B ） A AB部分 B BC 部分 C CD 部分 D DE 部分 | ABCDE 噱存*尸9 荷载作用下产生桁架位 移的主要原因是（A ） A 轴向变形B 弯曲变形C 剪切变形D 扭转变形 10.三铰拱在集中力作用下其合理拱轴线形状是（D ） A折线B 圆弧 C 双曲线D 抛物线 二、判断题（每

3、小题 2分，共20分） 1 多余约束是体系中不需要的约束。（） 2 .如果体系的计算自由度大于零，那么体系一定是几何可变体系。（） 3 两根链杆的约束作用相当于一个单铰。（） 4. 一个体系是有n个自由度的几何可变体系，那么加入n个约束后就成为无多余约束 的几何不变体系。（） 5两刚片用三链杆相联，且三链杆平行不等长，则构成瞬变体系。（） 6图示两个单跨梁，同跨度同荷载。但横截面形状不同，故其内力也不相同。（V ） I HO 7三铰拱的矢高f越大，水平推力也越大。（） &求桁架内力时截面法所截取的隔离体包含两个或两个以上的结点。（） 9某荷载作用下桁架可能存在零杆，它不受内力，因此在实际结构中

4、可以将其去掉。 10 .试判断下列弯矩图是否正确。（） 题2-图 、试对图示平面体系进行几何组成分析。 （每小题5分, 共20分） 2. 4. 题2-1图 1.解：由二元体分析法 原结构是一个无多余约束的几何不变体系。 2.解：由二元体分析法 原结构是一个无多余约束的几何不变体系。 3解：显然，体系是具有两个多余约束的几何不变体系。 4解：由三刚片规则，可知体系是无多余约束的几何不变体系。 四、绘制下图所示各结构的弯矩图。（每小题10分，共30 分） 1. 作弯矩图如下: 2. 解： 作弯矩图如下: 3. 40kN 40kN 20kN/m -E 一 2m 一 2m 一 _2m _ - 2m 4

5、m 解: 作弯矩图如下: 120 XI 解: D 4、中u丄丄心加（kN?m B40 五、 B A a a a 一 求支座反力 Ma =0 FBg4a Fpg2a Fpg3a 0 Fb 5FP 4（） Fa !Fp 3FP FP 0 4（） 用I - I截面将桁架截开，保留右边部分, 受力如图: Fy =0 Fni sin 45 MC =0 4 4 Fpga Fga Fni80s45 ga 0 2邱（拉） 取结点C为研究对象，作受力图如下: 显然：FN2FP （压） Fn4 7A* k 作业二 一、选择题（每小题 2分，共10分） 1 用力法计算超静定结构时，其基本未知量为（D ） A杆端弯矩

6、 B 结点角位移 C结点线位移 D 多余未知力 2力法方程中的系数j代表基本体系在 Xj 1作用下产生的（C ） A XiB Xj C Xi方向的位移 D Xj方向的位移 3 在力法方程的系数和自由项中（ B ） A j恒大于零Bii恒大于零 C ji恒大于零D iP恒大于零 4.下列哪一条不是图乘法求位移的适用条件？ （D ） A直杆B EI为常数 CM p、M至少有一个为直线形D M p、M都必须是直线形 5. 下图所示同一结构在两种不同荷载作用下，它们之间的关系是（ A A 点的水平位移相同 B C点的水平位移相同 C C点的水平位移相同 D BC杆变形相同 qB EA El EA El

7、 二判断题（每小题 2分，共10分） 1 静定结构由于支座移动引起的位移与刚度无关。（X ） 2 反力互等定理仅对超静定结构才有使用价值。（） 3 .用力法求解超静定刚架在荷载和支座移动作用下的内力，只需知道各杆刚度的相对值。 （X ） 4同一结构的力法基本体系不是唯一的。（） 5用力法计算超静定结构，选取的基本结构不同，则典型方程中的系数和自由项数值也不 同。（） 三.求图泳简比壊C点的爆向弱.移.E1二常数。 丸址jaUUj罟I禺 21/5 解：（1）悴XI”图 （：“汁特匕心嵯此位移 U1211, 2I222I1211 Ixxal xx +xx! xx EI 2399333IK 92 +

8、 丄X* 丄 2 3 7?93 四、计秤图示刚架结点C 的水平付孩和转砂=搭数 （3） i舁C点水卩位移 I.门铮点水T付秒 Wi tr Mf.ro “丄丄亦x=2 Cx EI 3822 48EI 2.计算C点转角 （1） Mp图同上 （Z）作M图 M图 （3）计算C点转角 久二丄x2xlqpxlxl = L q c EI 382 24EI 、 九.试求田不刚架点D的竖问位移，E上宮数。 2 1 f 密亍了2 22 X3，+，X2XFJ1 =血心 48EI A.求图空桁架结点H的竖向位穆，已知柿架*村的EA=21xl(4 kN. 六、求图示桁架结点B的竖向位移，已知桁架各杆的 4 EA：21

9、X10 kN。(9 分) B 30kN 44=16m DV 15 ET ( 50)( 8)5 2 5 505 2 8 3 306 2 8 3 (60)( ? 6 1 DV 1030 EA 七、确定下列结构的超静定次数。 (4分) 2.1次 4. BA 6m (c) （d） 八、用力法计算图示结构，并作弯矩图。各杆 EI相同且为常数。（i0分） 40kN A -B C 2m 2m 4m M图 _ 7 解: 1.选取基本结构，确定基本未知量（ 建立力法方程： 2. ii Xiip 4 i ic i28 i i ci i60 ii 4 4 4 2 iP 40 44 EI 3 3EI EI 2 2 E

10、I 绘M!图和M p图, 3. 求系数和自由项, 4.解力法方程，求出未知量 128 3EIXi EI Xi 15 5.绘弯矩图 九、用力法计算下列刚架，并作弯矩图。 EI为常数。（i0分） 十、用力法计算图示结构，作弯矩图。链 杆 EA 。 （10 分） 2m 41 41 6m 414I 基本结构 解：1.选取基本结构，确定基本未知量（切断大链杆 CD取其轴力为 X）如上右图。 2. 建立力法方程: 11 Xi ip 0 3. 绘Mi图和Mp图，求系数和自由项, 1 6 (2 6P 82 6P) 4EI 6 27P EI 2 23 11 EI 3 16 2 2 (2 22 2 82 282)

11、 2 4EI 6 26889.33 3EI EI (图乘时注意要分段) M1图 CD 6P Mp图 4. 解力法方程，求出未知量 26827 P4 X10； 3EIEI 5. 绘弯矩图 27P 3EI 81 X1P 0.302P ET 268268 卜一、利用对称性计算图示刚架，并绘制弯矩图。 (10 分) q 解：1.利用对称性，简化为下左图，选取基本体系为下右图。 2.建立力法方程： l iiXi ip 0 3EI 3绘Mi图和M,p图，求系数和自由项, ii Xi=1 臥图 IP 丄C丄|3 EI 3 3EI i i i q|2 3EI 32 2l3 3EI ql4 I8EI （图乘时注

12、意各杆件的抗弯刚度不同） 4.解力法方程，求出未知量 Ji 3e ql4 I8EI 0； Xi ii2ql 5 绘弯矩图 2 5ql 作业三 一、选择题（每小题 2分，共10分） 1 位移法典型方程实质上是（ A） A平衡方程B位移条件 C物理关系 D位移互等定理 2位移法典型方程中的系数kij代表j 1在基本结构上产生的（ C ） A i B j C 第i个附加约束中的约束反力 D第j个附加约束中的约束反力 3用位移法计算刚架，常引入轴向刚度条件，即“受弯直杆在变形后两端距离保持 不变”。此结论是由下述假定导出的（ D ） A忽略受弯直杆的轴向变形和剪切变形 B弯曲变形是微小的 C变形后杆件

13、截面仍与变形曲线相垂直 D假定A与B同时成立 4在力矩分配法中传递系数C与什么有关（D ） A荷载B 线刚度C近端支承D 远端支承 5 汇交于一刚结点的各杆端弯矩分配系数之和等于（A ） A 1 B 0 C 1/2 D -1 二、判断题（每小题 2分，共10分） 1 位移法可用来计算超静定结构也可用来计算静定结构。 b所示。( 2 图a为一对称结构，用位移法求解时可取半边结构如图 4 3.用位移法计算荷载作用下 的超静定结构时，采用各杆的相对 刚度进行计算，所得到的节点位移不是结构的真正位移，求出的内力是正确的。 4在多结点结构的力矩分配法计算中，可以同时放松所有不相邻的结点以加速收敛速 度。

14、() 5力矩分配法适用于连续梁和有侧移刚架。 三、用位移法计算图示连续梁，并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常数。(10分) 10kN/m II川I川I业 6m 4m A 基本结 解：(1)选取基本结构如下图所示，A i为基本未知量。 (2 )写出位移法方程如下： kii A 计 F if= 0 (3)计算系数kii及自由项Fip 令 i = EI，则 i ab =3i , i BC =2i i2 1 2i 6i ._I一.|.|_|.-pg. 作Mi图和M图如下：12 2i k ii = 12i+2i =14i M1 fip 40 40 40 kN?m 3丿 求解位移法基本未知量 将系数及自由项

15、代入位移法方程，得: 40 fp320 kii14i21i (5 )作M图 四、 用位移法计算图示刚架，并绘制弯矩图。(10分) 解: HHHIH f rr 2EI B2EI C 2EI EI EI *R 30kN/m D -r (1)选取基本结构如下图所示， 4m 4m 2m 1、 15kN 4m 2为基本未知量。 (2 )写出位移法方程如下：基本结构 k11 1+ k 12 2+ F 1F= 0 k21 1+ k 22 2+ F 2F= 0 (3)计算系数及自由项 令，则 iAB= i BC =2i，肯 iCF =i， i cd=4 i 作M1图、M2图和MF图如下: 11 =8i+4i+

16、8i =20i 21 =4i 21 =k12 =4i M2图 22 = 8i+4i = 12i 8 C 匸 E 八FT 1_2 D F 1P =40 kN?m F 2P =-30 kN?m (4 )求解位移法基本未知量 将系数及自由项代入位移法方程，得: 20i 4i 1+ 4i 2+40= 0 1 +12i 2-30= 0 50.7 f 飞 0、 3.6 勺11 二10.713.6 -F- 解得: 75 95 i (5 )作M图 28i 28i 五、用位移法计算图示刚架，并绘出弯矩图。(10 分) 三三三三 q I 解:( 1)对称结构受对称荷载作用，可简化为如下结构: 选取基本结构如图所示

17、， i为基本未知量。 (2 )写出位移法方程如下： kii 1+ F ip= 0 (3)计算系数kii及自由项Fip 令i二旦，贝U i = i =i LADDE 作Mi图和MP图如下： k F1P = X = 4i+4i =8i ii Fip ,2 qL d r s 12 11 12 A MP图 qL2 12 (4 )求解位移法基本未知量 将系数及自由项代入位移法方程，得： qL22 fp12qL k118i96i 1 由对称性，得原结构的 M图如下: 六、用位移法计算图示刚架（利用对称性），并绘出弯矩图。各杆 数。（10分） EI相同且为常 川川川II A BC D 6m E bk 6m

18、F 6m 18kN/m 18kN/m 解：（1）对称结构受对称荷载作用，可简化为如下结构: 6m 选取基本结构如图所示，A i为基本未知量。 6m JA BG A （2 ）写出位移法方程如下： kii A 计 F ip= 0 （3）计算系数kii及自由项Fip 令i二旦，则i _ 6 作Mi图和M图如下： BE =， 4 i BG =2i M1 2 11 =4i+4i +2i =10i F ip = 54 kN?m (4 )求解位移法基本未知量 将系数及自由项代入位移法方程，得: Fi545.4 k1110i i (5 )作M图 七、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常数

19、。 (10 分) 24kN 解：计算分配系数, 48kN/ 6- 3 E! 用A = Sba +Sbc = 3 EI+4 EI 0.429 6 6 Mbc Mba =1 0.4290.571 4 EI = 6 心= SCb+Scd =4 旦 +3 旦 6 6 SCB 0.571 Mcd1 心=1 0.5710.429 分配与传递计算 * :C 作 M图。_ 一 -82- -G211 A. 1 皿图（kN?m） 10 分） 八、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常数。 -32k刖 ，二E 解：梁的悬忙 De为一静定部分，可求彳肇MlDE =-36TN?m化搭丄24kN。将结

20、点D简 32k 化为铰支端，则Mde与Fqde应作为外力作用于结点D右侧，因此可按下图计算 计算分配系数 4 E -Sba=6 也=Sba+Sbc=4 旦+4 6 |T。5 6 Mbc Mba =1 0.50.5 SCB El PCB = 足B +SCD 4旦+3旦 6 6 0.571 Mcd1 mcb = 1 0.571 0.429 分配与传递计算 分配系数 固点反力矩 固端弯矩 -0.86 0.5 -24 0.5 0.571 0.429 -18 36 12 12 3.43 6.85 5.15 -1.72 -1.72 递分 配 与 传 -0.07 -0 13 0.25 -0.13 -0.86

21、 0.49 0.37 -0 01 0.02 -0 01 -0.07 0 04 0 03 最后弯矩 图 M rrnn10 10 14 13 84 单位（kN?m） （4）作M图 .I 13 九、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。各杆EI相同且为常数。10分） 10kN 4m 32kN 10kN/m D 2m 2m 4m 计算分配系数 _ Sbe _ 4i BE 阳E = o = 7- SBE +S BC 4i BE + 3i BC 4 E 4 EI 4+3 4 旦 .571 4 Mbc1中e = 1 0.571 0.429 固点反力 2C 分配系 0.4 固端弯 -14 2 分配与传 -2

22、.0 最后弯 -16. 2 E 分配与传递计算 B BE 0.5 0 0 -3.4-1. -3.-1. 单位(kN?m (4 )作 十、用力矩分配法计算图示结构，并绘出弯矩图。 各杆EI相同且为常数。 10 分） 10kN/ 20k 4m 4m 解: 计算分配系数 _Sba_ 1BA = _ Sba + Sbc + Sbd 3 El + 4 3 E 4 EI 4 EI 4 4 0.273 M-bc SBC SBA + SBC + SBD EI 3+ 4 EI 4 4 EI 4 EI 4 0.364 l1 BD S BD S BA + SBC + SBD EI + 4 4 EI 4 百 4 EI

23、 4 0.364 Mcb 一 S- SCB SCB + SCE 4 EL + 4 EI 4 0.5 Mce1 1CB = 1 0.50.5 分配与传递计算 A BA 0.273 20 -2.73 0.56 0.03 17.86 BD 0.364 B BC 0.364 -10 -3.64 -3.64 -2.05 0.75 0.04 -2.85 DB -1.82 0.38 0.02 0.75 -0.10 0.04 -15.0 CB CE 0.5 0.5 10 -1.82 -4.09 -4.09 0.38 -0.19 -0.19 0.02 -0.01 -0.01 4.29 -4.29 EC -2.0

24、5 -0.10 2 、为29 A C 4.29 A直线段组成 B曲线段组成 / M图直线曲线混合D变形体虚位移图D yc是表示（C ） 2.图示结构某截面的影响线已做出如下图所示，其中竖标 A P=1在E时，C截面的弯矩值B P=1在C时，A截面的弯矩值 C P=1在C时，E截面的弯矩值D P=1在C时，D截面的弯矩值 3绘制任一量值的影响线时，假定荷载是（A ） A一个方向不变的单位移动荷载B移动荷载 C动力荷载D可动荷载 4.如下图所示，若要增大其自振频率w值，可以采取的措施是（B ） A增大L B 增大El C 增大 m D 增大P Ft Jf 5.无阻尼单自由度体系在简谐荷载作用下，共振时与动荷载相平衡的是（B） A弹性恢复力B惯性力 C惯性力与弹性力的合力D 没有力 二、判断题（每小题 2分，共10分） 1. 静定结构和超静定结构的内力影响线均为折线组成。（ V ）