土木工程力学形成性考核册全

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(BA 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(CA 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,(CA 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 ( DA 自由度为 3 B 自由度等于 0C 多余约束数等于3D 多

2、余约束数大于等于35.不能作为建筑结构使用的是(DA 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A 折线B 圆弧C 双曲线D 抛物线二、判断题 (每小题 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。 (?题 2-7图1 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

3、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.解: 作弯矩图如下 :五、计算图示桁架中指定杆件的内力。DMM 图 (kN ?m解:求支座反力 由AM=0 B P P F 4a F 2a F 3a-0= PB5FF(4=由yF=0 APPP5 FFFF04+ -=PA3FF (4=用 -截面将桁架截开 ,保留右边部分 ,受力如图 : 由yF=0 N1PP5 F sin 45F F 4? +-=N1PF=(压由CM=0P N3N1

4、5F a F a F cos 45a 04-? = N3P 3F F 2=(拉取结点 C 为研究对象 ,作受力图如下 : 显然 :N2P F F =-(压作业二一、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 (DA 杆端弯矩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ij代表基本体系在1=j X 作用下产生的 (CA i XB j XC i X 方向的位移D j X 方向的位移 3.在力法方程的系数和自由项中( BA ij恒大于零B ii恒大于零 Cji恒大于零D iP ? 恒大于零FFFPF4FF N44.下列哪一条不是图乘法求位移的适

5、用条件?( D A 直杆 B EI 为常数C P M 、M 至少有一个为直线形D P M 、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 (D 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。( ×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。 ( ×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

6、基本结构不同 ,则典型方程中的系数和自由项数值也不同。 ( 六、求图示桁架结点B 的竖向位移 ,已知桁架各杆的EA=21×104kN。(9 分? ? ? ? -+?+?+? -=?163(60(2633025550255(50(1DV4.解力法方程 ,求出未知量415;0160312811-=-X EIX EI求系数和自由项 ,十、用力法计算图示结构,作弯矩图。链杆EA= 。(10 分解: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。1M 图C D2PM 图6P4.解力法方程 ,求出未知量PPEIETPXEIPXEI302.026881268327;

7、0273268141=?=-5.绘弯矩图CD0.604P2.4P3.6P十一、利用对称性计算图示刚架,并绘制弯矩图。 (10 分l l解:1.利用对称性 ,简化为下左图 ,选取基本体系为下右图。图 1M图 P Mql 2/23E I4.解力法方程 ,求出未知量( -=+ql X EI ql X e l 121;0183214135.绘弯矩图图 M52ql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(AA 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ij k 代表 1=?j 在基本结构上产生的 ( C A i ? B j ? C第 i

8、 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 ( DA 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。( 2.图 a 为一对称

9、结构 ,用位移法求解时可取半边结构如图b 所示。 ( ?解:(1 选取基本结构如下图所示, 1为基本未知量。(2 写出位移法方程如下 : k 111+ F 1P = 0(3 计算系数 k 11 及自由项 F 1P 令 EIi =12,则 i AB =3i , i BC =2i k 11 = 12i+2i =14i1P 40F =3kN ?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:1P 11140F 203k 14i 21i?=-=-=-(5作M图基本结 1M 6iM P图4040用位移法计算图示刚架 ,并绘制弯矩图。 (10 分解: (1 选取基本结构如下图所示, 1、2为

10、基本未知量。(2 写出位移法方程如下 :k 111+ k 122+ F 1P = 0 k 211+ k 222+ 计F算2P系=数0及(3自由项令EIi =4,则 i AB = i BC =2i , i BE = i CF = i, i CD =4 i 作 1M 图、 2M 图和 M P 图如下 :k 11 = 8i+4i+8i =20ik 21 =4i k 21 = k 12 =4iD基本结构 D1M 图k 22 = 8i+4i=12iF 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:20i1+ 4i2+40= 04i1

11、+12i -30=20 解得 : 17528i ?= - 29528i?=(5作M 图五、用位移法计算图示刚架,并绘出弯矩图。 (10 分解: (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 , 1为基本未知量。D2M 图D P DM 图 (kN ?m(2 写出位移法方程如下 :k 111+ F 1P = 0(3 计算系数 k 11 及自由项 F 1P 令 EIi =L,则 i AD = i DE =i 作 1M 图和 M P 图如下 :k 11 = 4i+4i =8i21P qL F =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:221P 111q

12、L F qL 12k 8i 96i?=-=-=- (5 作 M 图E1MEP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EI 相同且为常数。 (10 分解: (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 , 1为基本未知量。E48M 图 22qL 48M 图22qL 22qL 48(2 写出位移法方程如下 :k 111+ F 1P = 0(3 计算系数 k 11 及自由项 F 1P 令 EIi =6,则 i AB = i BE =i , i BG =2i作 1M 图和 M Pk 11F 1P = 54 kN ?m(4

13、 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:1P 111F 54 5.4k 10i 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。(10 分解:计算分配系数 , BA BABABC3S6=0.429EI EI S +S 3+466?=?MPMDBC BA 1CBCB CB CD EI4S 6=0.571EI EIS +S 4+366?=?CD CB 1八、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。 10 分= 24kN 。将结点 D 简 化为铰支端 ,则 M DE 与 F QDE 应作为外力作用于结点D 右侧 ,

14、因此可按下图计算 :计算分配系数 BABA BA BC EI4S 6=0.5EI EI S +S 4+466?=?BC BA 1单位 (kN ?m M 36kCBCB CB CD EI4S 6=0.571EI EI S +S 4+366?=?CD CB 1分配与传递计算九、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 分解:此刚架可按下图计算 :M 图计算分配系数BE BEBE BE BC BE BC EI 4S 4i 4=0.571EI EIS +S 4i +3i 4+344?=?BC BE 1分配与传递计算(4作M图十、用力矩分配法计算图示结构,并绘出弯矩图。各杆

15、EI 相同且为常数。 10 分?20kN ? E单位 (kN ?m解:计算分配系数BABA BABC BDEI3S 4 =0.273EI EI EI S +S +S 3+44444?=? +?BCBC BABC BDEI 4S 4 =0.364EI EI EI S +S +S 3+44444?=? +?BD BD BABC BDEI4S 4 =0.364S +S +S 3+44444? =? +?CBCB CB CE EI4S 4=0.5S +S 4+444?=?CECB 1 =10.50.-5= 分配与传递计算作 M 图RA影响线2m2m2m5.无阻尼单自由度体系在简谐荷载作用下,共振时与动

16、荷载相平衡的是(B A 弹性恢复力 B 惯性力四、绘制伸臂梁C 截面、 D 截面的弯矩影响线和剪力影响线。（10 分） FP=1 C D 1m 3m 0.5m 1.5m A K 1m 3/4 A B 3m B D 0.5m 1.5m MC 影响线 3/8 A 1/4 + 3/4 B QC 影响线 12kN A B C 2m 2m 1m D 影响线 M 2m 3/8 12kN 8KN/m D A B 10.5 A B + 1 QD 影响线 0.25 FyA 影响线 FYA120.5120.25五、作图示梁 FyA 、MC 的影响线，并利用影响线计算图示荷载作用下的FyA 、MC 值。（20分）

17、130.2580 2 MC 影响线 MC=0 MB 影响线 1 1 M B12131824 KNm 2六、试求图示体系的自振频率。l 2 M1 M 1. 求柔度系数 l ll 1 lEI=常数，杆长均为l 。 （10 分）ll 2 2 lll 7l 311(m p1 P l l 1EI333 12EI 2. 求自振频率1112EI11m 7l 3 m 七、求图示体系的自振频率。忽略杆件自身的质量。（15 分） m EI= l/2 l 题 9-1 图A B FB m1 由惯性力计算公式：l FI 1m' ' 2 FI 25l' 'kl0 2M A0 l l 3l 3l m' 'kl2kl 2 2k