2017年电大电大土木工程力学形成性考核答案

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 0C 多余约束数等于

2、 3 D 多余约束数大于等于 35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 67.下图所示结构的弯矩图形状应为（&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| ABCDELL?=TTH9 .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（每小题 2

3、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。（I）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。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，因此在实际结构中可以将其去掉。10 .试判断下列

4、弯矩图是否正确。（）1.31.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。四、绘制下图所示各结构的弯矩图。（每小题 10 分，共 30 分）、试对图示平面体系进行几何组成分析。题2-8图（每小题 5 分，共 20 分）题2-1（图10 .试判断下列弯矩图是否正确。（）1.3AA120402.FP解：作弯矩图如下:3.40kN40kN20kN/解：作弯矩图如下:-2m - 2m一 .2m 2m一吐叩小叫4m_| | I.2_CM图（kN *m）40FBl_4a - Fp_2a

5、 - Fp_3a = 0土木工程力学（本）形成性考核册5FPFB十（）由Fy= 05FA_Fp_Fp_Fp=04FA号（）4用 I -I截面将桁架截开，保留右边部分，受力如图:FN1sin 455Fp- Fp= 04FN4FP（压）FN3由 Me= 0DPFN5|FpLa -FN3_a -FNI_Cos45 i_a = 04（拉）取结点 e 为研究对象，作受力图如下:FN4FN4显然：FN2二_Fp（压）N2F作业、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B 结点角位移C 结点线位移 D 多余未知力AXiBXjCXi方向的位移 DX

6、j方向的位移3在力法方程的系数和自由项中（B ）Aj恒大于零Br 恒大于零C恒大于零D 耳恒大于零4.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CMP、M至少有一个为直线形DMP、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 ）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,2力法方程中的系数T 代表基本体系在Xj二1作用下产生的（A A 点的水平位移相同C C 点的水平位移相同B C

7、点的水平位移相-EA-1-EIAEI只需知道各杆刚度的相对值。申B一C CBEA4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、求图示简支粱 C 点的竖向位移，EI =常数。（9 分）（2）作 M 图M图（3）计算 C 点竖向位移11丄廿21 22|丄21 123 729333 7292二連C)1458EI四、1/2EI=常数丄1 2l 21EI 2 3 992 2丄qf 2 133 189 22MP图解：（1）91 计算 C 点水平位移解：(1)作 Mp图(3)计算丄211ql2丄1EI 3 82 .计算

8、 C点转角(1)Mp图同上(2)作M图五、试求图示刚架点D的竖向位移，EI=常数。EI=常数丿Cl/2(3)计算 C 点转角，丄21CEI 3M2(2)作 M 图C 点水平位移解：(1 )作 Mp图(2)作 M 图(3)计算“DyD 点竖向位移二丄丄 11/2l（Fd+生2）+i丄FjEI22 2 223229F3c）48EI六、求图示桁架结点B的竖向位移，已知桁架各杆的EA=21 104kN。4解：(1 )计算实际荷载作用下桁架各杆的轴力(2)计算虚设单位荷载作用下桁架各杆的轴力4(3)计算 B 点竖向位移16553（_90）（一）6 2 （-100）（-） 5 2 50 - 5+2 60

9、- 6EA88881612.51612.534：7.68 10 m = 7.68mm（ ：）EA 21 10八、用力法计算图示结构，并作弯矩图。各杆EI相同且为常数40k基本结构(2)写出力法方程如下:S11X1+ 1P= 01. 5 次2. 1 次_ I_H_ JY一1I七、确定下列结构的超静定次数。（4 分）3.(3)计算系数论及自由项 A1P1M,=By = 7FNPFN1EA应BC 2m.卜2m -4m-1一 2m 一一 2m14m. |解：(1 )梁为一次超静定结构， X1为多余未知力，取基本结构如下图所示:C- D(2)写出力法方程如下：S11X1+ S12X2+ 1P= 0MP讪

10、=2丄4 44El 231283EIMP=1 1 40 4 1 4El 22160El160(4)求解多余未知力:El1283.75kN3EIM解：(1 )基本结构如下图所示，X1、X2为多余未知力。El为常数X2基本结S21Xl+ S22X2+ 2P= 0(3)计算系数及自由项：M1DC6k24厂!If_M21 121MpS1=()4 44444 =4EI El 234EI3EI 1 1 2 , 1 , 2084 44444 =2(缶1S2= 4!I-:IPEl31 1)444E I 2124431921 ., =-4 El 21 1=4 24 4 =El 2El64128、，40、，64X

11、1X2- =3EIElEl40、，208、，192X1X2+-=El3EIEl解得:X1=-2.4kNX2= -4.1kN(5) 作 M图：00i- 2P求解多余未知力：6.8M 图（kN 如）图1283EI40十、用力法计算图示结构，并作弯矩图。链杆C- D -TEA=s。P-*解：(1)取基本结构:iABrX1X1I_I基本结构(2)写出力法方程如下：(3)计算系数讪及自由项 A-p作 M-图和 Mp图如下：3iiXi+ IP= 02!I-巨三I “ A1 1M-. 2 23 = - 2 2 22 3 4E冷。=-4EI 2(4)求解多余未知力：EI 214A- 2 268产2七丁6仓(霸

12、沢6)=拓227P6 6P (26)=3EI卜一、利用对称性计算图示刚架，并绘制弯矩图。3EIEl基本结构(2)写出力法方程如下：S11Xi+ IP=0(3 )计算系数 811及自由项 A|p27PET2683EI81P268(5)作 M 图:3EElI-b3E2EEl11.-l- 1- 1- I解：(1)对称结构受对称荷载作用，可简化为如下结构:取基本結构:构-IMP作 Ml图和 Mp图如下:C产丄1 i i 2 i丄EI 23 3EIIII213EI1P3EI 31 1 1I ql2|2ql418EIql4(4)求解多余未知力：X118EI2l3ql(5)作 M 图:3EI112作原结构

13、M 图如下:ql2土木工程力学（本）形成性考核册作业三一、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kjj代表二j=1 在基本结构上产生的（ C ）AiB 二jC 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

14、 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、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。（图a图 b3.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111 1. 11川丨川IIIJ受弯直杆在变形后两端距离保持2 图 a 为一对称结构，用位移法求解时可取半边结构如图度。（）5力矩分配法适用于连续梁和有侧移刚架。三、

15、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 /4IIIA厂-4,6 -解：(1)选取基本结构如下图所示，为基本未知量。(2 )写出位移法方程如下：kii1+ FIP=0(3)计算系数 kii及自由项 Fip40FiP=kN miP3求解位移法基本未知量将系数及自由项代入位移法方程,40F1P3kiii4i202ii(5)四、基本结得:用位移法计算图示刚架，并绘制弯矩图。(10分)30kN/m2EIEI解:2EI15kC 2EID-TEI-2(1)选取基本结构如下图所示，A2为基本未知量。(2 )写出位移法方程如下:1X1BC基本结构77FDkiiA1+ ki

16、2A2+ FIP=0k21Ai+ k22A2+ F2P=0(3)计算系数及自由项令 i =EI，则 匚=iBc=2i,iBE= icF= i,AB BCicD=4i作 Mi图、M2图和 MP图如下:kii=8i+4i+8i=20ik2i=4i解得:k22=8l+4l=121DFIP=40 kN 师F2P=-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 1+ 4i 2+40= 0-4i 1+12i 2-30= 0 7528i（5）作 M 图五、用位移法计算图示刚架,工三三三9528i并绘出弯矩图2E50.7ABl 10.713.-r4645.M 图（kN

17、 m）（10分）6.8E解:（ 1） 对称结构受对称荷载作用， 可简化为如下结构:LLi选取基本结构如图所示，Ai为基本未知量。(2 )写出位移法方程如下：kiiA 1+ Fip= 0(3)计算系数 kii及自由项 Fip令i =EI，贝 U i = i =iLAD DE作 Mi 图和 Mp图如下：kii=4i+4i=8iFIPqLD,i2(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:FpkiiqL28iqL296iFip=MP图qL2i2i2 A6M 图六、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）18kN/m川川im川18kN/m

18、nuimii1ABCD6EFr7-6I66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，A1为基本未知量。(2 )写出位移法方程如下：kiiA 计 Fip=0(3)计算系数 kii及自由项 Fip(4 )求解位移法基本F1Pkii5 54i0i i(5)作 M 图32.4A 10.8M 图（kN m）1七、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）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）解: 计算分配系数,MBA=oEl3 6c El , El3+ 4 6 6二0.429(BC=1 -MBA= 1 -

19、0.429 = 0.571 EIS4 =SCB= _ 6氐B= SCB+SCD=4旦+ 3 EI6 6=0.571MCD=1-MCB=1- 0.571二0.429+ SBC6633分配与传递计算分配系数0.420.570.420一57解：梁的悬臂 DE 为一静定部分，可求得MDE=-36kN?m, FQDE= 24kN。将结点 D 简计算分配系数/ El4 -血A= s+s =El6El二0.5SBA+sBC4+4 6 6MBC= 1 -MBA= 1 - 0.5 = 0.5s4 EIMB=s+S = El6El= 0.571SCB+SCD4+3 _6 6MCD=1_MCB=1- 0.571二0

20、.4292tC1-32kDIA二BSBA66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:3 3 I解：梁的悬臂 DE 为一静定部分，可求得MDE=-36kN?m, FQDE= 24kN。将结点 D 简分配与传递计算13.M图九、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）曲c =1 MBE= 1 0.571 = 0.429分配与传递计算B固点反力2CBE分配系0.420.57固端弯-14200分配与传-2.5-0-3.4-1.7最后弯-16.52-3.4-1.7E4iBElBESBE+SBC4iBE+ 3iBC= 0.5714m单

21、位(kN m)(4)作 M 图1.7讣EM 图（kN m）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)4m解: 计算分配系数（1BASBASBA+ SBC+ SBD3EL_4_EIEIEI3+ 444SBCSBA+ SBC+ SBD4旦4EIEIEI3+44：444二0.364SBDSBA+ SBC+ SBD4旦_43旦+4旦4 EL444二0.364 CBSCBSCB+ SCE4 EL4旦+：旦5= 0.273Me E =1一卩C=1-0. 5= 0.5分配与传递计算A单位（kN m）BABDBCCBCE0.2730.3640.3640.50.520-2.73B-3.64-10-3.6410-1.82-2.05-4.09-4.090.560.750.75- 0.38-0.10-0.19-0.190.030.040.04- 0.02-0.01-0.0117.86-2.85-15.04.29-4.291DB1EC-1.82-2.050.38-0.100.02-1.42-2.15DCE17.86M 图（kN *m）作业四参考答案、画图示伸臂梁MK,FRA的影响线。（10分）解：用机动法作影响线如下: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）一、选择题1. A 2. C3