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文档简介
1、构造力学章节习题及参照答案构造力学章节习题及参照答案构造力学章节习题及参照答案.第1章绪论(无习题)第2章平面系统的灵活剖析习题解答习题2.1是非判断题(1)若平面系统的实质自由度为零,则该系统必定为几何不变系统。()若平面系统的计算自由度W=0,则该系统必定为无剩余拘束的几何不变系统。()(3)若平面系统的计算自由度W0,则该系统为有剩余拘束的几何不变系统。()(4)由三个铰两两相连的三刚片构成几何不变系统且无剩余拘束。()习题2.1(5)图所示系统去掉二元体CEF后,节余部分为简支刚架,所以原系统为无剩余拘束的几何不变系统。()AECFBD习题2.1(5)图习题2.1(6)(a)图所示系统
2、去掉二元体ABC后,成为习题2.1(6)(b)图,故原系统是几何可变系统。()习题2.1(6)(a)图所示系统去掉二元体EDF后,成为习题2.1(6)(c)图,故原系统是几何可变系统。()BEFDAC(a)(b)(c)习题2.1(6)图习题2.2填空(1)习题2.2(1)图所示系统为_系统。习题2.2(1)图(2)习题2.2(2)图所示系统为_系统。.习题2-2(2)图(3)习题2.2(3)图所示4个系统的剩余拘束数量分别为_、_、_、_。习题2.2(3)图(4)习题2.2(4)图所示系统的剩余拘束个数为_。习题2.2(4)图(5)习题2.2(5)图所示系统的剩余拘束个数为_。习题2.2(5)
3、图(6)习题2.2(6)图所示系统为_系统,有_个剩余拘束。习题2.2(6)图(7)习题2.2(7)图所示系统为_系统,有_个剩余拘束。习题2.2(7)图习题2.3对习题2.3图所示各系统进行几何构成剖析。(a)(b).(c)(d)(e)(f)习题2.3图第3章(g)静定梁与静定刚架习题解(h)答习题3.1是非判断题在使用内力争特点绘制某受弯杆段的弯矩图时,一定先求出该杆段两头的端弯矩。)(2)(i)(j)()区段叠加法仅合用于弯矩图的绘制,不合用于剪力争的绘制。(3)多跨静定梁在隶属部分受竖向荷载作用时,必会惹起基本部分的内力。()(4)习题3.1(4)图所示多跨静定梁中,CDE和EF部分均
4、为隶属部分。()ABCDEF习题3.1(4)图习题3.2填空(k)(l)(1)习题3.2(1)图所示受荷的多跨静定梁,其定向联系C所传达的弯矩MC的大小为_;截面B的弯矩大小为_,_侧受拉。FPFPFPFPABDEClllll习题3.2(1)图(2)习题3.2(2)图所示风载作用下的悬臂刚架,其梁端弯矩MAB=_kNm,_侧受拉;左柱B截面弯矩MB=_kNm,_侧受拉。CBm/mN4mk4/NkD6m4A6m.习题3.2(2)图习题3.3作习题3.3图所示单跨静定梁的M图和FQ图。20kN/mFPaFPaABFP2CDACB2m4m2maa(a)(b)qFPFPFPABABCCDEll/2aa
5、aa(c)(d)qqa5kN/m20kNmqa2ABCCADaa2m2m2m(e)(f)习题3.3图习题3.4作习题3.4图所示单跨静定梁的内力争。6kN4kN/m12kNmEACDB2m2m3m2m(c)习题3.4图习题3.5作习题3.5图所示斜梁的内力争。5kN/mBCm3A4m2m习题3.5图习题3.6作习题3.6图所示多跨梁的内力争。6kN2kN/mDAEBC2m3m3m3m(a)10kNmE2m.习题3.6图(a)习题3.7更正习题3.7图所示刚架的弯矩图中的错误部分。FPBFPBCCBCFPAAA(a)(b)(c)FPCMBCAAB(d)(e)(f)习题3.7图习题3.8作习题3.
6、8图所示刚架的内力争。6kNBCDm/mNk421A4m4m(a)4kN/m6kNmDCEm3BmA23m3m(b)习题3.8图第4章静定拱习题解答.习题4.1是非判断题(1)三铰拱的水平推力不单与三个铰的地点相关,还与拱轴线的形状相关。()(2)所谓合理拱轴线,是指在任意荷载作用下都能使拱处于无弯矩状态的轴线。()(3)改变荷载值的大小,三铰拱的合理拱轴线形状也将发生改变。()习题4.2填空(1)习题3.2(3)图所示三铰拱的水平推力FH等于。FPaaa习题3.2(3)图习题4.3求习题3.15图所示三铰拱支反力和指定截面K的内力。已知轴线方程y4fl2x(lx)。4kN/myKCm4AxB
7、5m3m8m习题3.15图第5章静定平面桁架习题解答习题5.1是非判断题(1)利用结点法求解桁架构造时,可从任意结点开始。()习题5.2填空(1)习题3.2(4)图所示桁架中有根零杆。FPFP.习题3.2(4)图习题5.3试用结点法求习题3.10图所示桁架杆件的轴力。30kNm430kNmFPl4FP4mlll(a)(b)习题3.10图习题5.4判断习题3.11图所示桁架构造的零杆。FPFPFPFPFPFP(a)(b)2FPlllFPlFPll(c)习题3.11图习题5.5用截面法求解习题3.12图所示桁架指定杆件的轴力。FPFPFPlcbblaclallllllll(a)(b)习题3.12图
8、第6章构造的位移计算习题解答.习题6.1是非判断题(1)变形体虚功原理仅合用于弹性系统,不合用于非弹性系统。()(2)虚功原理中的力状态和位移状态都是虚设的。()(3)功的互等定理仅合用于线弹性系统,不合用于非线弹性系统。()(4)反力互等定理仅合用于超静定构造,不合用于静定构造。()(5)关于静定构造,有变形就必定有内力。()(6)关于静定构造,有位移就必定有变形。()(7)习题4.1(7)图所示系统中各杆EA同样,则两图中C点的水平位移相等。()MP图,M图如习题4.1(8)图所示,EI=常数。以下图乘结果是正确的:1(2ql2l)l()8EI34MP图、M图如习题4.1(9)图所示,以下
9、图乘结果是正确的:1(A1y01A2y02)1EIA3y03()1EI2习题4.1(10)图所示构造的两个均衡状态中,有一个为温度变化,此时功的互等定理不可立。()FPCCFPllll(a)(b)习题4.1(7)图q1ql2A2A3A1l8EI1EI2(a)MP图(a)MP图1y021yy0103l/4(b)M图(b)M图.习题4.1(8)图习题4.1(9)图FPt1t2(a)(b)习题4.1(10)图习题6.2填空题(1)习题4.2(1)图所示刚架,因为支座B下沉所惹起D点的水平位移DH=_。虚功原理有两种不一样的应用形式,即_原理和_原理。此中,用于求位移的是_原理。用单位荷载法计算位移时
10、,虚构状态中所加的荷载应是与所求广义位移相应的_。图乘法的应用条件是:_且MP与M图中起码有一个为直线图形。已知刚架在荷载作用下的MP图如习题4.2(5)图所示,曲线为二次抛物线,横梁的抗弯刚度为2EI,竖杆为EI,则横梁中点K的竖向位移为_。(6)习题4.2(6)图所示拱中拉杆AB比原设计长度短了1.5cm,由此惹起C点的竖向位移为_;惹起支座A的水昭雪力为_。(7)习题4.2(7)图所示构造,当C点有FP=1()作用时,D点竖向位移等于(),当E点有图示荷载作用时,C点的竖向位移为_。(8)习题4.2(8)图(a)所示连续梁支座B的反力为FRB11(),则该连续梁在支座B16下沉B=1时(
11、如图(b)所示),D点的竖向位移D=_。K24a924Dm6aABCB13a2a3m3m习题4.2(1)图习题4.2(5)图CCmDEM=1A3ABB6m6maaaa习题4.2(6)图习题4.2(7)图.FP=1ABCADBC1DD=BFRBl/2l/2l(a)(b)习题4.2(8)图习题6.3分别用积分法和图乘法求习题4.3图所示各指定位移CV。EI为常数。1)求CVFPAEIBCl/2l/2(a)2)求CV16020kN/mACEIBA2m2ma)xxFP=1BCBCA1FPlA1l44P图(c)图(b)MM习题4.3(1)图210140CBACBxx(b)图(kNm)(c)M图MP习题4
12、.3(2)图3)求CV1ql21ql2qFP=ql/248ACACEIBEIBxll/2qlx(a)MP(b)图习题4.3(3)图21AC4)求ABxx12q1A2EI(c)图EIBM21/32llql2ql2ql/8/21(a)M(b)P图(c)图M习题4.3(4)图.习题6.4分别用积分法和图乘法求习题4.4(a)图所示刚架C点的水平位移CH。已知EI=常数。ql2Dlx21DCDCCql2l2ql1ql2l8xABABABll(a)(b)MP图(c)M图习题4.4图习题6.5习题4.5(a)图所示桁架各杆截面均为A=2103m2,E=2.1108kN/m2,FP=30kN,d=2m。试求
13、C点的竖向位移CV。FPFPDEFPD3FPE2d2FP22FAB2FP2PABC2FPC2FP2FP2d2d(a)(b)FNP图1习题4.5图2dD1E11d0/22d0022122/2/22dAB10第7章力法习题解答d0.5C10.512d(c)FN图(d)FN图习题7.1是非判断题(1)习题5.1(1)图所示构造,当支座A发生转动时,各杆均产生内力。()+t1+t1t1t1+ABC习题5.1(1)图习题5.1(2)图(2)习题5.1(2)图所示构造,当内外侧均高升t1时,两杆均只产生轴力。()(3)习题5.1(3)图(a)和(b)所示两构造的内力同样。().qqEIEI2EI2EIll
14、ll(a)(b)习题5.1(3)图(4)习题5.1(3)图(a)和(b)所示两构造的变形同样。()习题7.2填空题(1)习题5.2(1)图(a)所示超静定梁的支座A发生转角,若选图(b)所示力法基本构造,则力法方程为_,代表的位移条件是_,此中1c=_;若选图(c)所示力法基本构造时,力法方程为_,代表的位移条件是_,此中1c=_。X1AAA2lX1(a)(b)(c)习题5.2(1)图(2)习题5.2(2)图(a)所示超静定构造,当基本系统为图(b)时,力法方程为_,1P=_;当基本系统为图(c)时,力法方程为_,1P=_。qqX1qEIkX1kX1lEIl(a)(b)(c)习题5.2(2)图
15、(3)习题5.2(3)图(a)所示构造各杆刚度同样且为常数,AB杆中点弯矩为_,_侧受拉;图(b)所示构造MBC=_,_侧受拉。qAB2/MlACEIBEI2/lllq(b)a(a).习题5.2(3)图(4)连续梁受荷载作用时,其弯矩图如习题5.2(4)图所示,则D点的挠度为位移方向为_。2424EIDEIEI364m2m2m4m习题5.2(4)图习题7.3试确立习题5.3图所示构造的超静定次数。(a)(b)(c)(d)习题5.3图习题7.4使劲法计算习题5.4图所示各超静定梁,并作出弯矩图和剪力争。4kN/m8kNFPABCACEIEI2EIEI6m3m3mll(1)(2)习题5.4图习题7
16、.5使劲法计算习题5.5图所示各超静定刚架,并作出内力争。lqAB2EIBCDllmEIEI/mEI=常数qNEI=常数k58DCAElll4m4m(1)(2)(3)_,BABEIll/2(3).习题5.5图习题7.6利用对称性,计算习题5.12图所示各构造的内力,并绘弯矩图。FPDEFB2EICqEI=常数qlEIEIlABCADlll(1)(2)习题5.12图习题7.7画出习题5.17图所示各构造弯矩图的大概形状。已知各杆EI=常数。(a)(b)(c)习题5.17图第8章位移法习题解答习题8.1确立用位移法计算习题6.1图所示构造的基本未知量数量,并绘出基本构造。(除注明者外,其他杆的(d
17、)(e)(f)EI为常数。)EAEA=EA2EI2EI(a)(b)(c)(d)习题6.1图习题8.2是非判断(1)位移法基本未知量的个数与构造的超静定次数没关。()(2)位移法可用于求解静定构造的内力。()用位移法计算构造因为支座挪动惹起的内力时,采纳与荷载作用时同样的基本构造。()(4)位移法只好用于求解连续梁和刚架,不可以用于求解桁架。()习题8.3用位移法计算习题6.6图所示连续梁,作弯矩图和剪力争,EI=常数。.12kN/m15kN8kNm32kNABCDABCD4m6m2m4m4m2m2m(1)(2)习题6.6图习题8.4用位移法计算习题6.7图所示构造,作弯矩图,EI=常数。Dl6
18、kN/m16kNFPCABCEA3EIEImEI=常数lEI4B4m2m2mll(1)(2)习题6.7图第9章渐近法习题解答习题9.1是非判断题(1)力矩分派法能够计算任何超静定刚架的内力。()(2)习题7.1(2)图所示连续梁的曲折刚度为EI,杆长为l,杆端弯矩MBC3i。()习题9.2填空题习题7.2(1)图所示刚架EI=常数,各杆长为l,杆端弯矩MAB=_。习题7.2(2)图所示刚架EI=常数,各杆长为l,杆端弯矩MAB=_。(3)习题7.2(3)图所示刚架各杆的线刚度为i,欲使结点B产生顺时针的单位转角,应在结点B施加的力矩MB=_。.14kNm20kNmMBmmmMB14kNkN20
19、kNNmBCBCBCBCBCBCCBCCAAAAAAA习题7.2(1)图习题7.2(2)图习题7.2(3)图(4)使劲矩分派法计算习题7.2(4)图所示构造(EI=常数)时,传达系数CBA=_,此二图照此改正CBC=_。此二图照此改正DEABCBCDA习题7.2(4)图习题9.3使劲矩分派法计算习题7.3图所示连续梁,作弯矩图和剪力争,并求支座B的反力。60kN10kN20kNm40kN40kNm10kN/m12kN/mA60kNBCAAEIB2EICBEIC2EID2EIBEICDI3m3m2m2m6m2m2m4m4m4m4m6m(1)(2)习题7.3图习题9.4使劲矩分派法计算习题7.4图
20、所示连续梁,作弯矩图。36kN12kN/m40kN24kN/m50kNmAAB1.5EICEID2EI2EIBEICEIDEIE4m2m6m6m4m2m2m4m4m(1)(2)习题7.4图习题9.5使劲矩分派法计算习题7.5图所示刚架,作弯矩图。50kN30kN/m660kN8kN/m15kN/m20kN20kN/m200kNm10kNDAAEIB2EIBB2EIDCEDmABBCAEIm20kNm250kNmEIEIEI=常数EI=常数44mDCEF2EEG2m2m3m4m4m3m3m3m3m2m4m2m5m5m2m(1)(2).习题7.5图第11章影响线及其应用习题解答习题11.1是非判断
21、题(1)习题8.1(1)图示构造BC杆轴力的影响线应画在BC杆上。()CFP=1AMC影响线()(a)BFQC影响线()C(b)习题8.1(1)图习题8.1(2)图习题8.1(2)图示梁的MC影响线、FQC影响线的形状如图(a)、(b)所示。(3)习题8.1(3)图示构造,利用MC影响线求固定荷载FP1、FP2、FP3作用下MC的值,可用它们的协力FR来取代,即MC=FP1y1+FP2y2+FP3y3=FRy。()FP1FRFP2FP3y1yy2y3习题8.1(3)图(4)习题8.1(4)图中的(a)所示主梁FQC左的影响线如图(b)所示。()FP=10.5ACBCBAaa(b)(a)习题8.
22、1(4)图(5)习题8.1(5)图示梁FRA的影响线与FQA右的影响线同样。()FP=1CAB习题8.1(5)图(6)简支梁的弯矩包络图为活载作用下各截面最大弯矩的连线。()习题11.2填空题(1)用静力法作影响线时,其影响线方程是。用灵活法作静定构造的影响线,其形状为机构的。(2)弯矩影响线竖标的量纲是。(3)习题8.2(3)图所示构造,FP=1沿AB挪动,MD的影响线在B点的竖标为,.FQD的影响线在B点的竖标为。FP=1ABDC2m2m2m习题8.2(3)图(4)习题8.2(4)图所示构造,FP=1沿ABC挪动,则MD影响线在B点的竖标为。DBCm3AFP=14m2m习题8.2(4)图习
23、题8.2(5)图所示构造,FP=1沿AC挪动,截面B的轴力FNB的影响线在C点的竖标为。FP=1ACBa2aaa习题8.2(5)图习题11.3单项选择题(1)习题8.3(1)图所示构造中支座A右边截面剪力影响线的形状为()。FP=1A(a)(b)(c)(d)习题8.3(1)图(2)习题8.3(2)图所示梁在队列荷载作用下,反力FRA的最大值为()。(a)55kN(b)50kN(c)75kN(d)90kN.15kN4m30kN4m15kN4m30kNAB12mFRA习题8.3(2)图(3)习题8.3(3)图所示构造FQC影响线(FP=1在BE上挪动)BC、CD段竖标为()。(a)BC,CD均不为
24、零;(c)BC为零,CD不为零;(b)BC,CD均为零;(d)BC不为零,CD为零。FP=1BDECA习题8.3(3)图(4)习题8.3(4)图所示构造中,支座B左边截面剪力影响线形状为()。FP=1ABC(a)(b)(c)(d)习题8.3(4)图(5)习题8.3(5)图所示梁在队列荷载作用下,截面K的最大弯矩为()。(a)15kNm(b)35kNm(c)30kNm(d)42.5kNm5kN5kN5kN4m4mK12m4m习题8.3(5)图习题11.4作习题8.4(a)图所示悬臂梁FRA、MC、FQC的影响线。ACB1m4m(a)FRA1习题8.4图(b)FRA影响线习题11.5作习题8.5(
25、a)图所示构造中FNBC、MD的影响线,FP=1在AE上挪动。(c)MC影响线3.1(d)FQC影响线.CFP=1m2ADBE2m2m2m(a)习题8.5图325(b)FNBC影响线习题11.6作习题8.6(a)图所示伸臂梁的MA、MC、FQA左、FQA右的影响线。FP=1DA1CB(c)M影响线2m2m4m1(a)习题8.6图(b)MA影响线习题11.7作习题8.7(a)图所示构造中截面C的MC、FQC的影响线。24/3FP=1E(c)MC影响线ACBD4/3aaaa(d)FQA左影响线(a)10.5a习题8.7图11/3(e)QA右影响影线响线(b)MFC习题11.8用灵活法作习题8.13
26、(a)图所示静定多跨梁的FRB、ME、FQB左、FQB右、FQC的影响线。0.5a0.5AEBCD(c)FQC影响线3m2m6m3m3m2m0.5(a)0.511/8习题19.15图(b)FRB影响线习题11.93/81.5K的内力MK和FQK。利用影响线,求习题8.14(a)图所示固定荷载作用下截面左11/121/2150kN150kN(c)ME影响线AB30kN/m3/49/4KC3/81/4FQB左影响线2m2m2m2m4m3/81m(a)11习题8.14图4/3(e)FQB右影响线习题11.10用灵活法作习题2/3左、FQB右影响线的形状。8.16(a)图所示连续1梁MK、MB、FQB
27、若梁上有任意部署的均布活荷载,请画出使截面1/3(b)MK影响线K产生最大弯(f)F矩的荷载部署。QC影响线2/3ABCK4/3DE(a)1/31/12(c)FQK左影响线2/31/3习题8.16图(b)MK影响线(c)MKmax载荷部署.(d)MB影响线(e)FQB左影响线.第2章平面系统的灵活剖析习题解答习题2.1是非判断题(1)若平面系统的实质自由度为零,则该系统必定为几何不变系统。()若平面系统的计算自由度W=0,则该系统必定为无剩余拘束的几何不变系统。()(3)若平面系统的计算自由度W0,则该系统为有剩余拘束的几何不变系统。()(4)由三个铰两两相连的三刚片构成几何不变系统且无剩余拘
28、束。()习题2.1(5)图所示系统去掉二元体CEF后,节余部分为简支刚架,所以原系统为无剩余拘束的几何不变系统。()AECFBD习题2.1(5)图习题2.1(6)(a)图所示系统去掉二元体ABC后,成为习题2.1(6)(b)图,故原系统是几何可变系统。()习题2.1(6)(a)图所示系统去掉二元体EDF后,成为习题2.1(6)(c)图,故原系统是几何可变系统。()BEFDAC(a)(b)(c)习题2.1(6)图【解】(1)正确。2)错误。W0是使系统成为几何不变的必需条件而非充分条件。3)错误。4)错误。只有当三个铰不共线时,该题的结论才是正确的。5)错误。CEF不是二元体。6)错误。ABC不
29、是二元体。7)错误。EDF不是二元体。习题2.2填空(1)习题2.2(1)图所示系统为_系统。.习题2.2(1)图(2)习题2.2(2)图所示系统为_系统。习题2-2(2)图(3)习题2.2(3)图所示4个系统的剩余拘束数量分别为_、_、_、_。习题2.2(3)图(4)习题2.2(4)图所示系统的剩余拘束个数为_。习题2.2(4)图(5)习题2.2(5)图所示系统的剩余拘束个数为_。习题2.2(5)图(6)习题2.2(6)图所示系统为_系统,有_个剩余拘束。习题2.2(6)图(7)习题2.2(7)图所示系统为_系统,有_个剩余拘束。.习题2.2(7)图【解】L形杆及地面分别作为三个刚片。(1)
30、几何不变且无剩余拘束。左右两边(2)几何常变。中间三铰刚架与地面构成一个刚片,其与左边倒L形刚片之间只有两根链杆相联,缺乏一个拘束。(3)0、1、2、3。最后一个关闭的圆环(或框)内部有3个剩余拘束。4)4。上层可看作二元体去掉,基层剩余两个铰。5)3。基层(包含地面)几何不变,为一个刚片;与上层刚片之间用三个铰相联,剩余3个拘束。6)内部几何不变、0。将左上角水平杆、右上角铰接三角形和下部铰接三角形分别作为刚片,依据三刚片规则剖析。(7)内部几何不变、3。外头关闭的正方形框为有3个剩余拘束的刚片;内部铰接四边形可选一对平行的对边看作两个刚片;依据三刚片规则即可剖析。习题2.3对习题2.3图所
31、示各系统进行几何构成剖析。(a)(b)(c)(d)(e)(f)习题2.3图【解】(1)如习题解2.3(a)图所示,刚片AB与刚片I由铰A和支杆相联构成几何不变的部分;再与刚片BC由铰B和支杆相联,故原系统几何不变且无剩余拘束。(g)ABC(h)12习题解2.3(a)图(2)刚片、由不共线三铰A、B、(,)两两相联,构成几何不变的部分,如习题解2.3(b)图所示。在此部分上增添二元体C-D-E,故原系统几何不变且无剩余拘束。(i)(j).(k)(l).(,)ACDBE习题解2.3(b)图3)如习题解2.3(c)图所示,将左、右两头的折形刚片当作两根链杆,则刚片、由不共线三铰(,)、(,)、(,)
32、两两相联,故系统几何不变且无剩余拘束。(,)(,)(,)习题解2.3(c)图4)如习题解2.3(d)图所示,刚片、由不共线的三铰两两相联,形成大刚片;该大刚片与地基之间由4根支杆相连,有一个剩余拘束。故原系统为有一个剩余拘束的几何不变系统。(,)(,)(,)132习题解2.3(d)图5)如习题解2.3(e)图所示,刚片、构成几何不变且无剩余拘束的系统,为一个大刚片;该大刚片与地基之间由平行的三根杆、相联,故原系统几何瞬变。)(,3)(,)(,12习题解2.3(e)图(6)如习题解2.3(f)图所示,由三刚片规则可知,刚片、及地基构成几何不变且无剩余拘束的系统,设为扩大的地基。刚片ABC与扩大的
33、地基由杆和铰C相联;刚片CD与扩大的地基由杆和铰C相联。故原系统几何不变且无剩余拘束。.ACBD2习题解2.3(f)图第3章静定梁与静定刚架习题解答习题3.1是非判断题在使用内力争特点绘制某受弯杆段的弯矩图时,一定先求出该杆段两头的端弯矩。)(2)区段叠加法仅合用于弯矩图的绘制,不合用于剪力争的绘制。()(3)多跨静定梁在隶属部分受竖向荷载作用时,必会惹起基本部分的内力。()(4)习题3.1(4)图所示多跨静定梁中,CDE和EF部分均为隶属部分。()ABCDEF习题3.1(4)图【解】(1)正确;2)错误;3)正确;(4)正确;EF为第二层次隶属部分,CDE为第一层次隶属部分;习题3.2填空(
34、1)习题3.2(1)图所示受荷的多跨静定梁,其定向联系C所传达的弯矩MC的大小为_;截面B的弯矩大小为_,_侧受拉。FPFPFPFPABDEClllll习题3.2(1)图(2)习题3.2(2)图所示风载作用下的悬臂刚架,其梁端弯矩MAB=_kNm,_侧受拉;左柱B截面弯矩MB=_kNm,_侧受拉。CBm/mN4mk4/NkD6m4A6m习题3.2(2)图.【解】(1)MC=0;MC=FPl,上侧受拉。CDE部分在该荷载作用下自均衡;2)MAB=288kNm,左边受拉;MB=32kNm,右边受拉;习题3.3作习题3.3图所示单跨静定梁的M图和FQ图。20kN/mFPaFPaABFP2CDACB2
35、m4m2maa(a)(b)qFPFPFPABEABCCDll/2aaaa(c)(d)qqa5kN/m20kNm10kNmqa2CADBEABCaa2m2m2m2m(e)(f)习题3.3图【解】ACDA40CBB408080404040DM图(单位:kNm)FQ图(单位:kN)(a)FPa5FP4FPA4ABBFPaFPa5FPFP2244M图FQ图(b)ql28ACB3qlql289ql88图3qlql28ACB5ql8FQ图(c).FPa2FPFP3CFPaACDABEFPaBEFPD32FP7FP4FP333M图FQ图(d)1.5qa222qaqaqa8CABqa2ABCM图FQ图(e)1
36、01010AADBDB1010100M图(单位:kNm)FQ图(单位:kN)(f)习题3.4作习题3.4图所示单跨静定梁的内力争。4kN/m6kN12kNmEACDB2m2m3m2m(c)习题3.4图【解】82CD8BADBA167.2C681212M图(单位:kNm)6FQ图(单位:kN)(c)习题3.5作习题3.5图所示斜梁的内力争。.5kN/mBCm3A4m2m习题3.5图【解】BC320B4CC155B2.5A121015A15A9M图(单位:kNm)FQ图(单位:kN)FN图(单位:kN)习题3.6作习题3.6图所示多跨梁的内力争。6kN2kN/mDAEBC2m3m3m3m(a)习题
37、3.6图【解】12711BDCB1CDAE3AE61321M图(单位:kNm)FQ图(单位:kN)(a)习题3.7更正习题3.7图所示刚架的弯矩图中的错误部分。FPBFPBCCBCFPAAA(a)(b)(c).FPCMBCAAB(d)(e)(f)习题3.7图【解】(a)(b)(c)(d)(e)(f)习题3.8作习题3.8图所示刚架的内力争。6kNBCDm/mNk421A4m4m(a).4kN/m6kNmDCEBA3m3m(b)【解】m3m2习题3.8图182496B6DBCCD722418kN48kNAA4812kNDBC12AM图(单位:kNm)7.510.57.54.5DCE4.51.5B
38、1.5A3.58.5M图(单位:kNm)FQ图(单位:kN)(a)8.5DE1.53.51.5BAFQ图(单位:kN)(b)FN图(单位:kN)1.5DCE3.58.5BAFN图(单位:kN)第4章静定拱习题解答习题4.1是非判断题(1)三铰拱的水平推力不单与三个铰的地点相关,还与拱轴线的形状相关。()(2)所谓合理拱轴线,是指在任意荷载作用下都能使拱处于无弯矩状态的轴线。()(3)改变荷载值的大小,三铰拱的合理拱轴线形状也将发生改变。()【解】(1)错误。从公式FHMC0/f可知,三铰拱的水平推力与拱轴线的形状没关;2)错误。荷载发生改变时,合理拱轴线将发生变化;3)错误。合理拱轴线与荷载大
39、小没关;.习题4.2填空(1)习题3.2(3)图所示三铰拱的水平推力FH等于。FPaaa习题3.2(3)图【解】P/2;(1)F习题4.3求习题3.15图所示三铰拱支反力和指定截面K的内力。已知轴线方程y4fx(lx)。l24kN/myKCm4AxB5m3m8m习题3.15图【解】FHAFHB16kN;FVA8kN();FVB24kN()MK15kNm;FQK1.9kN;FNK17.8kN第5章静定平面桁架习题解答习题5.1是非判断题(1)利用结点法求解桁架构造时,可从任意结点开始。()【解】(1)错误。一般从仅包含两个未知轴力的结点开始。习题5.2填空(1)习题3.2(4)图所示桁架中有根零
40、杆。FPFP.习题3.2(4)图【解】(1)11(仅竖向杆件中有轴力,其他均为零杆)。习题5.3试用结点法求习题3.10图所示桁架杆件的轴力。30kNm430kNmlFP4FP4mlll(a)(b)习题3.10图【解】(1)230130kN-66070.1430kN0360.4-30246305提示:依据零杆鉴别法例有:FN13FN430;依据等力杆鉴别法例有:FN24FN46。然后分别对结点2、3、5列力均衡方程,即可求解所有杆件的内力。(2)1FP2FP3FP4FP03.2F000P0058-3FP7-3FP6-3FPFP提示:依据零杆鉴别法例有:FN18FN17FN16FN27FN36F
41、N450;依据等力杆判别法例有:FN12FN23FN34;FN78FN76FN65。而后取结点4、5列力均衡方程,即.可求解所有杆件的内力。习题5.4判断习题3.11图所示桁架构造的零杆。FPFPFPFPFPFP(a)(b)2FPlllFPllFPl(c)习题3.11图【解】FPFPFP000000000000000FPFPFP(a)(b)2FP0012000000000000000000030FPFP00(c)提示:(c)题需先求出支座反力后,截取.截面以右为隔绝体,由M30,可得FN120,而后再进行零杆判断。习题5.5用截面法求解习题3.12图所示桁架指定杆件的轴力。.FPFPFPlcb
42、blaclallllllll(a)(b)习题3.12图【解】(1)FNa3FP;FNb1FP;FNc32FP222提示:截取.截面可获得FNb、FNc;依据零杆判断法例,杆26、杆36为零杆,则经过截取.截面可获得FNa。P123c456ab789(2)FNa0;FNb2FP;FNc0提示:截取.截面可获得FNb;由结点1可知FNa0;截取.截面,取圆圈之内为脱离体,对2点取矩,则FNc0。FPFPcb21a第6章构造的位移计算习题解答习题6.1是非判断题(1)变形体虚功原理仅合用于弹性系统,不合用于非弹性系统。()(2)虚功原理中的力状态和位移状态都是虚设的。().(3)功的互等定理仅合用于
43、线弹性系统,不合用于非线弹性系统。()(4)反力互等定理仅合用于超静定构造,不合用于静定构造。()(5)关于静定构造,有变形就必定有内力。()(6)关于静定构造,有位移就必定有变形。()(7)习题4.1(7)图所示系统中各杆EA同样,则两图中C点的水平位移相等。()MP图,M图如习题4.1(8)图所示,EI=常数。以下图乘结果是正确的:1(2ql2l)l()8EI34MP图、M图如习题4.1(9)图所示,以下图乘结果是正确的:1(A1y01A2y02)1()EIA3y031EI2习题4.1(10)图所示构造的两个均衡状态中,有一个为温度变化,此时功的互等定理不可立。()FPCCFPllll(a
44、)(b)习题4.1(7)图q1ql2A2A3A18lEI1EI2(a)MP图(a)MP图11y02yy0301l/4(b)M图(b)M图习题4.1(8)图习题4.1(9)图FPt1t2(a)(b)习题4.1(10)图.【解】(1)错误。变形体虚功原理合用于弹性和非弹性的所有系统。2)错误。只有一个状态是虚设的。3)正确。4)错误。反力互等定理合用于线弹性的静定和超静定构造。5)错误。比如静定构造在温度变化作用下,有变形但没有内力。6)错误。比如静定构造在支座挪动作用下,有位移但没有变形。7)正确。由桁架的位移计算公式可知。8)错误。因为取y0的M图为折线图,应分段图乘。9)正确。10)正确。习
45、题6.2填空题(1)习题4.2(1)图所示刚架,因为支座B下沉所惹起D点的水平位移DH=_。虚功原理有两种不一样的应用形式,即_原理和_原理。此中,用于求位移的是_原理。用单位荷载法计算位移时,虚构状态中所加的荷载应是与所求广义位移相应的_。图乘法的应用条件是:_且MP与M图中起码有一个为直线图形。已知刚架在荷载作用下的MP图如习题4.2(5)图所示,曲线为二次抛物线,横梁的抗弯刚度为2EI,竖杆为EI,则横梁中点K的竖向位移为_。(6)习题4.2(6)图所示拱中拉杆AB比原设计长度短了1.5cm,由此惹起C点的竖向位移为_;惹起支座A的水昭雪力为_。(7)习题4.2(7)图所示构造,当C点有
46、FP=1()作用时,D点竖向位移等于(),当E点有图示荷载作用时,C点的竖向位移为_。(8)习题4.2(8)图(a)所示连续梁支座B的反力为FRB11(),则该连续梁在支座B16下沉B=1时(如图(b)所示),D点的竖向位移D=_。K24a924Dm6aABCB13a2a3m3m.习题4.2(1)图习题4.2(5)图CCmDEM=1A3ABB6m6maaaa习题4.2(6)图习题4.2(7)图FP=1ABCADBCD1D=Bl/2FRBll/2(a)(b)习题4.2(8)图【解】(1)()。依据公式FRc计算。32)虚位移、虚力;虚力。3)广义单位力。4)EI为常数的直线杆。5)48.875(
47、)。先在K点加单位力并绘M图,而后利用图乘法公式计算。EI(6)1.5cm;0。C点的竖向位移用公式FNl计算;制造偏差不会惹起静定构造产生反力和内力。(7)()。由位移互等定理可知,C点作用单位力时,E点沿M方向的位移为a21a。则E点作用单位力M=1时,C点产生的位移为12。a(8)11()。对(a)、(b)两个图示状态,应用功的互等定理可得结果。16习题6.3分别用积分法和图乘法求习题4.3图所示各指定位移CV。EI为常数。【解】1)求CVFPxxFP=1AEIBCBCBCl/2l/2A1FPlA144l(a)M(c)图(b)P图M习题4.3(1)图(1)积分法绘MP图,如习题4.3(1
48、)(b)图所示。在C点加竖向单位力FP=1,并绘M图如习题4.3(1)(c)图所示。因为该两个弯矩图对称,可计算一半,再将结果乘以2。AC段弯矩为.M1x,MP1FPx22则l/2CV20111FPl3EI2x2FPxdx48EI()(2)图乘法11FPll2lFPl3CV224234()EI48EI2)求CV16010220kN/m140ACEIBACBACB2m2mxx(a)(b)MP图(kNm)(c)M图习题4.3(2)图(1)积分法绘MP图,如习题4.3(2)(b)图所示。在C点加竖向单位力并绘M图,如习题4.3(2)(c)图所示。以C点为坐标原点,x轴向左为正,求得AC段(0 x2)
49、弯矩为Mx,MP10(x2)2则21(x2)2dx680CVx10()0EI3EI2)图乘法由计算位移的图乘法公式,得CV1116022214021221021680()EI232333EI3)求CV.1ql2qF=ql1ql24P/28ACACEIBEIBxll/2qlx4(a)MP图(b)l21ACBxx(c)M图习题4.3(3)图(1)积分法绘MP图,如习题4.3(3)(b)图所示。在C点加竖向单位力并绘M图,如习题4.3(3)(c)图所示。依据图中的坐标系,两杆的弯矩(按下侧受拉求)分别为AB杆CB杆则CV1EIl0M1x,MPqlx1qx2242Mx,MPqlx21xqlx1qx2d
50、x1l/2xqlxdxql4()242EI0224EI(2)图乘法CV11ql2l2l2lql21l1ql2l2lql4()EI243238222423224EI4)求Aq1A2EIEIB21/32ll2ql2ql/8ql/21(a)MP(c)M图(b)图习题4.3(4)图(1)积分法绘MP图,如习题4.3(4)(b)图所示。在A点加单位力偶并绘M图,如习题4.3(4).图所示。以A为坐标原点,x轴向右为正,弯矩表达式(以下侧受拉为正)为M11x,MP3qlx1qx23l22则CV2lMMPdx3lMMPdx02EI2lEI2l1113123l2EIxqlx2qxdx03l22l5ql3()8
51、EI111x3qlx1qx2dxEI3l222)图乘法由计算位移的图乘法公式,得A11ql22l211122l1ql21112EI2333323211ql2l212l1ql211EI23338325ql3()8EI习题6.4分别用积分法和图乘法求习题4.4(a)图所示刚架C点的水平位移CH。已知EI=常数。ql2xl2D1DC2DCCqll2ql1ql2l8xABABABll(a)(b)MP图(c)M图习题4.4图【解】1)积分法MP、M图分别如习题4.4(b)、(c)图所示,成立坐标系如(c)图所示。各杆的弯矩用x表示,分别为CD杆M1qlxx,MP2AB杆Mx,MPqlx1qx22.代入公
52、式计算,得l11qlxdxl1x(qlx123ql4()CH0EIxEI2qx)dx8EI202)图乘法CH11ql2l2l22lql2l3ql4()EI2233828EI习题6.5习题4.5(a)图所示桁架各杆截面均为A=2103m2,E=2.1108kN/m2,FP=30kN,d=2m。试求C点的竖向位移FPCV。FPFPFPDED3FPEFP23FP2FPDE2F2FD22PABEP2FPA2BdPC2FP2F2C2FPAB2FP2FP2FPABC2FPC2FP2d2d2FP2d2d(a)(b)FNP图(a)(b)FNP图1112d0DE112d/2d122d2100DE22/2/201
53、12d/2AdB00022d2122/2/1A20.5C10.52d01Bd0.5C10.5112d(c)FN图d(d)FN图2d(c)FN图习题4.5图(d)FN图【解】绘FNP图,如习题4.5(b)图所示。在C点加竖向单位力,并绘FN图,如习题4.5(c)图所示。由桁架的位移计算公式FNFNPl,求得EACV1062FPd2.64mm()EA第7章力法习题解答习题7.1是非判断题(1)习题5.1(1)图所示构造,当支座A发生转动时,各杆均产生内力。().+t1+t1t1t1+ABC习题5.1(1)图习题5.1(2)图(2)习题5.1(2)图所示构造,当内外侧均高升t1时,两杆均只产生轴力。
54、()(3)习题5.1(3)图(a)和(b)所示两构造的内力同样。()qqEIEI2EI2EIllll(a)(b)习题5.1(3)图(4)习题5.1(3)图(a)和(b)所示两构造的变形同样。()【解】(1)错误。BC部分是静定的隶属部分,发生刚体位移,而无内力。2)错误。刚结点会沿左上方发生线位移,从而惹起所连梁柱的曲折。3)正确。两构造中梁两跨的抗弯刚度比值均为1:1,所以两构造内力同样。(4)错误。两构造内力同样,但图(b)构造的刚度是图(a)的一倍,所以变形只有图(a)的一半。习题7.2填空题(1)习题5.2(1)图(a)所示超静定梁的支座A发生转角,若选图(b)所示力法基本构造,则力法
55、方程为_,代表的位移条件是_,此中1c=_;若选图(c)所示力法基本构造时,力法方程为_,代表的位移条件是_,此中1c=_。X1AAA2lX1(a)(b)(c)习题5.2(1)图(2)习题5.2(2)图(a)所示超静定构造,当基本系统为图(b)时,力法方程为_,1P=_;当基本系统为图(c)时,力法方程为_,1P=_。.qqX1qEIkX1kX1lEIl(a)(b)(c)习题5.2(2)图(3)习题5.2(3)图(a)所示构造各杆刚度同样且为常数,AB杆中点弯矩为_,_侧受拉;图(b)所示构造MBC=_,_侧受拉。qAB2/MlAC2EIBEI/lllq(b)a(a)习题5.2(3)图(4)连
56、续梁受荷载作用时,其弯矩图如习题5.2(4)图所示,则D点的挠度为_,位移方向为_。2424EIDEIEI364m2m2m4m习题5.2(4)图【解】(1)11X11c0,沿X1的竖向位移等于零,2l;11X11c,沿X1的转角等于,0。(2)11X11PX1,5ql4;11X11P0,ql3q。k8EI24EI2k2M,下侧。可利用对称性简化计算。(3)ql,下侧;82(4)52,向下。选三跨简支梁作为基本构造,在其上D点加竖向单位力并绘M图,EI图乘即可。习题7.3试确立习题5.3图所示构造的超静定次数。.(a)(b)(c)(d)习题5.3图【剖析】构造的超静定次数等于其计算自由度的绝对值
57、,或许使用“排除剩余拘束法”直接剖析。【解】(a)1;(b)2;(c)5;(d)3。习题7.4使劲法计算习题5.4图所示各超静定梁,并作出弯矩图和剪力争。4kN/m8kNFPABCACBABEIEI2EIEIEI6m3m3mllll/2(1)(2)(3)习题5.4图【解】(1)原构造为1次超静定构造。选用基本系统如习题解5.4(1)图(a)所示,基本方程为11X11P0。系数和自由项分别为114,541PEIEI解得X113.5kNm。弯矩图和剪力争分别如习题解5.4(1)图(d)和(e)所示。.4kN/m8kNC1ABEIX1X1EIX1=1X1=1(a)基本系统(b)M1图1813.512
58、1812(c)MP图(d)M图(kNm)9.756.251.7514.25(e)FQ图(kN)习题解5.4(1)图习题7.5使劲法计算习题5.5图所示各超静定刚架,并作出内力争。lqAB2EIBCDlmEIEIlEI=常数/mqNEI=常数k5D8AEClll4m4m(1)(2)(3)习题5.5图【解】(3)原构造为2次超静定构造。选用基本系统如习题解5.5(3)图(a)所示,基本方程为11X112X21P021X122X22P0系数和自由项分别为11250,12210,22608,1P625,2P20003EI3EIEI3EI解得X17.5kN,X23.29kN。内力争分别如习题解5.5(3
59、)图(e)(g)所示。.C4BX1X1DX1=14mX2X2/X2=1N44k8AE55(a)基本系统(b)M1图(c)M2图13.1613.167.513.163.29257.510049.3424.3432.5(f)FQ图(kN)(d)MP图(kNm)(e)M图(kNm)7.53.293.29(g)FN图(kN)习题解5.5(3)图习题7.6利用对称性,计算习题5.12图所示各构造的内力,并绘弯矩图。FPDEFB2EICqEI=常数qlEIEIlABCADlll(1)(2)习题5.12图【解】(2)将原构造所受一般荷载分解为对称和反对称两组荷载,如习题解5.12(2)图(b)和(c)所示。
60、此中,对称荷载作用时,不惹起弯矩。取反对称半构造如习题解5.12(2)图(d)所示,为1次超静定构造。再取该半构造的基本系统如习题解5.12(2)图(e)所示,基本方程为11X11P0。系数和自由项分别为13l3,Fl31PP118EI48EI解得X16FP0.46FP。弯矩图如习题解5.12(2)图(h)所示。13.FPFP/2FP/2FP/2FP/2BCBCBCM对=0ADADAD(a)原构造(b)对称荷载作用(c)反对称荷载作用33FPl13FP/2FP/2l/2FP/213FPl3B313FPlX1l/2X1=113FPllA77l/2l/2FPl/226FPl26FPl(e)基本系统
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