第5章选择结构作业2
一、读程序写结果：
1、如下程序的运行结果是：
void main()
{ int a=1,b=2,c=3,d=4,m=2,n=2;
int s;
s=(m=a>b)&& (n=c>d);
printf(“%d, %d, %d, %d, %d, %d\n”, a, b, c, d, m, n);
printf(“%d\n”,s);
}
1，2，3，4，0，2
2、如下程序的运行结果是：
#include
void main()
{ int x=1,y=1,z=10;
if(z<0)
if(y>0) x=3;
else x=5;
printf("%d\t",x);
if(z=y<0) x=3;
else if(y==0) x=5;
else x=7;
printf("%d\t",x);
printf("%d\t",z);
}
1 7 0
3、如下程序的运行结果是：
#include"stdio.h"
void main()
{
int a=1,b=0;
switch(a)
{
case 1:
switch (b)
{
case 0: printf("**0**"); break;
case 1: printf("**1**"); break;
}
case 2: printf("**2**"); break;
}
}
**0****2**
二、编程题
1．从键盘输入一个整数，判断它的正负性和奇偶性。
参考答案：
#include
void main()
{
int n;
scanf("%d",&n);
if(n==0)
printf("0,-0 是非正非负的偶数\n");
else
{ //注意{ 不能少
if(n>0) printf("%d是正数\n",n);
else printf("%d 是负数\n",n);
if(n%2==0) printf("%d 是偶数\n",n); //注意==
else printf("%d是奇数\n",n);
}
}
2．输入一个字符，判断它如果是小写字母输出其对应大写字母；如果是大写字母输出其对应小写字母；如果是数字输出数字本身；如果是空格，输出“space”；如果不是上述情况，输出“other”。
#include
void main()
{
char c;
c=getchar(); //也可用scanf(“%c”,&c);
if(c>='a' && c<='z') putchar(c-32);
else if(c>='A' && c<='Z') putchar(c+32); //else表示不是小写字母
else if(c>='0' && c<='9') putchar(c); //else表示不是小写字母、大写字母else if(c==' ') printf("space\n"); //注意是==，不要写成=
else printf("other\n"); //此处的else表示不满上述所有条件
}
顺序结构和选择结构 一、教学目标 1.知识与技能 (1)理解流程图的顺序结构和选择结构。 (2)能用文字语言表示算法，并能将算法用顺序结构和选择结构表示简单的流程图 2.过程与方法 学生通过模仿、操作、探索、经历设计流程图表达解决问题的过程，理解流程图的结构。 3情感、态度与价值观 学生通过动手作图，.用自然语言表示算法，用图表示算法。进一步体会算法的基本思想——程序化思想，在归纳概括中培养学生的逻辑思维能力。 二、教学重点、难点 重点：算法的顺序结构与选择结构。 难点：用含有选择结构的流程图表示算法。 三、学法与教学用具 学法：学生通过动手作图，.用自然语言表示算法，用图表示算法，体会到用流程图表示算法，简洁、清晰、直观、便于检查，经历设计流程图表达解决问题的过程。进而学习顺序结构和选择结构表示简单的流程图。 教学用具：尺规作图工具，多媒体。
四、教学思路 （一）、问题引入揭示课题 例1 尺规作图，确定线段的一个 5等分点。 要求：同桌一人作图，一人写算 法，并请学生说出答案。 提问：用文字语言写出算法有 何感受？ 引导学生体验到：显得冗长 ，不方便、不简洁。 教师说明：为了使算法的表述简 洁、清晰、直观、便于检查，我 们今天学习用一些通用图型符号 构成一张图即流程图表示算法。 本节要学习的是顺序结构与选择 结构。 右图即是同流程图表示的算法。 （二）、观察类比理解课题 1、投影介绍流程图的符号、名称及功能说明。符号符号名称功能说明 终端框算法开始与结束
处理框算法的各种处理操作 判断框算法的各种转移 输入输出框输入输出操作 指向线指向另一操作 2、讲授顺序结构及选择结构的概念及流程图(1)顺序结构 依照步骤依次执行的一个算法 流程图： (2)选择结构
顺序结构、选择结构和循环结构的程序设计典型例题分析与解答 1 在三种选择结构中,能用2个条件,控制从3个操作中选择一个操作执行的选择结构是______选择结构 【分析】能用1个条件,控制某个操作做或不做的选择结构是单分支结构；能用1个条件，控制从2个操作中选择一个操作执行的选择结构是双分支结构；能用n(n＞l)个条件，控制从n＋ l个操作中选择一个操作执行的选择结构是多分支结构。【答案】多分支 2 在三种循环结构中，先执行循环操作内容(即循环体），后判断控制循环条件的循环结构是______循环结构。 【分析】当型循环结构是先判断控制循环的条件，条件成立，执行循环体；条件不成立，则退出循环体。次数型循环结构也是先判断是否达到循环次数，没有达到循环次数，执行循环体；达到循环次数的，退出循环。只有直到型循环结构才是先执行循环体，然后再判断控制循环的条件，如果条件成立，进行循环；条件不成立，退出循环。 【答案】直到型 3 使用“getchar( )”函数时,程序的开头必须写一条包含命令为____________。 【分析】凡是使用系统函数的程序，都要在程序的开头写一条包含命令，包含命令中的“头函数．h”是一个文件，其中有关于该系统函数的定义。系统函数“getchar( )”是在名为“stdio．h（标准输入输出函数）”的头函数文件中定义的。【答案】#include"stdio.h"或#include＜stdio.h＞ 4 执行输入语句“scanf("x＝％c，y＝％d"，&x，&y);”，要使字符型变量X的值为'A'、整型变量y的值为12，则从键盘上正确的输入是( ) ①'A'/②A/③x＝A/ ④x=A，y＝12/ 12/ 12/ y＝12/ 说明:备选答案中的"/"表示回车换行键 【分析】输入语句的格式控制符串中的“x＝”、“，”、“y＝”都是非格式控制符， 在输入时必须原样位置输人，所以只有备选答案④才符合这个要求。【答案】④ 5 设有下列程序段，则执行该程序段后的输出是( ) int i＝012； float f＝1．234E－2； printf("i=%-5df＝%5．3f"，i，f)； ... ①i=__012f＝1．234 ②i＝10___f＝0．012 ③10___O．012 ④___100.012 注：答案中的_代表一个空格。 【分析】输出语句的格式控制符串中的“i＝”、“f＝”都是非格式控制符，在输出时必须原样，原位置输出，所以只有备选答案①和②才符合这个要求；格式控制符“%-5d”的格式控制是数据左对齐、宽度为5的整型数据，备选答案①中的数据是右对齐的；此外，该答案中的实数“1．234E－2”应该代表“0．01234”，而不是“1．234”。只有备选答案②符合题意。【答案】② 6 在Turbo C的主屏幕中，将当前编辑的源程序以原名存盘，可以选用___________菜单项，也可以直热键________。 【分析】如果选用“File／Save”菜单项，或者使用热键(f12)，当前编辑的源程序将以原来的文件名存盘；如果选用“File ／Write to”，当前编辑的源程序将以新的文件名存盘。 【答案】File／Save F2 7 下列各种选择结构的问题中，最适合用if－else语句来解决的是( ) ①控制单个操作做或不做的问题 ②控制两个操作中选取一个操作执行的问题 ③控制三个操作中选取一个操作执行的问题 ④控制10个操作中选取一个操作执行的问题 【分析】if－else语句是专门解决“双分支结构”的，而“双分支结构”的问题就是用单个条件控制从两个操作中选取一个操作来执行的问题。 【答案】② 8 下列程序是输入一个小写字母，转换成对应大写字母的后一个字母输出。例如：'a'将转换成’B’、…、‘y’将转换成’Z’，其中的’Z’将转换成’A’。请填写程序中所缺少的语句。 main() {char ch ； scanf(”%c”,&ch〕； ch＝ch－ 32+1； ___________________； printf("%c\n"，ch）； } 【分析】分析程序库中的“ch＝ch－ 32＋ 1；”语句，可知是将字符型变量 ch中的小写字母转换成对应的大写字母（－ 32）的后一个字母（＋ l）。如果ch中的字母是' a'、' b'、··，'y'，转换结果都不会出错，但是，如果 ch中的字母是'Z'，则-32后是大写字母'Z'，再+l后将不是大写字母了。为了使其转换成'A'，需要用一个单分支结构来实现：如果ch的值等于'Z'+ l，则硬性将 ch的值改成'A'。完成这个任务的语句是一条单分支语句，正是所缺少的语句。 【答案】 if （ch＝＝'Z'+l） h＝'A'； 9不能正确计算下列分段函数的程序段是_________ |-1 x<0 y＝|0 x＝0 x>0 ① switch（x＜ 0）② if（x＞ 0） {case1：y＝－1；break； y=1； case 0：switch（x＝＝0）else {casel：y＝0；break；if（x＝＝0） case 0： y＝ l；y＝0 } else } &ny＝-l ③ y＝ l；④ y＝ l； if（x＝＝0）if（x＜0） y＝0； y ＝－l； else else y＝－ l； if（x＝＝ 0） y＝0; 【分析】先来分析备选答案①：表达式“x＜0”的值只有两种可能性，成立值为1、不成立值为on如果“x＜0”的值为 1（即 x＜ 0），则执行“easel：”后的语句“y＝－l”后，退出 switch语句，符合分段函数要求。如果“x＜0”的值为0（即x＞＝0），则执行“case 0：”后的switch语句。该switch语句的表达式是“x＝＝0”，结果也有两种：成立为1、不成立为0.如果“x＝＝0”的值为1(即x＝0)，则执行“case l：”后的语句“y＝0”后，退出 switch语句，符合分段函数要求。如果“x＝＝0”的值为0（即x＞0），则执行“case 0：”后的语句“y=1”，也符合分段函数要求。再分析备选答案②：这是标准的用嵌套双分支结构来实现三分支的分段函数，结果显然是能求解分段函数的。分析备选答案③：双分支语句的条件是“x＝＝0”，条件成立时，y值为0，符合分段函数的要求，条件不成立时(包含x＞0和x＜0两种情况)，结果y值为－l，显然不符合分段函数的要求，所以本题要选该答案。至于备选答案④，是能正确计算分段函数的，首先置y为1；接着用双分支结构处理“x＜0”和“x＞＝0”的两种情况：前者使得y值为一l；后者再执行一个单分支结构，如果“x＝＝0”则使y值为0，否则不改变y值，保持y的原值1，符合分段函数的要求。 【答案】③ 10 三种循环语句都能解决循环次数已经确定的次数型循环，其中__________循环语句最适合。 【分析】当“for(表达式 1；表达式 2；表达式 3)语句；”中的表达式1为：整型变量 k＝l；表达式 2为：整型变量 k＜＝ n；表达式 3为：整型变量 k++；则这个 for循环就是次数为n次的标准次数型循环结构。 【答案】for 11执行下列程序段后的输出是() x＝l； while(x＜＝3) x++，y＝x+++x； printf("%d，%d"，x，y)； ① 6，10 ②5，8 ③4，6 ④3，4 【分析】我们可以使用逐步记录运行结果的方法来获得输出结果，记录如下： x＝1； 进入循环，条件满足执行循环体：计算x+十得x为2，计算y＝x+++x，得y为4、x为3； 继续循环，条件满足执行循环体：计算x+十得x为4，计算y＝x+++x，得y为8、x为5； 继续循环，条件不满足退出循环； 输出x和y的值为5，8。 【答案】② 12 执行下列程序段，其中的do－while循环一共执行＿次。 static int x； do x+＝x*x； while (x)； 【分析】对静态型变量，不赋初值也有值，对整型变量，其值为 0。执行循环语句 do-while 的循环体,x+＝x* x是x＝x+(x*
钢结构习题及答案 作业一： 验算轴心受压柱的强度和稳定，柱高为9m ，两端铰接，在两个三分点处均有侧向支撑以阻止其在弱轴方向过早失稳，采用型号为HM294×200×8 ×12的Q235热轧中翼缘H 型钢，其受轴心力N=1000kN ，截面内有两个安装螺栓，孔径为d 0＝23mm （如图所示）。 解：(1) 截面特性 查型钢表得 HM294×200×8×12的截面特性 如下： A =73.03cm 2，i x =12.5cm ， i y =4.69cm (2) 验算强度 22n 1000000144.9/215/6903N N mm f N mm A σ===<=（满足） (3) 验算构件整体稳定 依题意可知：0x 9.0l m =，0y 3.0l m =， x 0x x 900012572l i λ===（a 类）查得0.829?= y 0y y 300046.964l i λ===（b 类）查得0.786?= 221000000174.2/215/0.7867303 N N mm f N mm A ?==<=?（满足） 经验算，该柱的强度和整体稳定满足要求。
作业二： 试计算下图所示两种焊接工字钢截面（截面面积相等）轴心受压柱所能承受的最大轴心压力设计值和局部稳定，并作比较说明。柱高10m ，两端铰接，翼缘为焰切边，钢材为Q235。 解： 第一种截面： (1) 算截面特性 244.6x i mm ==， (2) 由整体稳定确定承载力 1000040.9[]150244.6 x λλ==<=， 由max x 75.9λλ==查b 类截面得0.715?= (3) 验算局部稳定 1max 500812.3(100.1(100.175.9)17.6220b t λ-==<+=+?=?（满足） 0max 50062.5(250.5(250.575.9)62.958w h t λ==<+=+?=（满足） 故该截面柱承载力为3518kN 。 第二种截面： (1) 计算截面特性 199.7x i mm ==， (2) 由整体稳定确定承载力 1000050.07[]150199.8 x λλ==<=， 由max x 94.9λλ==查b 类截面得0.589?=
《结构力学》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院版权所有 习题 【说明】：本课程《结构力学》（编号为06014）共有单选题,判断题,计算题1,计算题2,计算题3,计算题4,几何构造分析等多种试题类型，其中，本习题集中有[计算题4]等试题类型未进入。 一、单选题 1.弯矩图肯定发生突变的截面是（）。 A.有集中力作用的截面； B.剪力为零的截面； C.荷载为零的截面； D.有集中力偶作用的截面。 2.图示梁中C截面的弯矩是（）。 4m2m 4m 下拉)；上拉)； 下拉)；下拉)。 3.静定结构有变温时，（）。 A.无变形，无位移，无内力； B.有变形，有位移，有内力； C.有变形，有位移，无内力； D.无变形，有位移，无内力。 4.图示桁架a杆的内力是（）。 ； B.－2P；； D.－3P。 5.图示桁架，各杆EA为常数，除支座链杆外，零杆数为（）。
A.四根； B.二根； C.一根； D.零根。 P a l = a P P P 6 6. 图示梁A 点的竖向位移为（向下为正）（ ）。 A.)24/(3EI Pl ； B.)16/(3EI Pl ； C.)96/(53EI Pl ； D.)48/(53EI Pl 。 P EI EI A l/l/22 2 7. 静定结构的内力计算与（ ）。 无关； 相对值有关； 绝对值有关； 无关，I 有关。 8. 图示桁架，零杆的数目为：（ ）。 ； ； ； 。 9. 图示结构的零杆数目为（ ）。 ； ； ； 。 10. 图示两结构及其受力状态，它们的内力符合（ ）。 A.弯矩相同，剪力不同； B.弯矩相同，轴力不同； C.弯矩不同，剪力相同； D.弯矩不同，轴力不同。
作业一 三、简答题 1．钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点？ 答：钢结构是采用钢板、型钢连接而成的结构，和其他材料的结构相比具有如下特点： （1）强度高，塑性和韧性好 钢材强度高，适用于建造跨度大、承载重的结构。但由于强度高，一般构件截面较小，受压时易为稳定承载力和刚度要求所控制。塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然破坏。韧性好，适宜在动力荷载下工作，良好的吸能能力和延性使钢结构具有优越的抗震能力。 （2）钢结构的重量轻 钢材容重大，强度高，建造的结构却比较轻。以相同跨度的结构承受相同的荷载，钢屋架的重量最多为钢筋混凝土屋架的1/3～1/4。 钢结构重量轻，为其安装、运输提供了便利条件，同时降低地基、基础部分的造价。 （3）材质均匀，和力学计算的假定比较符合 钢材内部组织比较均匀，接近各向同性，而且在一定的应力幅度内材料均为弹性。因此，钢结构实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。 （4）钢结构制作简便，施工工期短 钢结构所用材料皆已轧制成各种型材，加工制作简便，准确度和精密度皆较高。钢构件较轻，连接简单，安装方便，施工周期短。钢结构由于螺栓连接的特性，易于加固、改建和拆迁。 （5）钢结构密闭性较好 钢结构的材料和连接（如焊接）的水密性和气密性较好，适宜建造密闭的板壳结构、如高压容器、油库、气柜和管道等。 （6）钢结构耐腐蚀性差 钢材容易腐蚀，对钢结构必须注意防护，处于较强腐蚀性介质内的建筑物不宜采用钢结构。钢结构在涂刷油漆前应彻底除锈。在设计中应避免使结构受潮、漏雨，构造上应尽量避免存在难于检查、维修的死角。
（7）钢材耐热但不耐火 钢材受热，当温度在200℃以内时，其主要力学性能，如屈服点和弹性模量降低不多。温度超过200℃后，材质发生较大变化，不仅强度逐步降低，还会发生蓝脆和徐变现象。温度达600℃时，钢材进入塑性状态不能继续承载。 （8）钢结构在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂，还有厚板的层状撕裂，应引起设计者的特别注意。 2. 钢材“耐热不耐火”的含义是什么？规范对其有何规定 钢材耐热不耐火，长期经受100℃辐射热，强度没多大变化，具一定耐热性；但温度达150℃以上时，须用隔热层加以保护。钢材不耐火，火烧会导致软化甚至坍塌，重要结构必须注意采取防火措施 3. 钢结构设计须满足哪些功能要求？ 钢结构设计时北京活动房在规定使用期限内应满足下述三方面的功能要求。 （1）安全性安全性是指结构在正常施工和正常使用条件下北京活动房承受可能出现的各种作用的能力北京活动房以及在偶然事件北京活动房如地震、飓风、爆炸等灾害时间发生时和发生后北京活动房仍能保持必要的整体性而不致倒塌的能力。 （2）适用性适用性是指结构在正常使用条件下具有良好工作的性能。如结构或构件应具有足够的刚度而不致发生影响使用的变形等。 （3）耐久性耐久性是指结构在正常维护条件下北京活动房随时间变化而仍能满足功能要求的能力。如应合理选择材料或采取防护措施以防止钢材的绣等。 常用钢结构工程的术语、符号有哪些？ 4. 时效硬化和人工时效各指什么 时效硬化：时效硬化就是钢材在热处理后的放置过程中内部组织发生变化，通常是第二相的析出导致的钢材在放置后比放置前变硬的现象，通常有室温时效和人工时效两种，两者的区别是时效温度的不同。 5什么情况下会产生应力集中，应力集中对钢材材性能有何影响？ 答：实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。此时，构件中的应力分布将不再保持均匀，产生应力集中。在负温或动力荷载作用下，应力集中的不利影响将十分突出，往往是引起脆性破坏的根源。
1. 求图示体系的计算自由度，并分析其几何构造。 答W=-4，有多余约束的不变体系。 2. 求图示多跨静定梁的弯矩和剪力图。 rm 3. 试作下图所示结构的弯矩图。 lin 2iii lin I Jin
答. 4 . 答. L L L L Bl c d L ni/ L 利用静定结构的一般性质求图示桁架结构的内 力。 在F P作用下，只有右柱受了压力，而其它杆件的内力均为零。 5.用静力法求作图示多跨连续梁甩、RD M、F QE的影响线。 O D L h 4 C
A 支座往下位移了 b , B 支座往右位移了 a ,求 C 点的竖向位移 A cv 和C 1 , I b a —X b — — — — （向下） 2 4 2 4 下 7.试利用力法求解图示超静定结构，作出弯矩图，并求 答. R A 影响线 F D 影响线 M E 影响线 F QE 影响线 点的相对转角 2KN/in 6.图示三铰刚架 C 点水平位移。
答. 取BC 杆的轴力为基本未知量 X i , 则 X i =-3/2 M Dc =6KN- m （左侧受拉） C 点水平位移: 用位移法求解图示结构。 ￥ 牛1 J U llll II 1 zl t H 确定未制量, (2)尸斓穹範表达式 基本方程: II X I IP 0, 求得: 11 128 近T 仃 64 E? " ■ 6x2/ ,也 I 匚片=旳刊 —xA- — … 12J',空尸 3/ 、r M U gH + Al 虻=0 心+討 V F = O 卜g _打眩— 9/ 27/ 、&L L n 句 —H + - X uA — — Fp =0 h h … la If 2 9.试利用弯矩分配法求图示超静定结构，作出弯矩图。 EI=常数。 -m AB =n BA =30KN- m c =-20KN ?m 6麻N JL BC=3/7 2QKN/D] B J I J J I J Jc X 2 in lb 4in 20KN 最终弯矩: M A B =10KN- m (左侧受拉) Xr
实训3 顺序结构与选择结构 3.1实训目的 （1）掌握顺序结构程序的设计。 （2）掌握可视化输入输出语句的使用。 （3）掌握if语句的使用以及if语句的嵌套编程特点。 （4）掌握switch语句的使用。 3.2 知识要点 输入操作是指由外部设备将信息写入计算机系统内部；输出操作是指将计算机系统中的信息输出给外部设置。通过输入、输出操作，可以实现人机交互，同时也是验证程序正确性的必要手段。 3.2.1 赋值语句 所谓语句即向计算机系统发出的操作命令。 由赋值运算符构成的表达式，称为赋值表达式。赋值表达式后面加上分号，即成为赋值语句。分号是Java语言的语句结束符。赋值语句的格式为： 变量=表达式； 3.2.2 顺序结构 结构化程序设计的三种基本流程结构为：顺序结构、分支结构（选择结构）、循环结构。Java语句虽然是面向对象的程序设计语言，但是在方法体内或其语句段内，仍旧是按照面向过程的结构化程序设计原则来组织语句的。 顺序结构是程序设计中最简单、最基本的一种流程结构，是按照语句在程序中出现的顺序逐条执行。顺序结构中的每一条语句都被执行一次，而且只能被执行一次。 3.2.3 可视化输入/输出 Java程序的数据输入及输出比较麻烦，但可借助Java语言提供的“选择对话框类（JOptionPane）”可以进行数据的可视化输入/输出。 JOptionPane类主要用来生成各种标准的对话框，实现显示出信息、提出问题、警告、用户输入参数等功能。这些对话框都是模式对话框。使用这个类的成员函数时，用到javax 文件夹下的swing子文件夹中JoptionPane文件，故需要添加JoptionPane类的定义文件：import javax.swing.JOptionPane; （1）显示信息对话框showMessageDialog JOptionPane.showMessageDialog(null,消息内容,对话框标题, 消息类型) 例：JOptionPane.showMessageDialog(null, "在对话框内显示的描述性的文字", "标题条文字串", JOptionPane.ERROR_MESSAGE); 结果如图3.1所示：
《钢结构》 作业一答案 一、 填空题 1.235N/mm 2 ；B ；沸腾钢；E43型。 2.脆性。 3.铁。 4.弹性阶段；屈服阶段；强化阶段；颈缩阶段 5.计算长度与回转半径 强度高，塑性和韧性好； 6、y f 和u f ； 7、塑性变形能力和冶金质量； 8、S 和P ； 9、250℃； 10、残余应力使构件的刚度降低，使构件的稳定承载力降低，且对弱轴的影响比强轴大； 11、易腐蚀和耐热不耐火； 12、δ5和δ10； 13、不同温度下的冲击韧性指标； 14、采用一般工艺就可完成合格的焊缝的性能； 15、构件有裂纹、孔洞、刻痕、凹角及截面突变时，在缺陷处出现高峰应力的现象； 16、高度为200毫米厚度为a 类的热轧普通工字钢截面； 二、选择题 1.A 2.B 3.C 4.C 5.B 6.A 7.D 8.B 9.C 10.B 11.A 12.D 13.A 三、简答题 1.答：Q235钢材单向拉伸的应力---应变图如下图所示。 弹性阶段：OAE 段 p f 为比例极限， e f 为弹性极限。 （2）弹塑性阶段：EC 段 y f 为屈服强度，y ε为屈服应变。（3）屈服阶段： CF 段。（4）强化阶段：FB 段 u f 为极限强度。（5）颈缩阶段：BD 段 t ε为拉断应变。 2.钢材的力学性能指标主要有屈服强度；抗拉强度；伸长率；弹性模量。 3.随着时间的增长，钢材中少量的以固溶体形式存在于纯铁体结晶中的碳和氮化物将逐渐地从晶体中析出，形成自由的碳化物和氮化物微粒，散布于晶粒之间，对纯铁体的变形起着遏制作用，使钢材的强度提高，而塑性和韧性大大降低，这种变化称为时效硬化；钢材进入他塑性阶段以后，间歇重复加载将使弹性变形范围扩大，这就叫应变硬化。 4.简述钢材的应变硬化性能，并绘图说明。（5分） 构件在冷加工（冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切）过程中使钢材产生很大的塑性变形，产生塑性变形的钢材在重新加荷时将提高屈服点，同时降低塑性和韧性。（4分）。
《结构力学》课后习题答案 习 题 7-1 试确定图示结构的位移法基本未知量数目，并绘出基本结构。 (a) (b) (c) 1个角位移 3个角位移，1个线位移 4个角位移，3个线位移 (d) (e) (f) 3个角位移，1个线位移 2个线位移 3个角位移，2个线位移 (g) (h) (i) 一个角位移，一个线位移 一个角位移，一个线位移 三个角位移，一个线位移 7-2 试回答：位移法基本未知量选取的原则是什么？为何将这些基本未知位移称为关键位移？是否可以将静定部分的结点位移也选作位移法未知量？ 7-3 试说出位移法方程的物理意义，并说明位移法中是如何运用变形协调条件的。 7-4 试回答：若考虑刚架杆件的轴向变形，位移法基本未知量的数目有无变化？如何变化？ 7-5 试用位移法计算图示结构，并绘出其力图。 (a) 解：（1）确定基本未知量和基本结构 有一个角位移未知量，基本结构见图。 （2）位移法典型方程 11110p r Z R += （3）确定系数并解方程 i ql Z ql iZ ql R i r p 24031831 ,82 12 12 111= =-∴-== （4）画M 图 l
(b) 解：（1）确定基本未知量 1个角位移未知量，各弯矩图如下 （2）位移法典型方程 11110p r Z R += （3）确定系数并解方程 1115 ,352 p r EI R = =- 15 3502 EIZ -= 114Z EI = （4）画M 图 (c) 解：（1）确定基本未知量 一个线位移未知量，各种M 图如下 6m 6m 9m 4m 4m 4 m
实验1 顺序结构和选择结构编程 程序填空题 1. 题目描述：根据三边长求三角形的面积。本题中使用海伦公式求解：area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c))，其中s是三边和的一半，即(a+b+c)/2。sqrt函数包含在cmath的头文件中，它的功能是求平方根。以下是完成此项工作的程序，请将未完成的部分填入，实现其功能，并在计算机上调试程序，以测试填入的部分是否正确。 代码： #include 《钢结构》作业参考答案 作业一 一、填空题： 1.235N/mm 2 ；B ；沸腾钢；E43型。 2.脆性 3.铁 4.弹性阶段；屈服阶段；强化阶段；颈缩阶段 5.计算长度与回转半径 强度高，塑性和韧性好； 6.y f 和u f 7.塑性变形能力和冶金质量 8.S 和P 9.250℃ 10.残余应力使构件的刚度降低，使构件的稳定承载力降低，且对弱轴的影响比强轴大 11.易腐蚀和耐热不耐火 12.δ5和δ10 13.不同温度下的冲击韧性指标 14.采用一般工艺就可完成合格的焊缝的性能 15.构件有裂纹、孔洞、刻痕、凹角及截面突变时，在缺陷处出现高峰应力的现象 16.高度为200毫米厚度为a 类的热轧普通工字钢截面 二、选择题： 1.A 2.B 3.C 4.C 5.B 6.A 7.D 8.B 9.C 10.B 11.A 12.D 13.A 三、简答题： 1.答：Q235钢材单向拉伸的应力---应变图如下图所示。 （1）弹性阶段：OAE 段 p f e f 为弹性极限。 （2）弹塑性阶段：EC 段 y f y ε为屈服应变。 （3）屈服阶段：CF 段。 （4）强化阶段：FB 段 u f （5）颈缩阶段：BD 段 t ε 2.度；伸长率；弹性模量。 3.随着时间的增长，钢材中少量的以固溶体形式存在于纯铁体结晶中的碳和氮化物将逐渐地从晶体中析出，形成自由的碳化物和氮化物微粒，散布于晶粒之间，对纯铁体的变形起着遏制作用，使 4. 5.根据给定的图形，简单说明温度对钢材性能的主要影响（5分）。 （a ） （b ） 答：（a ）图表示正温范围：随着温度的提高，钢材的强度降低。200 O C 以内变化不大，430-540O C ， 强度急剧下降， 600 O C 强度很低不能承载。（250 O C 附近有兰脆现象） （b ）图表示负温范围：负温范围强度提高，变形能力减小，材料转脆，对冲击韧性的影响十 分突出。（在T1和T2之间称为温度转换区，材料的由韧性破坏到脆性破坏是在这一区间完成的）。 作业二 一．填空题： 1.90 2.强度，刚度，稳定 3.弯曲，扭转，弯扭 4.较厚焊件的厚度 5.强度高，塑性和韧性好 6.单位剪切角γ1 换算长细比λx 0 二．选择题： 1.A 2.C 3．D 三．简答题： 1.答：格构式轴心受压构件绕虚轴发生弯曲失稳时，因为剪力要由比较柔弱的缀材负担，剪切变形 较大，导致构件产生较大的附加变形，它对构件临界力的降低是不能忽略的，经理论分析，用换算长细比λox 代替对x 轴的长细比λx ，就可以确定考虑缀才剪切变形影响的格构式轴心受压构件的临界力。 2.答：纵向残余应力——纵向残余应力使构件刚度降低，也降低稳定承载力。 初弯曲——由于残余应力的存在，初弯曲使截面更早进入塑性，降低稳定承载力。 初偏心——初偏心对稳定承载力的影响本质上同初弯曲。 杆端约束——杆端约束越强（如固定），承载力会越高。 3．答：（1）根据绕实轴的整体稳定性，选择肢件的截面。选择方法与实腹式轴心受压构件的截面选 择方法完全相同；（2）根据等稳定条件，确定两分肢间的距离； （3）验算整体稳定性和分肢稳定性，包括对刚度的验算； （4）但有截面削弱时，应验算构件的强度。 四．计算题： 1.解：（1）截面几何参数为： 3 90002508142502mm A =?+??=483310325.1)250242278250(12 1 mm I x ?=?-?= 4 731065.3250141212mm I y ?=???= mm A I i x x 3.121900010325.1/8=?== 1.1 结构动力计算与静力计算的主要区别是什么？ 答：主要区别表现在：(1) 在动力分析中要计入惯性力，静力分析中无惯性力；(2) 在动力分析中，结构的内力、位移等是时间的函数，静力分析中则是不随时间变化的量；(3) 动力分析方法常与荷载类型有关，而静力分析方法一般与荷载类型无关。 1.2 什么是动力自由度，确定体系动力自由度的目的是什么？ 答：确定体系在振动过程中任一时刻体系全部质量位置或变形形态所需要的独立参数的个数，称为体系的动力自由度（质点处的基本位移未知量）。 确定动力自由度的目的是：(1) 根据自由度的数目确定所需建立的方程个数（运动方程 数=自由度数），自由度不同所用的分析方法也不同；(2) 因为结构的动力响应（动力内力和 动位移）与结构的动力特性有密切关系，而动力特性又与质量的可能位置有关。 1.3 结构动力自由度与体系几何分析中的自由度有何区别？ 答：二者的区别是：几何组成分析中的自由度是确定刚体系位置所需独立参数的数目，分析的目的是要确定体系能否发生刚体运动。结构动力分析自由度是确定结构上各质量位置所需的独立参数数目，分析的目的是要确定结构振动形状。 1.4 结构的动力特性一般指什么？ 答：结构的动力特性是指：频率（周期）、振型和阻尼。动力特性是结构固有的，这是因为它们是由体系的基本参数（质量、刚度）所确定的、表征结构动力响应特性的量。动力特性不同，在振动中的响应特点亦不同。 1.5 什么是阻尼、阻尼力，产生阻尼的原因一般有哪些？什么是等效粘滞阻尼？ 答：振动过程的能量耗散称为阻尼。 产生阻尼的原因主要有：材料的内摩擦、构件间接触面的摩擦、介质的阻力等等。当然，也包括结构中安装的各种阻尼器、耗能器。阻尼力是根据所假设的阻尼理论作用于质量上用于代替能量耗散的一种假想力。粘滞阻尼理论假定阻尼力与质量的速度成比例。 粘滞阻尼理论的优点是便于求解，但其缺点是与往往实际不符，为扬长避短，按能量等 效原则将实际的阻尼耗能换算成粘滞阻尼理论的相关参数，这种阻尼假设称为等效粘滞阻尼。 1.6 采用集中质量法、广义位移法（坐标法）和有限元法都可使无限自由度体系简化为有限自由度体系，它们采用的手法有何不同？ 答：集中质量法：将结构的分布质量按一定规则集中到结构的某个或某些位置上，认为其他地方没有质量。质量集中后，结构杆件仍具有可变形性质，称为“无重杆”。 广义坐标法：在数学中常采用级数展开法求解微分方程，在结构动力分析中，也可采用 相同的方法求解，这就是广义坐标法的理论依据。所假设的形状曲线数目代表在这个理想化形式中所考虑的自由度个数。考虑了质点间均匀分布质量的影响（形状函数），一般来说，对于一个给定自由度数目的动力分析，用理想化的形状函数法比用集中质量法更为精确。有限元法：有限元法可以看成是广义坐标法的一种特殊的应用。一般的广义坐标中，广 义坐标是形函数的幅值，有时没有明确的物理意义，并且在广义坐标中，形状函数是针对整个结构定义的。而有限元法则采用具有明确物理意义的参数作为广义坐标，且形函数是定义在分片区域的。在有限元分析中，形函数被称为插值函数。 综上所述，有限元法综合了集中质量法和广义坐标法的特点：(l) 与广义坐标法相似， 有限元法采用了形函数的概念。但不同于广义坐标法在整体结构上插值（即定义形函数），而是采用了分片的插值，因此形函数的表达式（形状）可以相对简单。(2) 与集中质量法相比，有限元法中的广义坐标也采用了真实的物理量，具有直接、直观的优点，这与集中质量 顺序结构与选择结构教学设计 教学分析 用自然语言表示的算法步骤有明确的顺序性，但是对于在一定条件下才会被执行的步骤，以及在一定条件下会被重复执行的步骤，自然语言的表示就显得困难，而且不直观、不准确．因此，本节有必要探究使算法表达得更加直观、准确的方法．算法框图用图形的方式表达算法，使算法的结构更清楚、步骤更直观也更精确．为了更好地学习算法框图，我们需要掌握程序框的功能和作用，需要熟练掌握三种基本逻辑结构． 三维目标 1．熟悉各种程序框及流程线的功能和作用． 2．通过模仿、操作、探索，经历通过设计算法框图表达解决问题的过程．在具体问题的解决过程中，理解算法框图的三种基本逻辑结构：顺序结构、选择结构和循环结构． 3．通过比较体会算法框图的直观性、准确性． 重点难点 教学重点：算法框图的画法． 教学难点：算法框图的画法． 课时安排 2课时 教学过程 第1课时顺序结构 导入新课 思路1(情境导入)．我们都喜欢外出旅游，优美的风景美不胜收，如果迷了路就不好玩了，问路有时还听不明白，真是急死人，有的同学说买张旅游图不就好了吗，所以外出旅游先要准备好旅游图．旅游图看起来直观、准确，本节将探究使算法表达得更加直观、准确的方法．今天我们开始学习算法框图．思路2(直接导入)．用自然语言表示的算法步骤有明确的顺序性，但是对于在一定条件下才会被执行的步骤，以及在一定条件下会被重复执行的步骤，自然语言的表示就显得困难，而且不直观、不准确．因此，本节有必要探究使算法表达得更加直观、准确的方法．今天开始学习算法框图． 推进新课 新知探究 提出问题 1．什么是算法框图？ 2．说出终端框(起止框)的图形符号与功能． 3．说出输入、输出框的图形符号与功能． 4．说出处理框(执行框)的图形符号与功能． 5．说出判断框的图形符号与功能． 6．说出流程线的图形符号与功能． 7．说出连接点的图形符号与功能． 8．总结几个基本的程序框、流程线和它们表示的功能． 9．什么是顺序结构？ 讨论结果： 3.3试设计如图3-93 所示双角钢和节点板间的角焊缝连接，角钢截面为2L 890?，节点板厚10mm 。钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，承受轴心拉力设计值N =320kN 。（1）采用两侧焊缝，确定所需焊脚尺寸及焊缝长度；（2）采用三面围焊，确定所需焊脚尺寸及焊缝长度；（3）采用L 型焊缝，确定所需焊脚尺寸及焊缝长度。 解：查表，Q235钢材，E43焊条，w 2f 160N/mm f = （1） 采用两侧焊缝 按构造要求确定焊脚尺寸 肢尖焊脚尺寸 fmax 8(1~2)6~7mm h =-=。 肢背焊脚尺寸 fmax 1.2 1.289.6mm h t ==?=。 取f 6mm h =， 肢背、肢尖焊缝受力 肢背、肢尖所需焊缝计算长度 实际焊缝长度1w1f 2166.726178.7mm l l h =+=+?=，取180mm 实际焊缝长度2w2f 271.42683.4mm l l h =+=+?=，取90mm （2）采用三面围焊 焊脚尺寸同两侧焊缝，取f 6mm h = 求端焊缝承载力 此时肢背、肢尖焊缝受力 则肢背、肢尖所需焊缝计算长度为 实际焊缝长度1w1f 111.86117.8mm l l h =+=+=，取120mm 实际焊缝长度250mm l = 肢端的实际焊缝长度 （3）采用L 形角焊缝 由力的平衡 得到f38.6h mm ≥ 又f3=8.68h mm t mm =＞ 固不可用L 形围焊。 N δ=10 2∟90×8 N=320kN 3.4试设计图3-97 所示牛腿与柱的连接角焊缝的焊脚尺寸f h 。钢材为F A Q ?235，焊条为E43型，牛腿承受静荷载设计值V =250kN 。 解：查表，Q235钢材，E43焊条，w 2f 160N/mm f = 角焊缝所受外力设计值 弯矩=e=2500.2=50kN m M F ?? 剪力==250KN V F 试算法 （1）假设f 10mm h =，则焊缝的几何特性： 满足要求 （2）假设f 8mm h =，则焊缝的几何特性： 不满足要求。 x ’x ’ y 0 r =160 F =250kN 150 15 h r h 1 h f 20 300 习题 7-1 试确定图示结构的位移法基本未知量数目，并绘出基本结构。 (a) (b) (c) 1个角位移3个角位移，1个线位移4个角位移，3个线位移 (d) (e) (f) 3个角位移，1个线位移2个线位移3个角位移，2个线位移 (g) (h) (i) 一个角位移，一个线位移一个角位移，一个线位移三个角位移，一个线位移 7-2 试回答：位移法基本未知量选取的原则是什么？为何将这些基本未知位移称为关键位移？是否可以将静定部分的结点位移也选作位移法未知量？ 7-3 试说出位移法方程的物理意义，并说明位移法中是如何运用变形协调条件的。 7-4 试回答：若考虑刚架杆件的轴向变形，位移法基本未知量的数目 有无变化？如何变化？ 7-5 试用位移法计算图示结构，并绘出其力图。 (a) 解：（1）确定基本未知量和基本结构 有一个角位移未知量，基本结构见图。 （2）位移法典型方程 111 10p r Z R += （3）确定系数并解方程 i ql Z ql iZ ql R i r p 24031 831 ,82 1212 111= =-∴-== （4）画M 图 (b) l l l 解：（1）确定基本未知量 1个角位移未知量，各弯矩图如下 （2）位移法典型方程 111 10p r Z R += （3）确定系数并解方程 1115 ,35 2 p r EI R = =- 15 3502EIZ -= 114Z EI = （4）画M 图 (c) 6m 6m 9m 4m 4m 4m 解：（1）确定基本未知量 一个线位移未知量，各种M 图如下 1M 图 243 EI 243 EI 1243 EI （2）位移法典型方程 111 10p r Z R += （3）确定系数并解方程 1114 ,243 p p r EI R F = =- 14 0243p EIZ F -= 12434Z EI = （4）画M 图 (d) a 2a a 2a a F P 产生焊接残余应力的主要因素之一是（）。 答案 C 在结构设计中，失效概率P f与可靠指标β的关系为（）。 答案 B 钢结构在搭接连接中，搭接的长度不得小于焊件较小厚度的（）。 答案 B 提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法是（）。 答案 D 钢结构梁的计算公式中的（）。 答案 C 下列因素中（）与钢构件发生脆性破坏无直接关系。 答案 A 焊缝连接计算方法分为两类，它们是（）。 答案 C 当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应（）。 答案 B 钢材的剪切模量数值（）钢材的弹性模量数值。 答案 B 为提高轴心压构件的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截面的形式应使其面积分布（）。 答案 B 为了（），确定轴心受压实腹式柱的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。 答案 C 摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力（）。 答案 C 焊接工字形截面简支梁，其他条件均相同的情况下，当（）时，梁的整体稳定性最好。 答案 D 计算梁的（）时，应用净截面的几何参数。 下列陈述正确的是（）。 答案 D 与混凝土材料相比，大跨度结构应优先选用钢材 实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的主要是考虑（）。答案 A 在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分别为（）。 答案 C 钢结构实腹式压弯构件的设计一般应进行的计算的内容为（）。 答案 D 高强度螺栓承压型连接可用于（）。 答案 D 钢结构设计中钢材的设计强度为（）。 答案 D 在压弯构件弯矩作用平面外稳定计算式中，轴力项分母里的是（）。 答案 B 钢材的伸长率用来反映材料的（）。 答案 C 钢材的三项主要力学性能（）。 答案 A 钢材的设计强度是根据（）确定的。 答案 C 钢材在低温下，强度提高，塑性______，冲击韧性下降。 答案 B 焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋对防止剪应力引起的局部失稳最有效，布置纵向加劲肋对防止( )引起的局部失稳最有效。 答案 B 在结构设计中，失效概率P f与可靠指标β的关系为（）。 附录B 部分习题答案 2 平面体系的几何组成分析 2-1 （1）× （2）× （3）√ （4）× （5）× （6）×。 2-2 （1）无多余约束几何不变体系 ；（2）无多余约束几何不变体系；（3）6个；（4）9个 ； （5）几何不变体系，0个；（6）几何不变体系，2个。 2-3 几何不变，有1个多余约束。 2-4 几何不变，无多余约束。 2-5 几何可变。 2-6 几何瞬变。 2-7 几何可变。 2-8 几何不变，无多余约束。 2-9几何瞬变。 2-10几何不变，无多余约束。 2-11几何不变，有2个多余约束。 2-12几何不变，无多余约束。 2-13几何不变，无多余约束。 2-14几何不变，无多余约束。 5-15几何不变，无多余约束。 2-16几何不变，无多余约束。 2-17几何不变，有1个多余约束。 2-18几何不变，无多余约束。 2-19几何瞬变。 2-20几何不变，无多余约束。 2-21几何不变，无多余约束。 2-22几何不变，有2个多余约束。 2-23几何不变，有12个多余约束。 2-24几何不变，有2个多余约束。 2-25几何不变，无多余约束。 2-26几何瞬变。 3 静定梁和静定刚架 3-1 (1) √；(2) ×；(3) ×；(4) √；(5) ×；(6) √；(7) √；(8) √。 3-2 (1) 2，下；(2) CDE ，CDE ，CDEF ；(3) 15，上，45，上；(4) 53，-67，105，下； (5) 16，右，128，右；(6) 27，下，93，左。 3-3 (a) 298AC M ql =-，Q 3 2 AC F ql =； (b) M C = 50kN·m ，F Q C = 25kN ，M D = 35kN·m ，F Q D = -35kN ； (c) M CA = 8kN·m ，M CB = 18kN·m ，M B = -4kN·m ，F Q BC = -20kN ，F Q BD = 13kN ； (d) M A = 2F P a ，M C = F P a ，M B = -F P a ，F Q A = -F P ，F Q B 左 = -2F P ，F Q C 左 = -F P 。 3-4 (a) M B = -6kN·m ，F Q B 左 = -8kN ，F Q B 右 = 2kN ； (b) M A = -24kN·m ，F Q AB = 4kN ，F Q BC = F Q CD = 2kN ； (c) M B = -21kN·m ，M E = 28.5kN·m ，F Q A 右 = 13.5kN ，F Q E 右 = -16.5kN ；中南大学钢结构作业参考答案
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