《结构力学》综合练习题
一、概念解释题
1．结构(第1章) 在土木工程中，由建筑材料构成，能承受荷载而起骨架作用的构筑物称为工程结构，简称结构。
2．支座(第1章) 结构与基础的连接装置称为支座。
3．超静定结构(第1章) 凡不能用静力平衡条件确定全部支座反力和内力的结构称为超静定结构。
4．自由度(第2章) 一个体系的自由度表示该体系独立运动的数目。
5．必要约束(第2章) 在杆件体系中能限制体系自由度的约束称为必要约束。
6．内力图(第3章) 内力图是表示杆件上各截面内力沿杆长度变化规律的图形。
7．高跨比(第5章) 拱高与跨度之比称为高跨比。
8．合理拱线(第5章) 在固定荷载作用下使拱各截面的弯矩恒等于零的拱的轴线称为合理拱线。
9．二力杆(第6章) 桁架的杆件都只在两端受力，称为二力杆。
10．影响线(第8章) 当一个单位集中荷载P=1沿结构移动时，表示结构上某量Z变化规律的曲线，称为Z的影响线
11．刚体体系的虚功原理(第8章) 刚体体系在任意平衡力系作用下，体系上所有主动力在任一与约束条件相符合的无限小刚体位移上所做的虚功总和恒等于零。
12．刚度系数(第10章) 刚度系数等于使支座产生单位位移时所需施加的力。
13．动力荷载(第15章) 动力荷载是指荷载的大小、方向、作用位置随时间迅速变化的荷载。
14．自振周期(第15章) 自振周期表示结构出现前后同一运动状态所需的时间间隔
15．强迫振动(第15章) 结构在动力荷载作用下的振动，称为强迫振动。
二、填空题
1．结构按其几何特征分为三类：杆件结构；板壳结构、实体结构。(第1章)
2．超静定问题，必须满足力系的平衡条件；变形的连续条件、物理条件等三个基本条件方能求解。(第1章)
3．常见的静定单跨梁有三种类型：简支梁；悬臂梁、伸臂梁。(第3章)
4．平面杆件截面上一般有三个内力分量：轴力、剪力、弯矩。(第3章)
5．三角拱的两大特点是：曲杆、竖向荷载作用下有水平推力。(第5章)
6．三角拱的合理轴线为一抛物线。(第5章)
7．悬索实际上就是一个具有合理拱线的抛物线。(第5章)
8．在满足理想桁架的假设下，桁架杆件只有轴力。(第6章)
9．结点法和截面法是计算桁架轴力的基本方法。(第6章)
10．对于多跨梁，应先计算附属部分，然后计算基本部分。(第7章)
11．超静定结构的内力，由平衡条件不能完全确定，而需同时考虑变形条件才能得到唯一的答案。(第7章)
12．在静定多跨梁和伸臂梁中，利用杆端的负弯矩可以减小跨中的正弯矩。(第7章) 13．在有推力结构中，利用水平推力的作用可以减少弯矩峰值。(第7章) 14．在三角拱中，采用合理拱线可以使拱处于无弯矩状态。(第7章)
15．影响线的应用有两个方面：一为计算影响量值，一为确定荷载的最不利位置。
(第8章)
16．影响线的作法有两种：静力法和机动法。(第8章)
17．结构位移计算的目的有两个：一个是验算结构的刚度，另一个是为超静定结构的内力计算做准备。(第9章)
18．结构的位移有两大类：一类是线位移，一类是角位移。(第9章)
19．去掉的多余约束中的多余约束力即为基本未知量，去掉多余约束后得到的静定结构即为基本结构。
(第10章)
20．力法计算的关键是：确定基本未知量；选择基本力系、建立力法方程。(第10章) 21．位移法的基本未知量是结构的结点位移。(第11章)
22．力矩分配法适用于计算连续梁和无结点线位移的刚架。(第12章)
23．单结点的力矩分配有两个环节：固定刚结点和放松刚结点。(第12章) 24．多结点的力矩分配法，是先固定全部刚结点，然后逐个放松结点，轮流进行单结点的力矩分配。(第12章)
25．力矩分配法是无侧移刚架的渐进法，不能直接用于有侧移刚架。(第12章)
26．整体刚度方程的做法有：传统位移法；单元集成法。(第13章)
27．工程中常见的动力荷载有：周期荷载；冲击荷载、随机荷载。(第15章)
28．建立自由振动的微分方程有两种方法：刚度法和柔度法。(第10章) 29．结构的失稳有两种形式：分支点失稳和极值点失稳。(第14章) 30．荷载根据其作用时间的长短可分为恒荷载和活荷载。(第1章)
三、判断题
1．杆件在刚结点处不能相对移动，也不能相对转动。(第1章) √
2．杆件在铰结点处不能相对转动。(第1章) ×
3．固定支座不容许结构在支承处发生任何移动和转动。(第1章) √
4．瞬铰的位置是瞬时变化的。(第2章) √
5．弯矩图画在杆件受拉纤维一侧，不注正负号。(第3章) √
6．剪力图和轴力图需注明正负号。(第3章) √
7．轴力以拉力为正，压力为负。(第3章) √
8．刚结点能传递力和力矩。(第4章) √
9．水平推力的存在与否是区别拱与梁的主要标志。(第5章) √
10．悬索在荷载作用下，索内弯矩为零，剪力也为零，只受拉力作用。(第5章) √11．桁架杆件轴力的方向和杆件的方向是一致的。(第6章) √
12．如果桁架和荷载都是对称的，那么桁架杆件轴力的分布也是对称的。(第6章) √13．在静定结构中，满足平衡条件的内力解答是存在的，而且是唯一的。(第7章) √14．温度改变、支座移动和制造误差等因素在静定结构中不引起内力。(第7章) √15．在荷载作用下，如果静定结构中的某一局部可以与荷载维持平衡，则其余部分的内力必为零。(第7章) √
16．当静定结构的一个内部几何不变部分作构造变换时，其余部分的内力不变。(第7章) √17．机动法可以不经过计算就能得到影响线的轮廓。(第8章) √
18．机动法可以用来校核静力法的影响线。(第8章) √
19．位移状态中的位移是力状态中的力产生的。(第8章) ×
20．虚功和虚功原理的特点是力系与位移无关。(第9章) √
21．位移互等定理只有在超静定结构中才有用。(第9章) ×
22．反力互等定理可以应用于静定结构。(第9章) ×
23．弯矩传递进行两次循环之后，结点约束力矩已经很小，故计算工作可以停止。(第12
章) ×
24．反弯点法对于强柱弱梁的情况最为适用。(第12章) ×
25．单就满足平衡条件来说，超静定结构可能有无限多个解答。(第14章) √26．超静定结构具有较强的防护能力。(第14章) √
27．“没有荷载，就没有内力”，这个结论只适用于静定结构。(第14章) √
28．地震荷载属于冲击荷载。(第15章) ×
29．自振周期只与结构的刚度有关。(第15章) ×
30．质量越大，自振周期越大。(第15章) √
四、单项选择题
1．下列哪项不属于刚片间的连接约束(A )。(第1章)
A．滚轴B．链杆C．简单铰D．简单刚结2．下列关于零杆判断的说法中，不正确的是(B )。(第6章)
A．无外力作用的不共线的两杆结点，两杆轴力都是零
B．不共线的两杆结点，两杆轴力都是零
C．不共线的两杆结点，外力沿一杆作用，则另一杆轴力为零
D．无外力作用的三杆结点，有两杆在同一直线上，则第三杆轴力为零3．下列关于机动法的表述中，不正确的是(B )。(第8章)
A．属于附属部分的某量，撤去相应的约束后，体系在附属部分能发生虚位移B．属于附属部分的某量，撤去相应的约束后，体系在基本部分能发生虚位移C．属于基本部分的某量，撤去相应的约束后，体系在附属部分能发生虚位移D．属于基本部分的某量，撤去相应的约束后，体系在基本部分能发生虚位移4．下列关于影响线的表述中，不正确的是(C )。(第8章)
A．支座反力影响线的纵坐标无单位
B．剪力影响线的纵坐标无单位
C．弯矩影响线的纵坐标无单位
D．弯矩影响线的纵坐标的单位为长度单位
5．下列关于撤去约束的表述中，不正确的是( D )。(第10章)
A．撤去一根支杆，等于拆掉一个约束
B．撤去一个铰支座，等于拆掉两个约束
C ．撤去一个固定端，等于拆掉三个约束
D ．在连续杆上加一个单铰，等于拆掉两个约束
6．下列关于AB 杆A 端转动刚度AB S 的值的表述中，不正确的是( D )。(第12章)
A ．远端固定4A
B S i = B ．远端铰支3AB S i =
C ．远端滑动AB S i =
D ．远端自由2AB S i =
7．下列关于等截面杆中传递系数C 的表述中，不正确的是(D )。(第12章)
A ．远端固定12
C = B ．远端铰支0C = C ．远端滑动1C =-
D ．远端滑动0C =
8．下列各项不属于矩阵位移法的基本环节的是( C )。(第13章)
A ．离散化
B ．单元分析
C ．矩阵分析
D ．整体分析
9．下列各项不属于动力荷载的是(A )。(第15章)
A ．活动人群
B ．振动荷载
C ．地震作用
D ．爆炸荷载
10．下列选项不属于各向同性的建筑材料的是( A )。(第1章)
A ．木材
B ．钢材
C ．混凝土
D ．砖
11．下列关于横向水平荷载作用下厂房柱的计算简图的表述中，不正确的是(D )。(第1章)
A ．柱用其轴线表示
B ．屋架在两端均以铰与柱顶连接
C ．屋架的作用如同一个两端为铰的链杆
D ．柱基础视为铰
12．下列关于集中力偶作用的表述中，不正确的是(B )。(第3章)
A ．集中力偶作用点的两侧剪力值是相等的
B ．集中力偶作用点的两侧剪力值是不等的
C ．集中力偶作用点的两侧弯矩值是不等的
D ．弯矩图在集中力偶作用点两侧的斜率相等
13．下列关于铰支座的表述中，不正确的是( C )。(第2章)
A ．铰支座能限制刚片在水平方向移动
B ．铰支座能限制刚片在竖直方向移动
C．铰支座能限制刚片绕其转动
D．铰支座不能限制刚片绕其转动
14．下列关于分布荷载作用下微分关系表达式的几何意义的表述中，不正确的是(C )。(第3章)
A．剪力图在某点的切线斜率等于该点的荷载集度
B．弯矩图在某点的切线斜率等于该点剪力
C．弯矩图在某点的一阶导数等于该点的荷载集度
D．弯矩图在某点的一阶导数的变化率等于该点的荷载集度
15．下列关于集中力的表述中，不正确的是( C )。(第3章)
A．集中力作用点的两侧剪力值是不等的
B．集中力作用点的两侧剪力相差的值等于此集中力
C．集中力作用点的两侧弯矩值是不等的
D．集中力作用点的两侧弯矩值是相等的
五、简答题
1．结构力学的任务包括哪些方面(第1章)
答：(1) 研究结构的组成规律、合理形式以及结构计算简图的合理选择。
(2) 研究结构内力和变形的计算方法，以便进行结构强度和刚度的验算。
(3) 研究结构的稳定性以及在动力荷载作用下结构的反应。
2．几何不变无多余约束体系的组成规则有哪几个(第2章)
答：(1) 一刚片和一个点用不共线的两根链杆连接。
(2) 两刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆或三个全不平行也不交于一点的三根链杆连接。
(3) 三刚片用不在同一直线上的三个铰两两连接。
3．截面法计算内力的步骤有哪些(第3章)
答：(1) 沿指定截面截开，取截面一边为隔离体。
(2) 画出隔离体受力图。
(3) 建立隔离体的平衡方程，确定该截面的三个内力分量
4．将悬索与三角拱比较，可得到哪些结论(第5章)
答：(1) 悬索与三角拱类似，在竖向荷载作用下都有水平支座反力。
(2) 悬索只受轴向拉力，不受弯矩和剪力；三角拱则受较大的轴向压力，同时尚
有较小的弯矩和剪力。
(3) 悬索的曲线形式与三角拱的合理拱线相同，曲线的平衡形式随荷载的变化而变化
5．桁架计算简图的假设有哪些(第6章)
答：(1) 桁架的结点都是铰结点。
(2) 各杆的轴线都是直线，且通过铰的中心。
(3) 荷载和支座反力都作用在结点上
6．内力影响线和内力图的区别是什么(第8章)
答：内力影响线是单位集中荷载移动时，结构上固定截面内力随荷载位置的变化图形；内力图是荷载位置固定时，内力沿各截面的变化图形
7．静力法做影响线的步骤有哪些(第8章)
答：(1) 将单位荷载1
P=放在结构上的任意位置，适当选择坐标原点，以1
P=作用位置x 为变量。
(2) 用截面法截取隔离体，通过平衡方程，或用截面法直接按内力算式，求出所
求量值的影响线方程。
(3) 根据影响线方程作影响线。
8．机动法做影响线的步骤有哪些(第8章)
答：(1) 撤去与Z相应的约束，代之以未知力Z。
(2) 使体系沿Z的正方向发生位移，做出荷载作用点的竖向虚位移图，可定出影
响线的形状。
δ=，可进一步定出影响线各纵坐标的数值。
(3) 再令1
Z
(4) 横坐标轴以上的图形，影响线纵坐标取正号；横坐标轴以下的图形，则取负号。
9．产生位移的主要因素有哪些(第9章)
答：(1) 荷载作用。
(2) 温度变化和材料收缩。
(3)支座沉降和制造误差。
10．在撤去多余约束时，应该注意哪些(第10章)
答：(1) 不要把原结构拆成一个几何可变体系。
(2) 要把全部多余约束都拆除。
11．反弯点法的要点有哪些(第12章)
答：(1) 刚架在结点水平荷载作用下，当梁柱线刚度比值3b c
i i 时，可采用此法。 (2) 此法假设横梁相对线刚度为无限大，因而刚架结点不发生转角，只有侧移。
(3) 刚架同层各柱有相同侧移时，同层各柱剪力与柱的侧移刚度系数成正比。
(4) 柱的弯矩是由侧移引起的，所以柱的反弯点在柱中点处。
(5) 柱端弯矩根据柱的剪力和反弯点位置确定
12．用单元集成法求解平面刚架比连续梁复杂在哪些方面(第13章)
答：(1) 刚架中每个结点位移分量增加到三个：角位移和两个方向的线位移。
(2) 刚架中各杆方向不尽相同，在整体分析中需采用整体坐标，故需进行坐标转换。
(3) 刚架中除刚结点外，还要考虑铰结点等其他情况
13．动力计算的基本特点有哪些(第15章)
答：(1) 动力反应与时间有关，即荷载、位移、内力等随时间急剧变化。
(2) 建立平衡方程时要包括质量的惯性力。
14．位移法的要点有哪些(第11章)
答：(1) 位移法的基本未知量是结点位移。
(2) 位移法的基本方程是平衡方程。
(3) 建立基本方程的方法是：先将结点位移锁住，求各超静定杆在荷载作用下的结果，再求各超静定杆在节点位移作用下的结果最后叠加以上两步结果。
(4) 求解位移方程，得到基本未知量，从而求出各杆内力
15．单结点的锁住与放松包括哪些环节(第12章)
答：(1) 根据荷载求各杆的固端弯矩和结点的约束力矩。
(2) 根据分配系数求分配力矩。
(3) 根据传递系数求传递力矩
六、综合分析题
1．分析下图所示链杆体系的几何组成。
解：(1) 根据规则 ，由不动点A、B出发，用不在同一直线的两链杆AC和BC固定点C。
(2) 从固定点B、C出发，增加一个二元体，固定点D；再增加一个二元体，固定点
E；从固定点D、E出发，再增加一个二元体，固定点F。
因上，整个体系是几何不变无多余约束的体系。
2．分析下图所示体系的几何组成。
解：(1) 把刚片AB看做运动对象，用一固定支座A与基础相连，因此，AB被固定，且无
多余约束。
(2) 把BD看做运动对象，根据规则Ⅱ，用铰B和支杆C与基础相连。支杆C不通过
铰B，因此，几何不变，无多余约束。
整个体系是几何不变无多余约束的体系。
3．分析下图所示体系的几何组成。
解：(1) AB是一刚片，与基础用一固定支座A相连，B看成是固定于基础上的点。
(2) CDE是一刚片，与基础用链杆BC和铰D相连，但链杆BC的延长线通过铰D，
不满足规则Ⅱ对约束的要求，为瞬变体系。
结构力学考试答案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
结构力学 一、填空题(每题2分，共10题) 1. 刚结点的特点是被连接的杆件在连接处既不能 ，又不能 ；既可以传递 ，也可以传递 。 相对移动；相对转动；力；力矩 2. 从几何组成角度看，静定结构和超静定结构都是 体系，前者 多余约束，而后者 多余约束。 杆件；板壳；实体；杆件 3. 图示体系的计算自由度=W -12 。 4. 在图示结构中，=K M ， 侧受拉。 75；右侧（内侧） 5. 拱是杆轴线为 ，且在竖向荷载作用下能产生 的结构。答案：曲线；水平推力 6. 图示桁架中，有 10 根零杆。 7. 如图所示结构，支座A 转动角度θ，则=AB M 0 ，=VC F 0 。 8. 使结构产生位移的外界因素，主要有 、 和 三个方面。 9. 图示超静定梁A 支座发生位移时， CD 杆件内力为零。 10. 图示单跨超静定梁的杆端弯矩=AB M ；=BA M ；杆端剪力=QAB F ；=QBA F 。答案：?-l i 6；?-l i 6；?212l i ；?212l i 二、单项选择题(每题2分，共10题) 1. 图示的体系是（ A ）。 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. 几何常变体系 D. 几何瞬变体系
2. 图示的体系是（ A ）。 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. 几何常变体系 D. 几何瞬变体系 3. 图示结构中，改变B 点支座链杆的方向（不能通过铰A ）时，对该梁的影响是（ D ）。 A. 全部内力没有变化 B. 弯矩有变化 C. 剪力有变化 D. 轴力有变化 4. 图示结构中，QBA F 为（ D ）。 A. -1kN B. 1kN C. D. 5. 图示圆弧三铰拱在静水压力q 作用下，K 截面的内力为（ D ）。 A. 0≠K M ，0=QK F ，0≠NK F B. 0=K M ，0≠QK F ，0≠NK F C. 0≠K M ，0≠QK F ，0≠NK F D. 0=K M ，0=QK F ，qr F NK -= 6. 如图所示拱结构，NDE F 为（ B ）。 A. 70kN B. 80kN C. 75kN D. 64kN 7. 如图所示，若增加桁架的高度，其他条件不变时，对杆1和杆2内力的影响是（ C ）。 A. 1N F ，2N F 均减小 B. 1N F ，2N F 均不变 C. 1N F 减小，2N F 不变 D. 1N F 增大，2N F 不变 8. 图示桁架中，B 支座的反力HB F 等于（ D ）。 A. 0 B. P F 3- C. P F 5.3 D. P F 5 9. 如图所示伸臂梁，温度升高21t t >，则C 点和D 点的位移（ D ）。 A. 都向下 B. 都向上 C. C 点向上，D 点向下 D. C 点向下，D 点向上 10. 将桁架各杆抗拉（压）刚度EA 都乘以n /1，则在荷载作用下各结点位移 （ A ）。
一、判断题： 1、力矩分配法中的分配系数、传递系数与外来因素（荷载、温度变化等）有关。（ ） 2、若图示各杆件线刚度i 相同，则各杆A 端的转动刚度S 分别为：4 i , 3 i , i 。（√ ） A A A 3、图示结构EI =常数，用力矩分配法计算时分配系数4 A μ= 4 / 11。（ ） 1 2 3 4 A l l l l 4、图示结构用力矩分配法计算时分配系数μAB =12/，μAD =18/。（√ ） B C A D E =1i =1 i =1i =1 i 5、用力矩分配法计算图示结构，各杆l 相同，EI =常数。其分配系数μBA =0.8，μBC =0.2， μBD =0。（√ ） A B C D 6、单元刚度矩阵反映了该单元杆端位移与杆端力之间的关系。（√ ） 7、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。（ X ） 8、局部坐标系与整体坐标系之间的坐标变换矩阵T 是正交矩阵。（√ ） 9、结构刚度方程矩阵形式为：[]{}{}K P ?=，它是整个结构所应满足的变形条件。（ X ） 10、矩阵位移法中，等效结点荷载的“等效原则”是指与非结点荷载的结点位移相等。（√ ）
二．选择题 (1)欲使图2－1所示体系的自振频率增大，在下述办法中可采用：（ D ） A．增大质量 m； B．将质量 m 移至梁的跨中位置；C．减小梁的 EI； D．将铰支座改为固定支座。 图2－1 (2)平面杆件结构一般情况下的单元刚度矩阵[]66? k，就其性质而言，是：（ B ） A．非对称、奇异矩阵； B．对称、奇异矩阵； C．对称、非奇异矩阵； D．非对称、非奇异矩阵。 (3)已知图2－3所示刚架各杆 EI = 常数，当只考虑弯曲变形，且各杆单元类型相同时，采用先处理法进行结点位移编号，其正确编号是：（A ） 图2－3
1、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。 2、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。 3、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，这与集中质量法相同。 4、直接动力平衡法中常用的有哪些具体方法？它们所建立的方程各代表什么条件？ 答：常用方法有两种：刚度法和柔度法。刚度法方程代表的是体系在满足变形协调条件下所应满足的动平衡条件；而柔度法方程则代表体系在满足动平衡条件下所应满足的变形协调条件。 5、刚度法与柔度法所建立的体系运动方程间有何联系？各在什么情况下使用方便？ 答：刚度法与柔度法建立的运动方程在所反映的各量值之间的关系上是完全一致的。由于刚度矩阵与柔度矩阵互逆，刚度法建立的运动方程可转化为柔度法建立的方程。一般来，对于单自由度体系，求[δ]和求[k]的难易程度是相同的，因为它们互为倒数，都可以用同一方法求得，不同的是一个已知力求位移，一个已知位移求力。对于多自由度体系，若是静定结构，一般情况下求柔度系数容易些，但对于超静定结构就要根据具体情况而定。若仅从建立运动方程来看，当刚度系数容易求时用刚度法，柔度系数容易求时用柔度法。 6、计重力与不计重力所得到的运动方程是一样的吗？ 答：如果计与不计重力时都相对于无位移的位置来建立运动方程，则两者是不一样的。但如果计重力时相对静力平衡位置来建立运动方程，不计重力仍相对于无位移位置来建立，
结构力学复习题 一、填空题。 1、在梁、刚架、拱、桁架四种常见结构中，主要受弯的是 和 ，主要承受轴力的是 和 。 2、选取结构计算简图时，一般要进行杆件简化、 简化、 简化和 简化。 3、分析平面杆件体系的几何组成常用的规律是两刚片法则、 和二元体法则。 4、建筑物中用以支承荷载的骨架部分称为 ，分为 、 和 三大类。 5、一个简单铰相当于 个约束。 6、静定多跨梁包括 部分和 部分，内力计算从 部分开始。 7、刚结点的特点是，各杆件在连接处既无相对 也无相对 ，可以传递 和 。 8、平面内一根链杆自由运动时的自由度等于 。 二、判断改错题。 1、三刚片用三个铰两两相联必成为几何不变体系。（ ） 2、对静定结构，支座移动或温度改变会产生内力。（ ） 3、力法的基本体系必须是静定的。（ ） 4、任何三铰拱的合理拱轴都是二次抛物线。（ ） 5、图乘法可以用来计算曲杆。（ ） 6、静定结构的影响线全部都由直线段组成。（ ） 7、多跨静定梁若附属部分受力，则只有附属部分产生内力。（ ） 8、功的互等定理成立的条件是小变形和线弹性。（ ） 9、力法方程中，主系数恒为正，副系数可为正、负或零。（ ） 三、选择题。 1、图示结构中当改变B 点链杆方向（不能通过A 铰）时，对该梁的影响是（ ） A 、全部内力没有变化 B 、弯矩有变化 C 、剪力有变化 D 、轴力有变化 2、图示桁架中的零杆为（ ） A 、DC, EC, DE, DF , EF B 、DE, DF , EF C 、AF , BF , DE, DF , EF D 、DC, EC, AF, BF 3、右图所示刚架中A A 、P B 、2P - C 、P -
一、判断题(共223小题） 1。结构的类型若按几何特征可分为平面结构和空间结构。(A) 2、狭义结构力学的研究对象是板、壳结构(B)。 3 单铰相当于两个约束。(A) 4、单刚节点相当于三个约束。(A) 5、静定结构可由静力平衡方程确定全部约束力和内力。A 6、超静定结构可由静力平衡方程确定全部约束力和内力B。 7 无多余约束的几何不变体系是静定结构。A 8 三刚片规则中三铰共线为可变体系。B 9 两刚片用一个单铰和一个不通过该铰的链杆组成的体系为静定结构。A 10 两刚片用一个单铰和一个不通过该铰的链杆组成的体系为超静定结构B。 11链杆相当于两个约束。B 12 平面上的自由点的自由度为2 A 13 平面上的自由刚体的自由度为3 A 14 铰结点的特征是所联结各杆可以绕结点中心自由转动。A 15 有多余约束的几何不变体系是超静定结构。A 16 无多余约束的几何可变体系是超静定结构。B 17、无多余约束的几何可变体系是静定结构。B 18刚结点的特征是当结构发生变形时汇交于该点的各杆端间相对转角为零。A 19 三刚片规则中三铰共线为瞬变体系。A 20三个本身无多余约束的刚片用三个不共线的单铰两两相连，则组成的体系为静定结构。A 21 一个刚结点相当于3个约束。 22 一个连接3个刚片的复铰相当于2个单铰。A 23 一个铰结三角形可以作为一个刚片。A 24 一个铰结平行四边形可以作为一个刚片。B 25 一根曲杆可以作为一个刚片。A 26 一个连接４个刚片的复铰相当于2个单铰．B 27 任意体系加上或减去二元体，改变体系原有几何组成性质。B 28 平面几何不变体系的计算自由度一定等于零。B 29 平面几何可变体系的计算自由度一定等于零。B 30 三刚片体系中若有1对平行链杆，其他2铰的连线与该对链杆不平行，则该体系为几何不变体系。A 31 三刚片体系中，若有三对平行链杆，那么该体系仍有可能是几何不变的。B 32 三刚片体系中，若有２对平行链杆，那么该体系仍有可能是几何不变的。A 33 一个单铰相当于一个约束。B 34 进行体系的几何组成分析时，若体系通过三根支座链杆与基础相连，可以只分析体系内部。B 35 三刚片体系中，若有两个虚铰在无穷远处，则该体系一定为几何可变。B 36 有多余约束的体系为静定结构。B 37 静定结构一定几何不变。A 38 超静定结构一定几何不变．A 39 几何不变体系一定是静定结构。B 40几何不变体系一定是超静定结构。B 41力是物体间相互的机械作用。A 42 力的合成遵循平行四边形法则。A 43 力的合成遵循三角形法则。A 44 力偶没有合力。A 45 力偶只能用力偶来平衡。A 46 力偶可以和一个力平衡。B 47 力偶对物体既有转动效应，又有移动效应。B 48 固定铰支座使结构在支承处不能移动也不能转动。B 49 可动铰支座使结构在支承处能够转动，但不能沿链杆方向移动。A 50 结点法求解桁架内力应按照结构几何组成相反顺序来求解。A 51 将一个已知力分解为两个力可得到无数解答。A 52 作用力和反作用力是作用在同一物体上的两个力。B 53 作用力和反作用力是作用在不同物体上的两个力。A 54 两个力在同一轴上的投影相等，此两力必相等 B 55 力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩A 56 力偶在坐标轴上的投影的代数和等于零A 57 一个固定铰支座相当于两个约束。A 58三个本身无多余约束的刚片用三个不共线的单铰两两相连，则组成的体系为超静定结构B 59 桁架是“只受结点荷载作用的直杆、铰结体系”。A 60桁架结构的内力有轴力。A 61 拱的合理拱轴线均为二次抛物线。B 62无铰拱属于超静定结构。A 63 三铰刚架和三铰拱都属于推力结构。A 64 简支刚架属于推力结构。B 65 三铰拱属于静定结构。A 66 相同竖向载荷作用下，同跨度拱的弯矩比代梁的弯矩大得多。B 67 桁架结构中，杆的内力有轴力和剪力。B 68 竖向载荷作用下，简支梁不会产生水平支反力．A 69 竖向载荷作用下，拱不会产生水平支反力。B 70 竖向载荷作用下，拱的水平推力与拱高成正比。B
《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 l 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 1M 图 243 EI 243 EI 1243 EI 6m 6m 9m 4m
《结构力学》作业参考答案 一、判断题（将判断结果填入括弧内，以 √表示正确 ，以 × 表示错误。） 1．图示桁架结构中有3个杆件轴力为0 。（×） 2．图示悬臂梁截面A 的弯矩值是ql 2。 (×) l l 3．静定多跨梁中基本部分、附属部分的划分与所承受的荷载无关。（√ ） 4．一般来说静定多跨梁的计算是先计算基本部分后计算附属部分。（× ） 5．用平衡条件能求出全部内力的结构是静定结构。（ √ ） 6．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。（√ ） 7．超静定结构的力法基本结构不是唯一的。（√） 8．在桁架结构中，杆件内力不是只有轴力。（×） 9．超静定结构由于支座位移可以产生内力。 （√ ） 10．超静定结构的内力与材料的性质无关。（× ） 11．力法典型方程的等号右端项不一定为0。 （√ ） 12．计算超静定结构的位移时，虚设力状态可以在力法的基本结构上设。（√） 13．用力矩分配法计算结构时，汇交于每一结点各杆端分配系数总和为1，则表明分配系 数的计算无错误。 （× ） 14．力矩分配法适用于所有超静定结构的计算。（×） 15．当AB 杆件刚度系数i S AB 3 时，杆件的B 端为定向支座。 (×)
二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者，该题无分。） 1．图示简支梁中间截面的弯矩为（ A ） q l A ． 82ql B ． 42ql C ． 22 ql D ． 2ql 2．超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度（B ） A ． 无关 B ． 相对值有关 C ． 绝对值有关 D ． 相对值绝对值都有关 3．超静定结构的超静定次数等于结构中（B ） A ．约束的数目 B ．多余约束的数目 C ．结点数 D ．杆件数 4．力法典型方程是根据以下哪个条件得到的（C ）。 A ．结构的平衡条件 B ．结构的物理条件 C ．多余约束处的位移协调条件 D ．同时满足A 、B 两个条件 5． 图示对称结构作用反对称荷载，杆件EI 为常量，利用对称性简化后的一半结构为（A ）。 6．超静定结构产生内力的原因有（D ） A ．荷载作用与温度变化 B ．支座位移 C ．制造误差 D ．以上四种原因
第1题第2题2.图示外伸梁，跨中截面C的弯矩为（ ? m D．17kN m
题7图图（a）图（b）图（c）图（d）位移法典型方程中系数k ij=k ji反映了（） A.位移互等定理 B.反力互等定理 第9题第10题 10.FP=1在图示梁AE上移动，K截面弯矩影响线上竖标等于零的部分为（）．DE、AB段B．、DE段C．AB、BC段D．BC、CD段 二、填空题：（共10题，每题2分，共20分） 两刚片用一个铰和_________________相联，组成无多余约束的几何不变体系。 所示三铰拱的水平推力
第3题机动法作静定结构内力影响线依据的是_____________。 ．静定结构在荷截作用下，当杆件截面增大时，其内力____________。 D处的纵标值y D为_________。 第6题第7题 7.图示结构，各杆EI=常数，用位移法计算，基本未知量最少是_________个。 8.图示结构用力法计算时，不能选作基本结构的是______。
3．用力法计算图示刚架，并绘其M 图，EI D 4m N/m EI 10kN/m A B C D 2EI EI 4m 2m 4m G F EI 10k N /m C F l ql 12 2 G A
一、选择题:（共10题，每小题2分，共20分） 1.A 2.D 3. A 4.D 5.A 6.C 7.D 8.B 9.C 10.C 二、填空题（共10空，每空2分，共20分） 1.不通过此铰的链杆 2. FP/2（→） 3.l θ（↓） 4. 刚体体系虚功原理 5.不变 6.-1/2 7.6 8.（c ） 9.反对称 10.无侧移的超静定结构 三、问答题：（共2题，每小题5分，共10分） 1．图乘法的应用条件是什么？求变截面梁和拱的位移时可否用图乘法？ 答.图乘法的应用条件：1）杆轴线为直线，2）杆端的EI 为常数3）MP 和M 图中至少有一个为直线图形。否。（7分） 2．超静定结构的内力只与各杆件的刚度相对值有关，而与它们的刚度绝对值无关，对吗？为什么？ 答：不对。仅受荷载作用的超静定结构，其内力分布与该结构中的各杆刚度相对值有关；而受非荷载因素作用的超静定结构，其内力则与各杆刚度的绝对值有关。（7分） 四、计算题. （1、2题8分，3题10分，4、5题12分,4题共计50分） 1．图示桁架，求1、2杆的轴力。 解：F N1=75KN ，F N2=2 13 5 KN 2．图示刚架，求支座反力，并绘弯矩图。 解：F Ay =22KN （↓）F Ax =48KN （←）F By =42KN （↑） 最终的弯矩图为： 3．用力法计算图示刚架，并绘其M 图，EI 为常数。
1、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。 2、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。 3、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 ,这与集中质量法相同。 4、直接动力平衡法中常用的有哪些具体方法 ?它们所建立的方程各代表什么条件? 答:常用方法有两种 :刚度法和柔度法。刚度法方程代表的是体系在满足变形协调条件下所应满足的动平衡条件 ;而柔度法方程则代表体系在满足动平衡条件下所应满足的变形协调条件。 5、刚度法与柔度法所建立的体系运动方程间有何联系 ?各在什么情况下使用方便? 答:刚度法与柔度法建立的运动方程在所反映的各量值之间的关系上是完全一致的。由于刚度矩阵与柔度矩阵互逆 ,刚度法建立的运动方程可转化为柔度法建立的方程。一般来，对于单自由度体系，求［刑求［k］的难易程度是相同的，因为它们互为倒数 ,都可以用同一方法求得 ,不同的是一个已知力求位移 ,一个已知位移求力。对于多自由度体系 ,若是静定结构 ,一般情况下求柔度系数容易些 ,但对于超静定结构就要根据具体情况而定。若仅从建立运动方程来看 ,当刚度系数容易求时用刚度法 ,柔度系数容易求时用柔度法。 6、计重力与不计重力所得到的运动方程是一样的吗 答:如果计与不计重力时都相对于无位移的位置来建立运动方程,则两者是不一
《结构力学》复习思考题 题干答案指出图示体系的几何组成为（）。 A A．几何不变体系 B．机动体系 C．瞬变体系 指出图1.1所示体系的几何组成为（）。 A 图1.1 A．几何不变体系 B．机动体系 C．瞬变体系 指出图示体系的几何组成为（）。 A．几何体系不变体系 B．机动体系 C．瞬变体系 A 图1.2所示结构作用一个集中力P，当P作用在BCD上不同位置时，A支座的竖向分力（）。 A 图1.2 A．保持不变 B．随作用位置而变 C．无法确定 图1.2所示结构作用一个集中力P，当P作用在BCD上不同位置时，A支座的竖向分力（）。 A A．保持不变
B．随作用位置而变 C．无法确定 图1.2 指出图示结构，弯矩图绘制正确的是（）。 （ （A）（B）（C） 图1.3 C 对下面图示的两个完全相同的结构，而力偶M作用在不同位置，则两结构的支座反力的关系 为（）。 A． 1122 , R R R R '' =≠ B． 1122 , R R R R '' ≠= C． 2 2 1 1 ,R R R R' = ' = C 下面绘制的弯矩图中，正确的是（）。 A． B． C． B 下面桁架结构中，零杆的个数为（）。 A．1个 C
B ．3个 C．4个 下面桁架结构中，零杆的个数为（）。 A．10个 B．11个 C．12个 C 下面结构中，若杆件AB由温度变化发生伸缩，是否会引起结构的力？（） A．会 B．不会 C．无法确定 A 图示原结构，用力法求解时，其基本结构不正确的是（）。 原结构 （ （A）（B）（C） 基本结构 A 指出图1.5所示结构AB杆件的力为（）。 图1.5 A．0 B．-P C．2P B 下面结构中，若支座A发生一个位移，是否会引起结构的力？（） A．会 B．不会 C．无法确定 B 指出下面图示的几何组成体系为（） A．没有多余约束的几何不变体系 B．1个多余约束的几何不变体系 C．几何可变体系 A 不考虑杆件的轴向变形，图1.4所示结构分别用力法和位移法分析时，其未知量的数量（）。 C
二、判断改错题。 1. 位移法仅适用于超静定结构，不能用于分析静定结构。( × ) 2位移法未知量的数目与结构的超静定次数有关。( × ) .3 位移法的基本结构为超静定结构。( × ) 4. 位移法中角位移未知量的数目恒等于刚结点数。（×） 提示：与刚度无穷大的杆件相连的结点不取为角位移未知量。 1. 瞬变体系的计算自由度一定等零。 2. 有多余约束的体系一定是几何不变体系。 1、三刚片用三个铰两两相联不一定成为几何不变体系。（×） 2、对静定结构，支座移动或温度改变不会产生内力。（×） 3、力法的基本体系不一定是静定的。（×） 4、任何三铰拱的合理拱轴不一定是二次抛物线。（×） 5、图乘法不可以用来计算曲杆。（×） 6、静定结构的影响线全部都由直线段组成。（√） 7、多跨静定梁若附属部分受力，则只有附属部分产生内力。（×） 8、功的互等定理成立的条件是小变形和线弹性。（√） 9、力法方程中，主系数恒为正，副系数可为正、负或零。（√） 10.三个刚片用不在同一条直线上的三个虚铰两两相连，则组成的体系是无多余约束的几何不变体系。( √） 三、选择题。 1. 体系的计算自由度W≤0是保证体系为几何不变的 A 条件。 A.必要 B.充分 C.非必要 D. 必要和充分 1、图示结构中当改变B点链杆方向（不能通过A铰）时，对该梁的影响是（ d ） A、全部内力没有变化 B、弯矩有变化 C、剪力有变化 D、轴力有变化
2、图示桁架中的零杆为（ b ） A 、DC, EC, DE, DF, EF B 、DE, DF, EF C 、AF, BF, DE, DF, EF D 、DC, EC, AF, BF 4、右图所示桁架中的零杆为（ b A 、CH BI DG ,, B 、DG DE ,, C 、AJ BI BG ,, D 、BI BG CF ,, 5、静定结构因支座移动，（ b ） A 、会产生内力，但无位移 B 、会产生位移，但无内力 C 、内力和位移均不会产生 D 、内力和位移均会产生 7、下图所示平面杆件体系为（ b ） A 、几何不变，无多余联系 B 、几何不变，有多余联系 C 、瞬变体系 D 、常变体系
概念题 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，这与集中质量法相同。
一．是非题（将判断结果填入括弧：以O 表示正确，X 表示错误）（本大题分4小题，共 11分） 1 . (本小题 3分) 图示结构中DE 杆的轴力F NDE =F P /3。（ ）. 2 . (本小题 4分) 用力法解超静定结构时，只能采用多余约束力作为基本未知量。 （ ） 3 . (本小题 2分) 力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比，它与外因无关。（ ） 4 . (本小题 2分) 用位移法解超静定结构时，基本结构超静定次数一定比原结构高。 （ ） 二．选择题（将选中答案的字母填入括弧内）（本大题分5小题，共21分） 1 （本小题6分） 图示结构EI=常数，截面A 右侧的弯矩为：（ ） A ．2/M ； B ．M ； C ．0； D. )2/(EI M 。 2. （本小题4分） 图示桁架下弦承载，下面画出的杆件内力影响线，此杆件是：（ ） Ａ.ch; B.ci; C.dj; D.cj. 2
3. (本小题 4分) 图a 结构的最后弯矩图为： A. 图b; B. 图c; C. 图d; D.都不对。（ ） ( a) (b) (c) (d) 4. (本小题 4分) 用图乘法求位移的必要条件之一是： A.单位荷载下的弯矩图为一直线； B.结构可分为等截面直杆段； C.所有杆件EI 为常数且相同； D.结构必须是静定的。 ( ) 5. （本小题3分） 图示梁A 点的竖向位移为（向下为正）：( ) Ａ．F P l 3 /(24EI); B. F P l 3 /(!6EI); C. 5F P l 3 /(96EI); D. 5F P l 3 /(48EI). 三（本大题 5分）对图示体系进行几何组成分析。 F P =1
. .. . 院（系） 建筑工程系 学号 三明学院 姓名 . 密封线内不要答题 密封…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 结构力学试题答案汇总 一、选择题(每小题3分,共18分) 1. 图 示 体 系 的 几 何 组 成 为 ： （ A ） A. 几 何 不 变 ， 无 多 余 联 系 ； B. 几 何 不 变 ， 有 多 余 联 系 ； C. 瞬 变 ； D. 常 变 。 （第1题） （第4题） 2. 静 定 结 构 在 支 座 移 动 时 ， 会 产 生 ： （ C ） A. 力 ； B. 应 力 ； C. 刚 体 位 移 ； D. 变 形 。 3. 在 径 向 均 布 荷 载 作 用 下 ， 三 铰 拱 的 合 理 轴 线 为： （ B ） A ．圆 弧 线 ； B ．抛 物 线 ； C ．悬 链 线 ； D ．正 弦 曲 线 。 4. 图 示 桁 架 的 零 杆 数 目 为 ： （ D ） A. 6； B. 7； C. 8； D. 9。 5. 图 a 结 构 的 最 后 弯 矩 图 为 ： （ A ） A ．图 b ； B ．图 c ； C ．图 d ； D ．都不 对 。 6. 力 法 方 程 是 沿 基 本 未 知 量 方 向 的 ： （ C ） A ．力 的 平 衡 方 程 ； B ．位 移 为 零 方 程 ； C ．位 移 协 调 方 程 ； D ．力 的 平 衡 及 位 移 为 零 方 程 。
. .. . 二、填空题（每题3分,共9分） 1.从 几 何 组 成 上 讲 ， 静 定 和 超 静 定 结 构 都 是___几何不变____体 系 ， 前 者___无__多 余 约 束 而 后 者____有___多 余 约 束 。 2. 图 b 是 图 a 结 构 ___B__ 截 面 的 __剪力__ 影 响 线 。 3. 图 示 结 构 AB 杆 B 端 的 转 动 刚 度 为 ___i___, 分 配 系 数 为 ____1/8 ____, 传 递 系 数 为 ___-1__。 三、简答题（每题5分，共10分） 1.静定结构力分析情况与杆件截面的几何性质、材料物理性质是否相关？ 为什么？ 答：因为静定结构力可仅由平衡方程求得，因此与杆件截面的几何性质无关，与材料物理性质也无关。 2.影响线横坐标和纵坐标的物理意义是什么？ 答：横坐标是单位移动荷载作用位置，纵坐标是单位移动荷载作用在此位置时物理量的影响系数值。 四、计算分析题，写出主要解题步骤(4小题,共63分) 1.作图示体系的几何组成分析（说明理由），并求指定杆1和2的轴力。（本题16分） （本题16分）1.因为w=0 所以本体系为无多约束的几何不变体系。（4分） F N1=- F P （6分）； F N2= P F 3 10（6分） 。 2.作 图 示 结 构 的 M 图 。（本题15分）
习题及参考答案 【习题2】【习题3】【习题4】【习题5】【习题6】【习题8】【习题9】【习题10】【习题11】【习题12】【习题13】【习题14】【参考答案】 习题2 2-1～2-14试对图示体系进行几何组成分析，如果是具有多余联系的几何不变体系，则应指出多余联系的数目。 题2-1图 题2-2图 题2-3图题2-4图题2-5图 题2-6图题2-7图题2-8图 题2-9图题2-10图题2-11图
题2-12图 题2-13图 题2-14图 习题3 3-1 试作图示多跨静定梁的M 及Q 图。 (b) (a) 20kN 10kN 40kN 20kN/m 40kN 题3-1图 3-2 试不计算反力而绘出梁的M 图。 (b) 5kN/m 40kN (a) 题3-2图 习题4 4-1 作图示刚架的M 、Q 、N 图。 (c) (b)(a)20kN /m 2kN /m 题4-1图 4-2 作图示刚架的M 图。
P (e) (d) (a) (b) (c) 20k N /m 4kN 题4-2图 4-3 作图示三铰刚架的M 图。 (b) (a) 题4-3图 4-4 作图示刚架的M 图。 (a) 题4-4图 4-5 已知结构的M 图，试绘出荷载。
(b) (a) 题4-5图 4-6检查下列刚架的M图，并予以改正。 (e)(g)(h) P (d) (c) (a)(b) (f) 题4-6图 习题5 5-1图示抛物线三铰拱轴线方程x x l l f y) ( 4 2 - =，试求D截面的内力。 题5-1图 5-2带拉杆拱，拱轴线方程x x l l f y) ( 4 2 - =，求截面K的弯矩。
《结构力学》复习思考题 一、单项选择题 题干答案指出图示体系的几何组成为（）。 A A．几何不变体系 B．机动体系 C．瞬变体系 指出图1.1所示体系的几何组成为（）。 A 图1.1 A．几何不变体系 B．机动体系 C．瞬变体系 指出图示体系的几何组成为（）。 A．几何体系不变体系 B．机动体系 C．瞬变体系 A 图1.2所示结构作用一个集中力P，当P作用在BCD上不同位置时，A支座的竖向分力（）。 A 图1.2 A．保持不变
B ．随作用位置而变 C ．无法确定 图1.2所示结构作用一个集中力P ，当P 作用在BCD 上不同位置时，A 支座的竖向分力（ ）。 A ．保持不变 B ．随作用位置而变 C ．无法确定 图1.2 A 指出图示结构，弯矩图绘制正确的是（ ）。 （ （A ） （B ） （C ） 图1.3 C 对下面图示的两个完全相同的结构，而力偶M 作用在不同位置，则两结构的支座反力的关系为（ ）。 A ．1122,R R R R ''=≠ B ．1122 ,R R R R ''≠= C ．2211,R R R R '='= C 下面绘制的弯矩图中，正确的是（ ）。 A ． B
B． C． 下面桁架结构中，零杆的个数为（）。 A．1个 B．3个 C．4个 C 下面桁架结构中，零杆的个数为（）。 A．10个 B．11个 C．12个 C 下面结构中，若杆件AB由温度变化发生伸缩，是否会引起结构的内力？（） A．会 A B．不会 C．无法确定
对于同一结构的以下图示两种状态，其位移与力的之间关系为（）。 A． 22 2 11 1 ? = ?F F B． 12 2 21 1 ? = ?F F C． 21 2 12 1 ? = ?F F C 图示原结构，用力法求解时，其基本结构不正确的是（）。 原结构 （ （A）（B）（C） 基本结构 A 指出图1.5所示结构AB杆件的内力为（）。 图1.5 A．0 B．-P C．2P B 下面结构中，若支座A发生一个位移，是否会引起结构的内力？（） A．会 B．不会 C．无法确定 B
结构力学试卷答案
试卷1 一、是非题（每题2分，共10分） 1．功的互等定理仅适用于线性变形体系。() 2. 对图2中a图所示桁架用力法计算时，取图b作为基本体系(杆AB被去掉),则 其典型方程为：。（） 图2 图3 3．图3所示梁在一组移动荷载组作用下，使截面K产生最大弯矩的最不利荷载 位置如图（a）所示。（） 4. 图示结构用位移法求解时，基本未知量数目为3，用力法求解，则基本未 知量 数目为5。（） 5.位移法典型方程的右端项一定为零。（） 二、填空题（共18分） 1．图1所示体系是________________体系，它有______个多余约束。（4分） 图1 图2 2．图2所示桁架杆1的内力为。（4分）
3．力法方程中柔度系数代表，自由项代 表。（4分） 4．已知荷载作用下结构的M图如图所示，画出其剪力图。（6分） 图4 M图 Q图 三、作图示结构的M、Q图。d=2m。（20分） 四、用力法计算，并作图示对称结构M图。EI=常数。（20分） 五、用位移法计算图示刚架，并画出M图。（20分）
3、水建） 4．（6分）正负号各1分 三、（20分） 支座反力20KN→, 10KN↑, 20KN↓, 10KN↑每个图形10分，每根 杆2分
系数： ;3/23 11EI l =δ （2分） ;24/4 IP EI ql -=? （2分） 解得： 16/1ql X = （1分） 最后弯矩图 M 图 (P l / 304) （ 4分 ） （ 2分 ） M P 图（ 2分 ） i r 1011= , l i r r 62112-== ,, 15222 l i r =P P R P R 165 2 , 01 -==, （6分 ）
结构力学（祁皑）课后习题详细答案 答案仅供参考 解 原体系依次去掉二元体后，得到一个两铰拱（图（ a-1））。因此，原体系为 几 何不变体系，且有一个多余约束。 1- 1 (b) 解 原体系依次去掉二元体后， 得到一个三角形。因此，原体系为几何不变体系, 且无多余约束。 1-1 （c ） (b-1) 1-1分析图示体系的几何组成。 (b )
2—— (c-3) 解 原体系依次去掉二元体后， 得到一个三角形。因此，原体系为几何不变体系, 且无多余约束。 1-1 （d ） 解 原体系依次去掉二元体后，得到一个悬臂杆，如图（ d-1）-（d-3）所示。因 此，原体系为几何不变体系，且无多余约束。注意：这个题的二元体中有的是变了形 的，分 析要注意确认。 解 原体系去掉最右边一个二元体后，得到（ e-1 ）所示体系。在该体系中，阴影 所示的刚片与支链杆 C 组成了一个以 C 为顶点的二元体，也可以去掉，得到（ e-2） 所示体系。在图（e-2）中阴影所示的刚片与基础只用两个链杆连接，很明显，这是一 个几何 可变体系，缺少一个必要约束。因此，原体系为几何可变体系，缺少一个必要 约束。 1-1 （f ） 解原体系中阴影所示的刚片与体系的其它部分用一个链杆和一个定向支座相 连，符合几何不变体系的组成规律。因此，可以将该刚片和相应的约束去掉只分析其 余部分。很明显，余下的部分（图（ f-1 ））是一个几何不变体系，且无多余约束。因 此，原体系为几何不变体系，且无多余约束。 1-1 (g) (c-2) (d-3) （e-2）
——3—— H (g-2) 解原体系中阴影所示的刚片与体系的其它部分用三个链杆相连，符合几何不变 体系的组成规律。因此，可以将该刚片和相应的约束去掉，只分析其余部分。余下的 部分（图（g-1））在去掉一个二元体后，只剩下一个悬臂杆（图（ g-2））。因此，原 体 系为几何不变体系，且无多余约束。 1-1 （h ） 解原体系与基础用一个铰和一个支链杆相连，符合几何不变体系的组成规律。 因此，可以只分析余下部分的内部可变性。这部分（图（ h-1））可视为阴影所示的两 个刚片用一个杆和一个铰相连，是一个无多余约束几何不变体系。因此，原体系为几 何不变体 系，且无多余约束。 解 这是一个分析内部可变性的题目。 上部结构中，阴影所示的两个刚片用一个 铰和一个链杆相连（图（i-1 ））。因此，原体系为几何不变体系，且无多余约束。 (g ) (g-1) (h )