结构力学课程(专本套读)学习指导书
第一章 绪论
(一)本章学习目标:
1、了解结构力学的任务,与其他课程间的关系及常见杆件结构的类型。
2、掌握结构计算简图的概念和确定计算简图的原则。
3、掌握杆件结构的支座分类及结点分类。
(二)本章重点、要点:
1、识记:各种支座能产生的反力,全铰与半铰的区别,计算简图的含义,确定计算简图的原则。
2、领会:铰结点、刚结点和组合结电的特点。
第二章 平面体系的几何组成分析
(一)本章学习目标:
1、理解几何不变体系、几何可变体系、刚片、自由度和计算自由度、约束等概念并理解瞬变体系和常变体系的区别。
2、掌握无多余约束的几何不变体系的几何组成规则,并能运用这些规则正确地判断体系是否属于几何不变的。
3、熟练掌握常见的简单体系的几何组成分析。
4、理解体系的几何特性与静力特性。
(二)本章重点、要点:
1、识记:几何不变体系、几何可变体系的概念;常变体系、瞬变体系的概念;可用作建筑结构的体系;自由度、刚片、约束的概念;把复铰折算成单铰的算式;无多余约束的几何不变体系的组成规则;二元体的概念。
2、领会:点与刚片的自由度;连杆、单铰的约束作用;虚铰的概念及其约束作用。静定结构的几何特性和静力特性。
3、简单应用:体系的几何组成分析。
(三)本章
或思考题:
1、单项选择题
1-1、已知某体系的计算自由度W=-3,则体系的
( )
A 多余约束数≥3
B 自由度=0
C 多余约束数=3
D 自由度=3
1-2、将三刚片组成无多余约束的几何不变体系,必要的约束数目是几个
( )
A 2
B 3
C
4
D 6
1-3、三刚片组成无多余约束的几何不变体系,其联结方式是
( )
A 以任意的三个铰相联
B 以不在一条线上三个铰相联
C 以三对平行链杆相联
D 以三个无穷远处的虚铰相联
1-4、瞬变体系在一般荷载作用下
( )
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
1-5、从一个无多余约束的几何不变体系上去除二元体后得到的新体系是
( )
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 几何可变体系 D 几何瞬变体系
2、对图示体系进行几何组成分析。。
第三章 静定结构的内力计算
(一)本章学习目标:
1、熟练掌握支座反力计算、截面内力计算;绘制内力图的基本
。
2、会利用微分关系及结点平衡条件简化内力图的绘制;会运用叠加法绘制弯矩图;
3、了解多跨静定梁、主从刚架的组成特点和受力特点及内力计算和内力图的绘制。
4、绘制弯矩图有许多技巧,都要掌握。但最重要的是掌握截面内力计算、会恰当选取分离体和平衡方程计算静定结构的内力。如何选取视具体情况(结构情况、荷载情况)而定。当不知如何下手时,宜考察结构的几何组成。
5、理解拱的受力特点及拱结构的优点和缺点。掌握三铰拱截面内力图的计算。
6、了解桁架的受力特点及按几何组成分类。了解几种梁式桁架的受力特点。
7、运用结点法和截面法计算桁架中指定杆的内力。会找出桁架中的零杆。
(二)本章重点、要点:
1、多跨静定梁和刚架的支座反力的计算、指定截面内力计算。
2、绘制多跨静定梁和刚架的内力图,尤其是弯矩图的绘制要十分的熟练。
3、内力图的形状特征和绘制弯矩图的叠加法。
4、三铰拱的反力计算和指定截面内力计算。三铰拱合理拱轴线的概念。
5、运用截面法计算桁架中指定杆的内力及找出桁架中的零杆。
(三)本章练习题或思考题:
1、单项选择题
1-1、设Mamax、Mbmax、Mcmax分别为图示三根梁中的最大弯矩,它们之间的关系为( )
A
Mamax>Mbmax>Mcmax
B
Mamax
Mbmax=Mcmax
D
Mamax答案是
A
⑴⑵
B
⑴⑶
C
⑵⑷
D
⑴⑵⑶⑷
1-3单元刚度矩阵表示的是那两组量之间的关系?
( )
A
杆端位移与结点位移
B
杆端力与结点位移
C
结点荷载与结点位移
D
杆端力与杆端位移
1-4图示单元变形情况下产生的六个杆端里组成了单元刚度矩阵中的那些元素?( )
A
第三行
B
第六列
C
第三列
D
第四行
1-5 图示单元的单元刚度矩阵是奇异矩阵的是
( )
1-6 一般单元的单元刚度矩阵的行列式的值
( )
A
大于零
B
小于零
C
等于零
D
任意有理数
第八章 结构动力学
(一)本章学习目标:
1、掌握单自由度体系的自由振动,单自由度体系的受迫振动。
2、两个自由度体系的自由振动,主振型及主振型的正交性。无
3、阻尼对振动的影响。
(二)本章重点、要点:
1、单自由度体系的自由振动和简谐荷载作用下的受迫振动。
2、用柔度法和刚度法计算两个自由度体系的自由振动的频率和振型并验算主振型的正交性。
3、共振的概念和阻尼对振动的影响等概念。
(三)本章练习题或思考题:
1、单项选择题
1-1结构动力计算的基本未知量是 ( )
A 质点位移
B 结点位移
C 多余未知力
D 杆端弯矩
1-2无阻尼单自由度体系的自由振动方程:
。则振幅ymax= ( )
1-3图示四结构,柱子的刚度、高度相同,横梁刚度为无穷大,质量集中在横梁上。它们的自振频率自左至右分别为
,那么它们的关系是
( )
1-4无阻尼单自由度体系在简谐荷载作用下,共振时与动荷载相平衡的是
( )
A
弹性恢复力
B
惯性力
C
惯性力与弹性力的合力
D
没有力
1-5如果体系的阻尼数值增大,下列论述错误的是 ( )
A 自由振动的振幅衰减速度加快
B 自振周期减小
C 动力系数减小
D 位移和简谐荷载的相位差变大
1-6 在低阻尼体系中不能忽略阻尼对什么的影响?
( )
A
频率
B
周期
C
振幅
D
主振型
2、求图示体系的频率和主振型,并演算主振型正交性。
3、求图示体系的频率和主振型,并验算主振型正交性。
4、求图示体系的频率和主振型,并验算主振型正交性。
5、求图示体系的频率和主振型,并验算主振型正交性。
练习题答案
第二章 几何组成分析
1、1-1、A
1-2、D
1-3、B
1-4、C
1-5、A
2、2-1
无多余约束的几何不变体系
2-2 几何常变体系
2-3
几何瞬变体系
2-4
2-5
无多余约束的几何不变体系
第三章 静定结构内力计算
1、1-1、D
1-2、A
1-3、B
1-4、D
1-5、D
1-6、D
1-7、B
1-8、A
1-9、D
1-10、C
1-11、A
1-12、A
1-13、D
1-14、D
1-15、B
1-16、C
1-17、C
1-18、C
1-19、D
1-20、C
1-21、A
2、
3、
4、
第四章 静定结构的位移计算
1、
1-1、D
1-2、C
1-3、C
1-4、B
1-5、A
2、
3、
4、
5、
第五章 超静定结构的内力和位移计算
1、
1-1、A
1-2、B
1-3、C
1-4、B
1-5、C
1-6、B
1-7、C
1-8、C
1-9、A
1-10、A
1-11、B
1-12、D
1-13、D
1-14、B
1-15、C
1-16、D
1-17、A
2、
4、
5、
EMBED Equation.3
,
7、
8、
9、
10、
11、
12、
第六章 移动荷载作用下的结构计算
1、
1-1、B
1-2、A
1-3、D
1-4、C
1-5、D
2、
第七章 矩阵位移法
1、
1-1、D
1-2、A
1-3、D
1-4、B
1-5、B
1-6、C
第八章 结构动力计算
1、
1-1、A
1-2、C
1-3、A
1-4、D
1-5、B
1-6、C
2、
3、
4、
5、
a
q
a
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
题1-17图
a
a
(K
a
K
q
a
a
a
a
a
题3-6答图
题2-4答图
题2-3答图
题2-4图
题2-3图
题3-5答图
16kN.m
4kN.m
4kN.m
16kN.m
题3-5图
2kN/m
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
4kN.m
2m
2m
4m
题3-4图
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
2a
a
a
a
q
题3-4答图
题3-3答图
qa2/2
qa2/2
2a
a
a
a
50kN.m
2m
题3-3图
50kN.m
50kN
2m
2m
20kN/m
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
3m
3m
题3-2答图
4kN.m
4kN.m
4kN.m
2m
3m
3m
题1-9图
题1-8图
3kN/m
4kN
12kN.m
Pa
P
↓↓↓↓↓
C
4m
2m
4m
C
2a
a
2a
C
B
C
B
A
C
C
B
B
C
题1-7图
C
B
D
( )
A
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓m
m
( )
m
( )
↓
题2-1图
↑
题1-6图
C
B
D
( )
↑
A
↓↓↓↓↓↓↓ ↓↓↓↓↓↓m
↑
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
q
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
C
a
a
a
a
a
q
抛物线
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
l=a×6
题1-5图
P
C
a/2
a/2
a
a
题1-3图
B
M
MA
C
MB
MA
� EMBED Equation.3 ���
题1-2图
B
MB
MA
� EMBED Equation.3 ���
A
MB
l
� EMBED Equation.3 ���
MA
� EMBED Equation.3 ���
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
(c)
(b)
(a)
题1-1图
题2-5图
M
l
� EMBED Equation.3 ���
q
l1
MB
MA
D
q
l
� EMBED Equation.3 ���
q
l
� EMBED Equation.3 ���
q
MB
题2-4图
题2-2图
题2-3图
� EMBED Equation.3 ���
3P/4
B
A
3
2
1
a
a
a
a
a
题1-14图
a
a
P
2m
3m
题2-2答图
20
2kN/m
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
4kN.m
2m
2m
4m
20
40
题3-2图
题2-2图
20kN
60kN.m
2m
2m
2m
2m
4m
题3-1答图
题3-6图
题2-1答图
40kN.m
题3-1图
题2-1图
10
6
4kN.m
qa2/8
qa2
qa
qa2
↓↓↓↓↓↓↓↓
q
2kN/m
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
4kN.m
2m
2m
4m
a
a
a
a
a
qa
2a
qa2
↓↓↓↓↓↓↓↓
q
题1-10图
6m
3m
题6答图
3m
2P
2m
4m
P
题1-13图
q
抛物线
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
题1-12图
B
A
D
C
a
a
a
a
P
P
P
P
a
a
a
a
a
P
P
P
P
a
a
a
a
a
a
a
30
+
M
1
1
7Pl/10
Pl
13Pl/10
3Pl/10
7Pl/10
题6图
题5图
题3答图
X2
� EMBED Equation.DSMT4 ���
题3图
题2图
16kN
4m
3m
3m
X1
1
a
a
a
题1-11图
2a
P
题1-20图
2m
K
E
-
+
I.L.RA
D
B
A
F
C
I.L.ME
2m
-
-
2m
2m
2m
-
1
2m
2m
2m
2m
题1-5图
(b)
(a)
D
K
B
C
A
P=1
1
题1-4图
a
题4图
题5图
A
B
(b)
题1-5图
(a)
l
EI
EI
题3图
+
I.L.QC右
I.L.MK
1m
-
+
题1-21图
B
A
P3
P2
P1
P4
2
题1-3图
B
A
-
+
+
题1-1图
(b)
题1-2图
(a)
1
+
I.L.RE
I.L.QK
1
-
+
2
2
-
+
I.L.RC
题1-1图
A
B
P=1
m=1
m=1
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
(a)
(b)
θ1
P1=1
m2=1
Δ1
Δ3
θ2
θ4
题1-2图
32kN/m
题1-17图
C
题9答图
30
+
5
25
10
15
(b)
M
(kN.m)
题11答图
题1-3图
3m
l
P=1/l
P=1/l
A
B
题1-7图
基本结构
D
l
l
EI
EA
P
题1-4图
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
� EMBED Equation.3 ���
l
题1-5图
l
(a)
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
C
A
B
P
l
(b)
� EMBED Equation.3 ���
C
A
B
P
l
l
l
q
EA
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
3m
题2图
B
24
题1-12图
B
A
D
C
12
题10答图
h
题1-3图
P2=1
题15答图
题10图
题9图
16kN/m
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
i
i
i
3m
3m
2m
2m
4m
4m
4m
30kN
30kN
q=15kN/m
↓↓↓↓↓↓↓↓
q=15kN/m
↓↓↓↓↓↓↓↓
(a)
(a)
D
C
B
h
2P
P
EI
EI
EI
EI
EI=∞
EI=∞
题1-2图
i
i
i
i
A
题1-3图
q
↑↑↑↑↑↑↑↑↑
EI=常数
l
l
q
(b)
15ql2/92
9ql2/92
↑↑↑↑↑↑↑↑↑
M (kN.m)
11ql2/46
l
B
A
D
C
B
A
i
i
i
21
20kN/m
5kN/m
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
↓↓↓↓↓↓↓↓
C
题1-15图
51.4kN.m
B
A
i
i
θ=1
题1-16图
C
B
i1
i
A
3m
6m
6m
4m
22kN/m
↓↓↓↓↓↓↓↓
题13图
题14图
4m
4m
4m
1m
10kN
D
E
B
A
C
24kN/m
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
42
78
题14答图
题13答图
48
22.5
18
39
13kN.m
题15图
题5图
P2=1
题4图
P2=1
题3图
P2=1
题2图
P2=1
EI
EI
m
l
l
EI
EI
EI
m2=m
m1=m
l
l
l
m/2
EI
EI
EI
m2=m
m1=m
l
l
l
1
2
题1-4图
A
B
C
D
题1-5图
题1-1图
(d)
(c)
(b)
(a)
题1-19图
题1-18图
PAGE
20
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