2020年新編土木工程力學形成性考核冊帶答案名師精品資料

1、土木工程力學（本）形成性考核冊 作業(yè)一 一、選擇題（每小題 2 分，共 20分） 1 三剛片組成幾何不變體系的規(guī)則是（ B ） A 三鏈桿相聯(lián)，不平行也不相交于一點 B 三鉸兩兩相聯(lián)，三鉸不在一直線上 C 三鉸三鏈桿相聯(lián)，桿不通過鉸 D 一鉸一鏈桿相聯(lián)，桿不過鉸 2在無多余約束的幾何不變體系上增加二元體后構(gòu)成（C ） A 可變體系 B 瞬變體系 C 無多余約束的幾何不變體系 D 有多余約束的幾何不變體系 3瞬變體系在一般荷載作用下， （ C ） A 產(chǎn)生很小的內(nèi)力 B 不產(chǎn)生內(nèi)力 C 產(chǎn)生很大的內(nèi)力D 不存在靜力解答 4已知某體系的計算自由度 W=-3，則體系的（ D ） A 自由度為 3 B

2、 自由度等于 0 C 多余約束數(shù)等于 3 D 多余約束數(shù)大于等于 3 5不能作為建筑結(jié)構(gòu)使用的是（D ） A無多余約束的幾何不變體系 B有多余約束的幾何不變體系 C 幾何不變體系 D 幾何可變體系 6圖示桁架有幾根零桿（D ） A 0 B 2 C 4 D 6 7下圖所示結(jié)構(gòu)的彎矩圖形狀應為（ A） D 8圖示多跨靜定梁的基本部分是（B ） A AB 部分 B BC 部分 C CD 部分 D DE 部分 A B C D E 9 荷載作用下產(chǎn)生桁架位 移的主要原因是（ A ） A 軸向變形 B 彎曲變形 C 剪切變形 D 扭轉(zhuǎn)變形 10三鉸拱在集中力作用下其合理拱軸線形狀是（D ） A 折線 B

3、圓弧 C 雙曲線 D 拋物線 二、判斷題（每小題 2 分，共 20分） 1多余約束是體系中不需要的約束。 （ ） 2如果體系的計算自由度大于零，那么體系一定是幾何可變體系。（ ） 3兩根鏈桿的約束作用相當于一個單鉸。 （ ） 4一個體系是有 n 個自由度的幾何可變體系，那么加入 n 個約束后就成為無多余約束 的幾何不變體系。 （ ） ） （） 5兩剛片用三鏈桿相聯(lián)，且三鏈桿平行不等長，則構(gòu)成瞬變體系。 6圖示兩個單跨梁，同跨度同荷載。但橫截面形狀不同，故其內(nèi)力也不相同。 7三鉸拱的矢高 f 越大，水平推力也越大。 （ ） 8求桁架內(nèi)力時截面法所截取的隔離體包含兩個或兩個以上的結(jié)點。（ ） 9某

4、荷載作用下桁架可能存在零桿，它不受內(nèi)力，因此在實際結(jié)構(gòu)中可以將其去掉。 ） 10 試判斷下列彎矩圖是否正確。 （ ） 題2-7圖 、試對圖示平面體系進行幾何組成分析。 每小題 5 分， 共 20 分） 1解：由二元體分析法 題2-10圖 原結(jié)構(gòu)是一個無多余約束的幾何不變體系。 2解：由二元體分析法 原結(jié)構(gòu)是一個無多余約束的幾何不變體系。 3解：顯然，體系是具有兩個多余約束的幾何不變體系。 4解：由三剛片規(guī)則，可知體系是無多余約束的幾何不變體系。 四、繪制下圖所示各結(jié)構(gòu)的彎矩圖。 （每小題 10 分，共 30 分） 1 20k 10kN/ 10kN/ 作彎矩圖如下： 2 3 解： 作彎矩圖如下：

5、 A D 40kN A D 40kN 20kN/ 2m 2m 2m 2m 4m M 圖( kN m) A B a a a a 解：求支座反力 由M A = 0 FB 4a FP 2a FP 3a 0 5FP FB4P ( ) 由Fy = 0 FA4P ( ) 用 -截面將桁架截開，保留右邊部分，受力如圖： 由Fy = 0 5 FP a FN3 a FN1 cos45 a 0 4 3 FN3FP （拉） 2 取結(jié)點 C 為研究對象，作受力圖如下： FN4 1 2 3 4 5 顯然： FN2FP （壓） 、選擇題（每小題 2分，共 10 分） 用力法計算超靜定結(jié)構(gòu)時， A 桿端彎矩 C 結(jié)點線位移

6、 力法方程中的系數(shù) FP C FN4 FN2 作業(yè) 其基本未知量為（ 結(jié)點角位移 多余未知力 ij 代表基本體系在 X j C X i 方向的位移 在力法方程的系數(shù)和自由項中（ A ij 恒大于零 C ji 恒大于零 D） 1 作用下產(chǎn)生的（ C ） Xj Xj 方向的位移 B） ii 恒大于零 iP 恒大于零 下列哪一條不是圖乘法求位移的適用條件？（ D ） A 直桿 B EI 為常數(shù) CMP、 M 至少有一個為直線形 D MP 、M 都必須是直線形 下圖所示同一結(jié)構(gòu)在兩種不同荷載作用下，它們之間的關系 A A 點的水平位移相同 C C 點的水平位移相同 是（ D ） C 點的水平位移相同

7、BC 桿變形相同 EI EA C EI EA 二判斷題（每小題 2 分，共 10分） 1靜定結(jié)構(gòu)由于支座移動引起的位移與剛度無關。（ ） 2反力互等定理僅對超靜定結(jié)構(gòu)才有使用價值。（ ） 3用力法求解超靜定剛架在荷載和支座移動作用下的內(nèi)力，只需知道各桿剛度的相對值。 （ ） 4同一結(jié)構(gòu)的力法基本體系不是唯一的。 （ ） 5用力法計算超靜定結(jié)構(gòu)，選取的基本結(jié)構(gòu)不同，則典型方程中的系數(shù)和自由項數(shù)值也不 同。（ ） PM.計篩圖示剛架結(jié)點 C 的水平位移利轉(zhuǎn)九，數(shù)。 cpnnjningH 1. u n c點水卡位移 M： （ 1 作 M,圖 (2)作K1圖1 （3）計算C點水平位移 丄 xxlqPx

8、lxl = (- Cx EI 3822 48EI 2.計算C點轉(zhuǎn)角 （1） Mp圖同上 （2）作M圖 （3）計算C點轉(zhuǎn)角 %=丄 x2!xlqPxlxl = EI 382 24EI 五、試求圖示剛架點D的豎向位移，EI二常數(shù)。 1/2 （3） if w D點豎向位移 29耳I 48EI (i) 六.求圖示桁架結(jié)點B的豎向位移.已知桁架各桿的EA=21xlO4 kNo 六、 求圖示桁架結(jié)點 B 的豎向位移，已知桁架各桿的 EA= 21104kN 。（9 分） 3m 3m 3m 3m 4 4=16m 40KN -3/4 -60 40KN 50 4m 30 3m 3m 3m 3m 3m 3m 80K

9、N 5 DV DV -50 3m -50 50 30 1030 EA 七、確定下列結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)。 （ 4 分） 1 -5/8 5/8 5/8 -5/8 3/8 3/8 P=1 N1圖 1次 5次 (a) (b) 2次 7次 40kN A B C 4m BA 6m M1圖 解： M圖 1.選取基本結(jié)構(gòu)，確定基本未知量（ 2. 建立力法方程： 11 X1 1P 3. 繪 M1圖和 M P圖，求系數(shù)和自由項， 128 11 11 4 4 4 2 11 EI 3 3EI 1P 1 1 40 4 1 4 EI 2 2 160 EI 4.解力法方程，求出未知量 132E8I X1 160 0; EI

10、X1 15 5繪彎矩圖 九、用力法計算下列剛架，并作彎矩圖。 EI 為常數(shù)。（10 分） 6kN 求系數(shù)和自由項， 十、用力法計算圖示結(jié)構(gòu)，作彎矩圖。鏈 桿 EA。（ 10 分） 2m 4I 4I 6m 4I 4I 基本結(jié)構(gòu) 解： 1.選取基本結(jié)構(gòu)，確定基本未知量（切斷大鏈桿CD，取其軸力為 X 1）如上右圖。 2. 建立力法方程： 11 X11P 0 3. 繪M1圖和M P圖，求系數(shù)和自由項， 16 1P (2 6P 8 2 6P) 1P 4EI 6 27P EI 11 EI 23 3 1 6(2 22 2 82 2 8 2) 2 4EI 6 268 89.33 3EI EI 圖乘時注意要分

11、段） M1圖 C 2 6P MP圖 4.解力法方程，求出未知量 26827P4 X10; 3EIEI 5繪彎矩圖 27P 3EI 81 X1P 0.302P ET 268 268 一、利用對稱性計算圖示剛架，并繪制彎矩圖。 10 分） q 解： 1.利用對稱性，簡化為下左圖，選取基本體系為下右圖。 2. 建立力法方程l ： l 11X11P 0 3EI 3. 繪M1圖和 MEIP圖，求系數(shù)和自由項， X1=1 M 1圖 1 l 3 1 3 2l3 11 l3 EI 3 3EI 3EI 1P 1 1 ql 2 ll ql4 3EI 32 18EI 圖乘時注意各桿件的抗彎剛度不同 4. 解力法方程

12、，求出未知量 23le3 X1 1q8lE4I 3e 1 18EI 5繪彎矩圖 2 5ql 作業(yè)三 一、選擇題（每小題 2 分，共 10分） 1 位移法典型方程實質(zhì)上是（ A ） A 平衡方程 B 位移條件 C 物理關系 D 位移互等定理 2位移法典型方程中的系數(shù) kij 代表 j 1 在基本結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的（C ） A i B j C 第 i 個附加約束中的約束反力 D 第 j 個附加約束中的約束反力 3用位移法計算剛架，常引入軸向剛度條件，即“ 受彎直桿在變形后兩端距離保持 不變 ”。此結(jié)論是由下述假定導出的（ D ） A忽略受彎直桿的軸向變形和剪切變形 B彎曲變形是微小的 C變形后桿件截面仍

13、與變形曲線相垂直 D假定 A 與 B 同時成立 4在力矩分配法中傳遞系數(shù) C 與什么有關（ D ） A 荷載 B 線剛度 C 近端支承 D 遠端支承 5匯交于一剛結(jié)點的各桿端彎矩分配系數(shù)之和等于（A ） A 1 B 0 C 1/2 D -1 二、判斷題（每小題 2 分，共 10分） 1位移法可用來計算超靜定結(jié)構(gòu)也可用來計算靜定結(jié)構(gòu)。 b 所示。（ 2圖 a 為一對稱結(jié)構(gòu)，用位移法求解時可取半邊結(jié)構(gòu)如圖 圖a 圖b 3. 用位移法計算荷載作用下 的超靜定結(jié)構(gòu)時， 采用各桿的相對 剛度進行計算，所得到的節(jié)點位移不是結(jié)構(gòu)的真正位移，求出的內(nèi)力是正確的。 （ ） 4在多結(jié)點結(jié)構(gòu)的力矩分配法計算中，可以

14、同時放松所有不相鄰的結(jié)點以加速收斂速 度。（ ） 5力矩分配法適用于連續(xù)梁和有側(cè)移剛架。 （ ） 三、 用位移法計算圖示連續(xù)梁，并繪出彎矩圖。各桿 EI 相同且為常數(shù)。（10 分） 解：（1）選取基本結(jié)構(gòu)如下圖所示， 1 為基本未知量。 基本結(jié) 2）寫出位移法方程如下： k11 1+ F1P= 0 3）計算系數(shù) k11 及自由項 F1P 40 F1P =kN m 3 4）求解位移法基本未知量 將系數(shù)及自由項代入位移法方程， F1P k11 40 3 14i 20 21i 5）作 M 圖 四、 用位移法計算圖示剛架，并繪制彎矩圖。 （10 分） 解： 2） 3） A 2EI B 2EI C 2E

15、I EI EI E F 30kN/m D 4 4 15k 1）選取基本結(jié)構(gòu)如下圖所示， 1、2 為基本未知量。 寫出位移法方程如下： k111+ k12 2+ F1P= 0 k21 1+ k 22 2+ F 2P= 0 計算系數(shù)及自由項 D 令 i = EI ，則 i = i =2i， i = i = i ， 令 4AB = iBC =2i， iBE = iCF= i， iCD=4 i 作 M1圖、 M2 圖和 MP圖如下： D M1圖 D k11= 8i+4i+8i =20i k21 =4i k21 = k12 =4i k22= 8i+4i=12i D F1P =40 kN mF2P =-3

16、0 kN m 4）求解位移法基本未知量 將系數(shù)及自由項代入位移法方程，得： 20i1+ 4i2+40= 0 4i1 +12i2-30= 0 75 解得： 95 28i 5）作 M 圖 28i D 五、用位移法計算圖示剛架， 并繪出彎矩圖 10 分） 解： （ 1）對稱結(jié)構(gòu)受對稱荷載作用，可簡化為如下結(jié)構(gòu)： 選取基本結(jié)構(gòu)如圖所示， 1 為基本未知量。 D E EI A 基本結(jié)構(gòu) （2）寫出位移法方程如下： k11 1+ F1P= 0 （3）計算系數(shù) k11 及自由項 F1P 令 i = EI ，則 i = i =i L AD DE 作 M 1 圖和 M P圖如下： M1 A 2i 12 qL2

17、MP圖 F = qL2 F1P = 12 4）求解位移法基本未知量 得： 將系數(shù)及自由項代入位移法方程， F1P k11 qL2 12 8i qL2 96i E 由對稱性，得原結(jié)構(gòu)的 M 圖如下： 2qL2 六、用位移法計算圖示剛架 （利用對稱性 ），并繪出彎矩圖。各桿 EI 相同且為常 數(shù)。（10 分） 18kN/m18kN/m 18kN/m18kN/m A B C D 解： （ 1）對稱結(jié)構(gòu)受對稱荷載作用，可簡化為如下結(jié)構(gòu)： B 63 選取基本結(jié)構(gòu)如圖所示， 1 為基本未知量。 2）寫出位移法方程如下： k11 1+ F1P= 0 3）計算系數(shù) k11 及自由項 F1P G 5 F1P=

18、54 kN m M P 圖（ kN m ） 4）求解位移法基本未知量 將系數(shù)及自由項代入位移法方程，得： F1P54 5.4 1 1k1110i 5）作 M 圖 64.8 (81) 32.4 10.8 G B21.664 .8 (81) 32.4 由對稱性，得原結(jié)構(gòu)的 M 圖如下： 3 10.8 21.6 21.6 (81) 64.8 M 圖( kN m ) 10.8 E M 圖( kN m ) 10. 10.8 七、用力矩分配法計算圖示結(jié)構(gòu)，并繪出彎矩圖。各桿 EI 相同且為常數(shù)。 （10 分） 解：計算分配系數(shù)， 6 EI 3 BA = 6 0.429 SBA +S BC 3 EI + 4

19、 EI 66 SBA BC 1 BA = 1 0.429 0.571 EI 4 CB = 6 0.571 CB S +S EI EI SCB +SCD 4+ 3 66 SCB CD 1 CB = 1 0.571 0.429 分配與傳遞計算 分配系數(shù) 固端彎矩 0.42 0.57 - 144 0.57 0.42 61.78 82.22 - 45.14 144 41.11 - 90.28 - 27 19.37 遞分 配 與 傳 1.5 0.1 25.77 - 3.68 2.1 - 0.3 0.1 - 0.0 12.8 - 7.36 - 5.53 最后彎矩 82.8 82.8 1.0 - 0.6 0

20、.0 - 0.0 100.8 0.4 0.0 100.8 八、用力矩分配法計算圖示結(jié)構(gòu)， 并繪出彎矩圖。 各桿 EI 相同且為常數(shù)。 10 分） 24kN B 32k D 8kN/ E 因此可按下圖計算： 解：梁的懸臂 DE 為一靜定部分，可求得 MDE =-36 kN?m，F(xiàn)QDE = 24kN 。將結(jié)點 D 簡 化為鉸支端，則 MDE 與 FQDE 應作為外力作用于結(jié)點 D 右側(cè)， 32k 24k 36k 計算分配系數(shù) EI SBA 4 BA = EI 6 EI 0.5 SBA +SBC 4 EI +4 EI 66 BC 1 BA =1 0.5 0.5 S 4 EI CB = SCB +S

21、CD = EI 6 EI 0.571 CB CD 4 +3 66 CD 1 CB =1 0.571 0.429 分配與傳遞計算 分配系數(shù) 固點反力矩 0.5 -24 0.5 0.571 0.429 固端彎矩 12 12 -0.86 1.72 3.43 - 1.72 遞分 配 與 -0.07 0.13 0.25 - 0.13 0.02 0 -18 36 6 6.85 5.15 -0.86 0.49 0.37 - 0.07 0.04 0.03 M圖 九、用力矩分配法計算圖示結(jié)構(gòu)， 并繪出彎矩圖。 各桿 EI 相同且為常數(shù)。 10 分） 10k 32k D E 0.571 4 EI 4 =SBE=

22、4i BE SBE +S BC4i BE + 3i BC 4 EI + 3 EI 44 2m 2m BC BE = 1 0.571 0.429 4m B 0.57 0 - 3.4 - 3.4 E 分配與傳遞計算 B B 0.57 0 E - 1.7 - 1.7 單位（ kN m） （4）作 10 分） 4m 十、用力矩分配法計算圖示結(jié)構(gòu)， 并繪出彎矩圖。 各桿 EI 相同且為常數(shù)。 解：計算分配系數(shù) EI S3 BA =S BA= 4 0.273 S BA + S BC + S BD 3 EI + 4 EI 4 EI 444 BC BD SBA + SBC + S BD 3 EI 4 + 4

23、EI 4 EI 4 4 EI S BD 4 = 4 0.364 EI 4 4 4 EI 4 EI 44 3 EI + 4 S BA + S BC +S BD CB SCB SCB + S CE 4 EI 4 EI 4 4 0.5 EI +4 4 C E 1 C B= 1 0. 5 0. 分配與傳遞計算 A 單位（ kN m） BA BD BC CB CE 0.273 0.364 0.364 0.5 0.5 20 - 2.73 B - 3.64 - 10 - 3.64 10 - 1.82 - 2.05 - 4.09 - 4.09 0.56 0.75 0.75 0.38 - 0.10 - 0.19

24、 - 0.19 0.03 0.04 0.04 0.02 - 0.01 - 0.01 17.86 - 2.85 - 15.0 4.29 - 4.29 DB EC - 1.82 - 2.05 0.38 - 0.10 0.02 - 1.42 - 2.15 D C E 作M圖 作業(yè)四 一、選擇題（每小題 2 分，共 10分） 1靜定結(jié)構(gòu)的影響線的形狀特征是（ A ） A 直線段組成B 曲線段組成 C 直線曲線混合D 變形體虛位移圖 2 圖示結(jié)構(gòu)某截面的影響線已做出如下圖所示，其中豎標yc 是表示（ C ） A P=1 在 E 時， C 截面的彎矩值B P=1 在 C 時， A 截面的彎矩值 C P=1

25、 在 C 時， E 截面的彎矩值D P=1 在 C 時， D 截面的彎矩值 3繪制任一量值的影響線時，假定荷載是（A ） A 一個方向不變的單位移動荷載B 移動荷載 C 動力荷載D 可動荷載 4. 如下圖所示，若要增大其自振頻率 w 值，可以采取的措施是（ B ） A 增大 LB 增大 EI C 增大 m D 增大 P B） 5無阻尼單自由度體系在簡諧荷載作用下，共振時與動荷載相平衡的是（ A 彈性恢復力 B 慣性力 C 慣性力與彈性力的合力 D 沒有力 、判斷題（每小題 2 分，共 10分） 1靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力影響線均為折線組成。 （ ） 2圖 示 結(jié) 構(gòu) C 截 面 彎 矩 影 響 線 在 C 處 的 豎 標 為 ab/