結(jié)構(gòu)力學(xué)第一次作業(yè)改

1、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程作業(yè)一1、 結(jié)構(gòu)力學(xué)中，按基本構(gòu)件的幾何特征可以將結(jié)構(gòu)大致分為哪三類？答：分為桿系結(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)。2、 簡述支座和結(jié)點(diǎn)類型，并畫出相應(yīng)的計(jì)算簡圖。答：支座分活動鉸支座、固定鉸支座、固定支座和定向支座。（2）、固定鉸支座（3）、固定支座（4）、滑動支座二、結(jié)點(diǎn)（1）鉸結(jié)點(diǎn)（2）剛結(jié)點(diǎn)（3）組合結(jié)點(diǎn)3、 荷載的分類？答:根據(jù)荷載作用時間的長短，分為恒載和活載。 根據(jù)荷載作用的性質(zhì)，分為靜力荷載和動力荷載。4、 名詞解釋：1）幾何不變體系；體系受到任意荷載作用后，若不考慮材料的應(yīng)變，其幾何形狀和位置保持不變的體系稱為幾何不變體系2）幾何可變體系：體系受到任意荷載作用后，由于剛體

2、運(yùn)動，其幾何形狀和位置發(fā)生改變的體系稱為幾何不變體系3）剛片：若忽略材料的應(yīng)變，體系的任何桿件都可看做是不變形的平面剛體，稱為鋼片4）自由度、計(jì)算自由度：自由度是指確定體系位置所需要的獨(dú)立坐標(biāo)的數(shù)目計(jì)算自由度是對體系進(jìn)行幾何構(gòu)成分析的輔助工具5） 約束、必要約束、多余約束：減少體系自由度的裝置稱為約束在體系中增加或去掉某個約束，體系的自由度數(shù)目隨之變化，該約束稱為必要約束在體系中增加或去掉某個約束，體系的自由度數(shù)目沒有變化，該約束稱為多余約束6） 幾何瞬變體系：是指只能瞬時虛鉸產(chǎn)生微小運(yùn)動的體系7） 靜定結(jié)構(gòu)：靜定結(jié)構(gòu)是無多余聯(lián)系的幾何不變體系8） 超靜定結(jié)構(gòu)：超靜定結(jié)構(gòu)是有多余約束的幾何不變

3、體系9） 結(jié)點(diǎn)法：最適用于計(jì)算簡單桁架，取借點(diǎn)為隔離體，建立平衡方程求解，原則上應(yīng)使每一結(jié)點(diǎn)只有兩根未知內(nèi)力的桿件10） 截面法：探討天體運(yùn)動方程的周期解及其鄰近軌道性質(zhì)的一種方法11）零桿；桁架中內(nèi)力為零的桿件稱為零桿5、畫圖說明何為單鉸、復(fù)鉸和虛鉸。答：單鉸復(fù)鉸，相當(dāng)于兩個單鉸剛片剛片CC點(diǎn)為虛鉸6、 試述幾何不變體系的三個基本組成規(guī)則，為什么說它們是同一規(guī)則。答：二元體規(guī)則、二鋼片規(guī)則和三剛片規(guī)則其實(shí)他們屬于同一規(guī)則，即三剛片規(guī)則。因?yàn)槎w規(guī)則和兩剛片規(guī)則均是由三剛片原則演變而來的，只是在某些場合使用后兩者更為方便些。7、 畫圖解釋結(jié)構(gòu)力學(xué)中，內(nèi)力符號是如何規(guī)定的？答：8、 拱有哪幾種

4、形式？其中哪種形式為靜定的？答：常用的有無鉸拱、兩鉸拱和三鉸拱。三鉸拱為靜定結(jié)構(gòu)。9、 簡述拱與梁的區(qū)別：拱與梁的區(qū)別不僅在于桿件軸線的曲直，更重要的是在豎向荷載作用下是否產(chǎn)生水平推力。簡述桁架結(jié)構(gòu)與梁和剛架結(jié)構(gòu)的區(qū)別：梁和剛架是以承受彎矩為主的，橫載面上主要產(chǎn)生非均勻分布的彎曲正應(yīng)力，其邊緣處應(yīng)力最大，而中部的材料并未充分利用，桁架則主要承受軸力。10、 簡述靜定結(jié)構(gòu)的靜力特征。答：靜力解答的唯一性、除荷載以外的其它任何原因（如溫度改變、支座移動、制造誤差和材料收縮等）均不會引起靜定結(jié)構(gòu)的反力和內(nèi)力、局部平衡特性、荷載等效變換特性。11、試對下面所示平面體系進(jìn)行機(jī)動分析，要求畫圖說明分析過程

5、，指明哪個部分為剛片，及采用何原則進(jìn)行的幾何分析，具體過程如同書中例題。圖 1 題11答：AFDCBkEADCB（a）（b）k處非結(jié)點(diǎn)圖 1 題11EFGHa）將AC、AB和大地分別看為一個剛片，DF和DE分別看為大地與AC和AB相連的一個鏈桿。則剛片AC和剛片AB通過鉸A相連，剛片AC與大地通過虛鉸H相連，剛片AB與大地通過虛鉸G相連，A、H、G不在一條線，因此根據(jù)三剛片規(guī)則可知此平面體系為幾何不變體系。（b）將AD、BE和CF分別作為剛片，則EF和BC連接剛片BE與CF，EF和BC兩鏈桿平行，即兩剛片BE與CF靠無窮遠(yuǎn)處的虛鉸鉸接，同理，BE與AD、AD與CF均靠無窮遠(yuǎn)處的虛鉸鉸接。即三剛

6、片用三對平行鏈桿兩兩鉸連，三個虛鉸均在無窮遠(yuǎn)處。12、 請畫出圖示單跨梁、多跨梁的剪力圖（FS）和彎矩圖（M），如圖2中（a）和（b）所示。答：2m40kN2m4m4m20kN/m40FS圖，單位KNM圖，單位KNm2555401.25m802035.62540（a）支座A和支座B的支座反力分別為65KN和95KNABFS圖，單位KNM圖，單位KNm（b），支座A、支座B、支座C和支座D的支座反力分別為M/a、-3M/a、4M/a和-2M/a，D支座彎矩2M。ABCDM/aM2M/a2Ma a 2a a a a aM2M/a2M2M13、 請畫出圖示剛架的軸力圖（FN）、剪力圖（FS）和彎矩圖

7、（M），如圖2中（c）所示。2m40kN2m4m4m10kN/m40kN2m2m4m（a）（b）（c）圖 2 題12、題1330kN a a a a aM40kN答14、圖3中所示三鉸拱的軸線方程為，試求截面K（x=7）的內(nèi)力，要求必須寫出詳細(xì)的解題步驟。KxCAB5m3m8mf=4m40KNl=16m圖3 題14y7m分析：結(jié)構(gòu)為一主附結(jié)構(gòu)：三鉸拱ACB為基本部分，CD和CE分別為附屬部分。內(nèi)力分析時先求出附屬部分在鉸C處的反力，再對三鉸拱進(jìn)行分析。對附局部分CD、CE的計(jì)算相當(dāng)于對兩個簡支梁的計(jì)算，在鉸C處只產(chǎn)生豎向反力。這樣基本部分三鉸拱的計(jì)算就轉(zhuǎn)化為在鉸C作用豎向集中力。解：（1）附屬

8、部分CD和CE。CD和CE相當(dāng)于C端支于三鉸拱的簡支梁，故C處豎向反力為，（）（2）基本部分ACB的反力三鉸拱ACB部分的受力如圖3.3b所示，由：（）（）取BC為隔離體：（kN）()三鉸供整體：（kN）()（3）截面K的內(nèi)力取AK為隔離體（圖3.2c）（上側(cè)受拉）X0 （）Y0（）根據(jù)水平、豎向和斜向的比例關(guān)系得到：（壓力）15、請標(biāo)出圖4所示桁架中的零桿。圖4 題15F分析：判斷桁架零桿的常用方法是找出桁架中的L型結(jié)點(diǎn)和T型結(jié)點(diǎn)。如果這兩種結(jié)點(diǎn)上無荷載作用那么L型紀(jì)點(diǎn)的兩桿及T型結(jié)點(diǎn)的非共線桿均為零桿。解：考察結(jié)點(diǎn)C、D、E、I、K、L，這些結(jié)點(diǎn)均為T型結(jié)點(diǎn)，且沒有荷載作用，故桿件CG、DJ、EH、IJ、KH、LF均為零桿?？疾旖Y(jié)點(diǎn)G和H，這兩個結(jié)點(diǎn)上的兩豎向鏈桿均已判斷為零桿，故這兩個結(jié)點(diǎn)的受力也已成為T型結(jié)點(diǎn)的情形由于沒有荷載作用，故桿件AG、BH也為零桿。整個結(jié)構(gòu)共有8根零桿16、請計(jì)算圖示桁架中指定桿件AD和BD的內(nèi)力。FABCDEGLLL圖5 題16分析：因不考慮各桿件的