結(jié)構(gòu)力學(xué)知識點(diǎn)總結(jié)及結(jié)構(gòu)力學(xué)復(fù)習(xí)思考題

第9頁共36頁1.關(guān)于∞點(diǎn)和∞線的下列四點(diǎn)結(jié)論：(1)每個方向有一個∞點(diǎn)(即該方向各平行線的交點(diǎn))。(2)不同方向上有不同的∞點(diǎn)。(3)各∞點(diǎn)都在同一直線上，此直線稱為∞線。(4)各有限遠(yuǎn)點(diǎn)都不在∞線上。多余約束與非多余約束是相對的，多余約束一般不是唯一指定的。一個體系中有多個約束時，應(yīng)當(dāng)分清多余約束和非多余約束，只有非多余約束才對體系的自由度有影響。3.W>0,缺少足夠約束，體系幾何可變。W=0,具備成為幾何不變體系所要求的最少約束數(shù)目。W<0，體系具有多余約束。一剛片與一結(jié)點(diǎn)用兩根不共線的鏈桿相連組成的體系內(nèi)部幾何不變且無多余約束。兩個剛片用一個鉸和一根不通過此鉸的鏈桿相聯(lián)，組成無多余約束的幾何不變體系。兩個剛片用三根不全平行也不交于同一點(diǎn)的鏈桿相聯(lián)，組成無多余約束的幾何不變體系。三個剛片用不在同一直線上的三個單鉸兩兩相連，組成無多余約束的幾何不變體系。5.二元體規(guī)律：在一個體系上增加或拆除二元體，不改變原體系的幾何構(gòu)造性質(zhì)。形成瞬鉸（虛鉸）的兩鏈桿必須連接相同的兩剛片。7.w=s-n，W=0,但布置不當(dāng)幾何可變。自由度W>0時，體系一定是可變的。但W≤0僅是體系幾何不變的必要條件。S=0,體系幾何不變。FN+dFNFNFQ+dFQFQMFN+dFNFNFQ+dFQFQMM+dMdxdx剪力FQ--繞隔離體順時針方向轉(zhuǎn)動者為正；彎矩M--使梁的下側(cè)纖維受拉者為正。彎矩圖--習(xí)慣繪在桿件受拉的一側(cè)，不需標(biāo)正負(fù)號；軸力和剪力圖--可繪在桿件的任一側(cè)，但需標(biāo)明正負(fù)號。9.剪力圖上某點(diǎn)處的切線斜率等于該點(diǎn)處荷載集度q的大?。粡澗貓D上某點(diǎn)處的切線斜率等于該點(diǎn)處剪力的大小。10.梁上任意兩截面的剪力差等于兩截面間載荷圖所包圍的面積；梁上任意兩截面的彎矩差等于兩截面間剪力圖所包圍的面積。11.分布力q(y)=0時（無分布載荷），剪力圖為一條水平線；彎矩圖為一條斜直線。分布力q(y)=常數(shù)時，剪力圖為一條斜直線；彎矩圖為一條二次曲線。只有兩桿匯交的剛結(jié)點(diǎn)，若結(jié)點(diǎn)上無外力偶作用，則兩桿端彎矩必大小相等，且同側(cè)受拉。對稱結(jié)構(gòu)受正對稱荷載作用,內(nèi)力和反力均為對稱（K行結(jié)點(diǎn)不受荷載情況）。對稱結(jié)構(gòu)受反對稱荷載作用,內(nèi)力和反力均為反對稱。三鉸拱支反、內(nèi)力計算公式（豎向荷載、兩趾等高） 拱軸上內(nèi)力有以下3個特點(diǎn)：不管是在均布荷載下還是在集中荷載下，拱的三個內(nèi)力圖都是曲線圖形。在有豎向集中力作用點(diǎn)兩側(cè)截面，軸力圖和剪力圖都有突變，突變值等于相應(yīng)簡支梁的剪力分別在拱的軸力和剪力方向上的投影。有集中力偶作用點(diǎn)兩側(cè)截面，彎矩圖有突變，突變值仍等于所作用的集中力偶。隔離體的形式、約束力結(jié)點(diǎn)：桁架的結(jié)點(diǎn)法、剛架計算中已知Q求N時取結(jié)點(diǎn)為單元。桿件：多跨靜定梁的計算、剛架計算中已知M求Q時取桿件為單元。桿件體系：桁架的截面法取桿件體系為單元。約束力的數(shù)目是由所截斷的約束的性質(zhì)決定的。截斷鏈桿只有未知軸力；在平面結(jié)構(gòu)中，截斷梁式桿，未知力有軸力、剪力和彎矩；在鉸處截斷，有水平和豎向未知力。選擇截取單元的次序;①主從結(jié)構(gòu),先算附屬部分,后算基本部分;②簡單桁架,按去除二元體的次序截取結(jié)點(diǎn);③聯(lián)合桁架,先用截面法求出連接桿的軸力,再計算其它桿。19.虛功法的特點(diǎn)：1、將平衡問題歸結(jié)為幾何問題求解；2、直接建立荷載與未知力之間的關(guān)系，而不需求其它未知力。應(yīng)用虛功原理求靜定結(jié)構(gòu)某一約束力X的方法：1）撤除與X相應(yīng)的約束。使靜定結(jié)構(gòu)變成具有一個自由度的機(jī)構(gòu)，使原來的約束力X變成主動力。2）沿X方向虛設(shè)單位虛位移。作出機(jī)構(gòu)可能發(fā)生的剛體虛位移圖；利用幾何關(guān)系求出其它主動力對應(yīng)的虛位移。3）建立虛功方程，求未知力。21.臨界荷載判別式虛力原理：虛功原理的關(guān)鍵是位移與力系是獨(dú)立無關(guān)的。因此，可以把位移看成是虛設(shè)的，也可以把力系看成是虛設(shè)的，本部分正是把力系看作是虛設(shè)的，求剛體體系的位移。步驟：1.在擬求位移的方向上虛設(shè)單位荷載，利用平衡條件求支反力。2.利用虛力原理列出虛力方程進(jìn)行求解，由于是在所求位移處設(shè)置單位荷載，因此，這種解法又稱單位荷載法。虛位移原理:一個力系平衡的充分必要條件是:對任意協(xié)調(diào)位移,虛功方程成立；虛力原理:一個位移是協(xié)調(diào)的充分必要條件是:對任意平衡力系,虛功方程成立。支座位移時靜定結(jié)構(gòu)的位移計算（1）沿所求位移方向加單位力，求出虛反力；（2）建立虛功方程解方程得定出方向。25.式中，R為虛擬狀態(tài)中由單位荷載引起的與支座位移相應(yīng)的支座反力，c為實(shí)際狀態(tài)中與相應(yīng)的已知的支座位移。為反力虛功總和，當(dāng)與c方向一致時，其乘積取正；相反時，取負(fù)。須注意，式中S前面的負(fù)號，系原來推導(dǎo)公式時所得，不可漏掉。26.結(jié)構(gòu)位移計算的一般公式當(dāng)截面B同時產(chǎn)生三種相對位移時，在i－i方向所產(chǎn)生的位移，即是三者的疊加，有：27.這里的積分號表示沿桿件長度積分，總和號表示對結(jié)構(gòu)中各桿求和。其中最后一項表示給定支座位移Ck的影響。結(jié)構(gòu)位移計算的一般公式還可用變形體的虛功原理導(dǎo)出：外虛功＝內(nèi)虛功。28.變形體虛功原理：各微段內(nèi)力在應(yīng)變上所作的內(nèi)虛功總和Wi，等于荷載在位移上以及支座反力在支座位移上所作的外虛功總和We。內(nèi)虛功：內(nèi)虛功：29.荷載作用下的位移計算公式外虛功：外虛功：30.各類結(jié)構(gòu)的位移計算公式梁與剛架：由于梁和剛架是以彎曲為主要變形桁架：桁架中桿件只受軸力作用，且每根桿件的截面面積、軸力均為常數(shù)組合結(jié)構(gòu)：桁梁混合結(jié)構(gòu)中，一些桿件以彎曲為主，一些桿件只受軸力拱：對于拱結(jié)構(gòu)，當(dāng)壓力線與拱軸線相近時，應(yīng)考慮彎曲變形和軸向變形剪切變形和軸向變形引起的位移與彎曲變形引起的位移相比可以忽略不計。圖乘法應(yīng)用條件：a）EI=常數(shù)；等截面直桿；b）兩個彎矩圖至少有一個是直線。c）豎標(biāo)yC應(yīng)取自直線圖中，對應(yīng)另一圖形的形心處。面積A與豎標(biāo)yC在桿的同側(cè)，AyC取正號，否則取負(fù)號。當(dāng)圖乘法的適用條件不滿足時的處理方法曲桿或EI=EI（x）時，只能用積分法求位移；b)當(dāng)EI分段為常數(shù)或M、Mp均非直線時，應(yīng)分段圖乘再疊加。應(yīng)用圖乘法時的幾個具體問題如果兩個圖形都是直線圖形,則標(biāo)距可任取自其中一個圖形。2,如果一個圖形為曲線，另一個圖形為折線，則應(yīng)分段考慮。如圖形較復(fù)雜，可分解為簡單圖形。靜定結(jié)構(gòu)溫度變形的特征靜定結(jié)構(gòu)當(dāng)溫度發(fā)生變化時，各桿件均能自由變形（但不產(chǎn)生內(nèi)力），同樣可采用單位荷載法。溫度沿桿長度均勻分布，桿件不可能出現(xiàn)剪切變形（即微段dη=0），同時注意到實(shí)際狀態(tài)的支座位移為零。溫度引起位移公式dq和du為實(shí)際溫度狀態(tài)下，因材料熱脹冷縮所引起的各微段的彎曲變形和軸向變形。只要能求出dq和du的表達(dá)式，即可利用上式求得結(jié)構(gòu)的位移。溫度引起的變形代入公式上下邊緣溫差a為材料的溫度線膨脹系數(shù).圖面積圖面積圖面積圖面積38.桁架的桿件長度因制造誤差而與設(shè)計長度不符時，由此引起的位移計算與溫度變化時相類似。設(shè)各桿長度的誤差為Dl（伸長為正，縮短為負(fù)），則位移計算公式為超靜定結(jié)構(gòu)特征：超靜定結(jié)構(gòu)則是有多余約束的幾何不變體系；超靜定結(jié)構(gòu)的支座反力和截面內(nèi)力不能完全由靜力平衡條件唯一地加以確定。確定結(jié)構(gòu)超靜定次數(shù)最直接的方法是解除多余約束法，即將原結(jié)構(gòu)的多余約束移去，使其成為一個（或幾個）靜定結(jié)構(gòu)，則所解除的多余約束數(shù)目就是原結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)。1）移去一根支桿或切斷一根鏈桿，相當(dāng)于解除一個約束。2）移去一個不動鉸支座或切開一個單鉸，相當(dāng)于解除兩個約束。3）移去一個固定支座或切斷一根梁式桿，相當(dāng)于解除三個約束。4）將固定支座改為不動鉸支座或?qū)⒘菏綏U中某截面改為鉸結(jié)，相當(dāng)于解除一個轉(zhuǎn)動約束。力法的計算步驟確定基本未知量數(shù)目。力法基本未知量數(shù)=結(jié)構(gòu)的多余約束數(shù)=結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)選擇力法基本體系。（去多余約束）建立力法基本方程。求系數(shù)和自由項。（圖乘法，互乘，自乘）將系數(shù)和自由項代入力法方程，解方程，求多余未知力。作內(nèi)力圖：疊加法計算控制截面的內(nèi)力值。校核。力法的基本原理是：以結(jié)構(gòu)中的多余未知力為基本未知量；根據(jù)基本體系上解除多余約束處的位移應(yīng)與原結(jié)構(gòu)的已知位移相等的變形條件，建立力法的基本方程，從而求得多余未知力；最后，在基本結(jié)構(gòu)上，應(yīng)用疊加原理作原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖。n次超靜定結(jié)構(gòu)的力法典型方程方程的物理意義：基本結(jié)構(gòu)在全部多余末知力和荷載共同作用下,沿每個多余末知力方向的位移,應(yīng)與原結(jié)構(gòu)中對應(yīng)位移相等。荷載作用下的平面結(jié)構(gòu)，這些位移的計算式可寫為超靜定桁架其中：力法典型方程為：其中：力法典型方程為：超靜定組合結(jié)構(gòu)用力法計算時，一般可將桁桿作為多余約束切斷而得到其靜定的基本體系。計算系數(shù)和自由項時，對桁桿應(yīng)考慮軸向變形的影響；對梁式桿只考慮彎曲變形的影響，而忽略其剪切變形和軸向變形的影響。求系數(shù)和自由項無彎矩狀態(tài)的判別前提條件：結(jié)點(diǎn)荷載；不計軸向變形。剛結(jié)點(diǎn)變成鉸結(jié)點(diǎn)后，體系仍然幾何不變的情況；剛結(jié)點(diǎn)變成鉸結(jié)點(diǎn)后，體系幾何可變。但是，添鏈桿的不變體系在給定荷載下無內(nèi)力的情況。對稱性結(jié)構(gòu)的幾何形狀、支承情況以及桿件的剛度三者之一有任何一個不滿足對稱條件時，就不能稱超靜定結(jié)構(gòu)是對稱結(jié)構(gòu)。對稱的未知力產(chǎn)生的內(nèi)力圖和變形圖是對稱的；反對稱的未知力產(chǎn)生的內(nèi)力圖和變形圖是反對稱的。故正對稱圖形和反對稱圖形相乘的結(jié)果為零。對稱結(jié)構(gòu)在正對稱荷載作用下，反對稱多余力為零（只考慮正對稱多余力），其內(nèi)力和位移都是正對稱的；在反對稱荷載作用下，對稱多余力為零（只考慮反對稱多余力）,其內(nèi)力和位移都是反對稱的。在支座移動、溫度變化等非荷載因素作用下，對于超靜定結(jié)構(gòu)，由于存在多余約束，在非荷載因素作用下，一般會產(chǎn)生內(nèi)力，這種內(nèi)力稱為自內(nèi)力。力法計算自內(nèi)力時，其基本原理和分析步驟與荷載作用時相同，只是具體計算時，有以下三個特點(diǎn)：第一，力法方程中的自由項是由支座移動或溫度變化等因素引起基本結(jié)構(gòu)多余未知力方向上的位移Dic或Dit等。第二，對支座移動問題，力法方程右端項不一定為零。而是Di=Ci（Ci，表示原結(jié)構(gòu)在Xi方向的實(shí)際位移）第三，計算最后內(nèi)力的疊加公式不完全相同。由于基本結(jié)構(gòu)（是靜定結(jié)構(gòu)）上支座移動、溫度變化時均不引起內(nèi)力，因此內(nèi)力全是由多余未知力引起的。最后彎矩疊加公式為支座移動時的內(nèi)力計算計算支座移動引起n次超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力時，力法方程中第i個方程的一般形式可寫為一般來說，凡是與多余未知力相應(yīng)的支座位移參數(shù)都出現(xiàn)在力法典型方程的右邊項中，而其它的支座位移參數(shù)都出現(xiàn)在左邊的自由項中。稱為桿件的線剛度。在支座位移時，超靜定結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生內(nèi)力和反力，其內(nèi)力和反力與各桿件剛度的絕對值成正比。溫度變化時的內(nèi)力計算在溫度變化時，n次超靜定結(jié)構(gòu)的力法方程中，第i個方程的一般形式為61.桿件制作誤差（或材料收縮與徐變）時的自由項計算公式超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算單位荷載法，不僅可以用于求解靜定結(jié)構(gòu)的位移，也同樣適用于求解超靜定結(jié)構(gòu)的位移，區(qū)別僅在于內(nèi)力需按計算超靜定結(jié)構(gòu)方法求出。63計算超靜定結(jié)構(gòu)位移的基本思路:利用基本體系求原結(jié)構(gòu)的位移.計算超靜定結(jié)構(gòu)位移的步驟1、解超靜定結(jié)構(gòu),作超靜定結(jié)構(gòu)的最終內(nèi)力圖；2、取原結(jié)構(gòu)的任一基本結(jié)構(gòu)作為虛擬狀態(tài)，并作虛擬力狀態(tài)下的單位內(nèi)力圖；3、計算位移。64.支座移動時超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算式中，M為超靜定結(jié)構(gòu)的最后彎矩圖；和分別為原結(jié)構(gòu)的任一基本結(jié)構(gòu)由于虛擬單位荷載作用產(chǎn)生的單位彎矩和單位反力。溫度變化時超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算同樣可以在其任一相應(yīng)的靜定基本結(jié)構(gòu)上建立虛擬力狀態(tài)，從而將問題轉(zhuǎn)化為靜定基本結(jié)構(gòu)由于多余未知力和溫度變化共同作用產(chǎn)生的位移計算。其位移公式為M為超靜定結(jié)構(gòu)的最后彎矩圖；和為原結(jié)構(gòu)的任一基本結(jié)構(gòu)由于虛擬單位荷載作用產(chǎn)生的單位彎矩和單位軸力。66.超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖的校核（根據(jù)已知變形條件校核）根據(jù)已求得的最后彎矩圖，計算原結(jié)構(gòu)某一截面的位移，校核它是否與實(shí)際的已知的變形情況相符（一般常選取廣義位移為零或?yàn)橐阎堤帲?。若相符，表明滿足變形條件；若不相符，則表明多余未知力計算有誤。66.靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)在各種因素作用下的位移計算公式一覽表67.位移法：以超靜定結(jié)構(gòu)中的結(jié)點(diǎn)位移（線位移或角位移）作為基本未知量，根據(jù)結(jié)點(diǎn)的平衡條件建立位移法方程，解出基本未知量后可由結(jié)點(diǎn)位移與內(nèi)力的關(guān)系式求出相應(yīng)的桿端內(nèi)力，并用平衡方程解出全部支反力和內(nèi)力。超靜定結(jié)構(gòu)計算總原則:欲求超靜定結(jié)構(gòu)先取一個基本體系,然后讓基本體系在受力方面和變形方面與原結(jié)構(gòu)完全一樣。69.桿端力和桿端位移的正負(fù)規(guī)定①桿端轉(zhuǎn)角θA、θB，弦轉(zhuǎn)角β＝Δ/l都以順時針為正。②桿端力的表示方法和正負(fù)號的規(guī)定PBAQBA<0QAB>0彎矩：MAB表示AB桿A端的彎矩。對桿端而言，順時針為正，逆時針為負(fù)；對結(jié)點(diǎn)而言，順時針為負(fù)，逆時針為正。剪力：QAB表示PBAQBA<0QAB>070.有幾個未知結(jié)點(diǎn)位移就應(yīng)建立幾個平衡方程；單元分析、建立單元剛度方程是基礎(chǔ)；當(dāng)結(jié)點(diǎn)作用有集中外力矩時，結(jié)點(diǎn)平衡方程式中應(yīng)包括外力矩。71.用位移法計算有側(cè)移的剛架時，基本思路與無側(cè)移剛架基本相同，但在具體作法上增加了一些新內(nèi)容：（1）在基本未知量中，要包括結(jié)點(diǎn)線位移；（2）在桿件計算中，要考慮線位移的影響；（3）在建立基本方程時，要增加與結(jié)點(diǎn)線位移對應(yīng)的平衡方程。72.1)結(jié)點(diǎn)角位移數(shù)：結(jié)構(gòu)上可動剛結(jié)點(diǎn)數(shù)即為位移法計算的結(jié)點(diǎn)角位移數(shù)。2)結(jié)構(gòu)獨(dú)立線位移：每個結(jié)點(diǎn)有兩個線位移，為了減少未知量，引入與實(shí)際相符的兩個假設(shè)。線位移數(shù)也可以用幾何方法確定。將結(jié)構(gòu)中所有剛結(jié)點(diǎn)和固定支座，代之以鉸結(jié)點(diǎn)和鉸支座，分析新體系的幾何構(gòu)造性質(zhì)，若為幾何可變體系，則通過增加支座鏈桿使其變?yōu)闊o多余聯(lián)系的幾何不變體系，所需增加的鏈桿數(shù)，即為原結(jié)構(gòu)位移法計算時的線位移數(shù)。74.由單位桿端位移引起的桿端力稱為形常數(shù)(即剛度系數(shù)，是只與截面尺寸和材料性質(zhì)有關(guān)的常數(shù))。75.位移法計算步驟可歸納如下：1）確定基本未知量；2）由轉(zhuǎn)角位移方程，寫出各桿端力表達(dá)式；3）在有結(jié)點(diǎn)角位移處，建立結(jié)點(diǎn)的力矩平衡方程，在有結(jié)點(diǎn)線位移處，建立截面的剪力平衡方程，得到位移法方程；4）解方程，求基本未知量；5)將已知的結(jié)點(diǎn)位移代入各桿端力表達(dá)式，得到桿端力；按桿端力作彎矩圖。76結(jié)點(diǎn)集中力作為各柱總剪力，按各柱的側(cè)移剛度分配給各柱。——剪力分配法位移法方程的含義：基本體系在結(jié)點(diǎn)位移和荷載共同作用下，產(chǎn)生的附加約束中的總約束力(矩)等于零。實(shí)質(zhì)上是平衡條件。78.再由結(jié)點(diǎn)矩平衡求附加剛臂中的約束力矩，由截面投影平衡求附加支桿中的約束力。79位移法的基本體系計算步驟如下：1）確定基本未知量；2）確定位移法基本體系；3）建立位移法典型方程；4）畫單位彎矩圖、荷載彎矩圖;5)由平衡求系數(shù)和自由項；6）解方程，求基本未知量；7）按M=∑Mi·Δi+MP疊加最后彎矩圖。8）利用平衡條件由彎矩圖求剪力；由剪力圖求軸力。9）校核平衡條件。與線位移相應(yīng)的位移法方程是沿線位移方向的截面投影方程。方程中的系數(shù)和自由項是基本體系附加支桿中的反力，由截面投影方程來求。81.力矩分配法的理論基礎(chǔ)是位移法，故力矩分配法中對桿端轉(zhuǎn)角、桿端彎矩、固端彎矩的正負(fù)號規(guī)定與位移法相同，即都假設(shè)對桿端順時針旋轉(zhuǎn)為正號、對結(jié)點(diǎn)或附加剛臂逆時針旋轉(zhuǎn)為正號。作用于結(jié)點(diǎn)的外力偶荷載、作用于附加剛臂的約束反力矩，也假定為對結(jié)點(diǎn)或附加剛臂順時針旋轉(zhuǎn)為正號。82.在結(jié)點(diǎn)上的外力矩按各桿分配系數(shù)分配給各桿近端截面，各桿遠(yuǎn)端彎矩分別等于各桿近端彎矩乘以傳遞系數(shù)。傳遞系數(shù)=遠(yuǎn)端彎矩/近端彎矩分配系數(shù)83.用力矩分配法計算連續(xù)梁和無側(cè)移剛架計算步驟:第一，計算單跨超靜定梁的固端彎矩；第二，計算結(jié)點(diǎn)處各桿端的彎矩分配系數(shù)；將不平衡彎矩（固端彎矩之和）反號后，在結(jié)點(diǎn)處按分配系數(shù)進(jìn)行分配。第三，計算各桿件由近端向遠(yuǎn)端傳遞的彎矩傳遞系數(shù)。在各桿上按傳遞系數(shù)進(jìn)行傳遞。第四，將各桿的固端彎矩、分配彎矩、傳遞彎矩相加，即得各桿的最后彎矩。作內(nèi)力圖。84.無剪力分配法應(yīng)用條件適用于剛架中除兩端無相對線位移的桿件（無側(cè)移桿）外，其余桿件都是剪力靜定桿件的有側(cè)移剛架。可以解只有一根豎柱的剛架，且橫梁端部的鏈桿應(yīng)與柱平行的問題。但也可以推廣到單跨多層對稱剛架等問題。《結(jié)構(gòu)力學(xué)》復(fù)習(xí)思考題一、單項選擇題題干答案指出圖示體系的幾何組成為（）。A．幾何不變體系B．機(jī)動體系C．瞬變體系A(chǔ)指出圖1.1所示體系的幾何組成為（）。圖1.1A．幾何不變體系B．機(jī)動體系C．瞬變體系A(chǔ)指出圖示體系的幾何組成為（）。A．幾何體系不變體系B．機(jī)動體系C．瞬變體系A(chǔ)圖1.2所示結(jié)構(gòu)作用一個集中力P，當(dāng)P作用在BCD上不同位置時，A支座的豎向分力（）。圖1.2A．保持不變B．隨作用位置而變C．無法確定A圖1.2所示結(jié)構(gòu)作用一個集中力P，當(dāng)P作用在BCD上不同位置時，A支座的豎向分力（）。A．保持不變B．隨作用位置而變C．無法確定圖1.2A指出圖示結(jié)構(gòu)，彎矩圖繪制正確的是（）。（（A）（B）（C）圖1.3C對下面圖示的兩個完全相同的結(jié)構(gòu)，而力偶M作用在不同位置，則兩結(jié)構(gòu)的支座反力的關(guān)系為（）。A．B．C．C下面繪制的彎矩圖中，正確的是（）。A．B．C．B下面桁架結(jié)構(gòu)中，零桿的個數(shù)為（）。A．1個B．3個C．4個C下面桁架結(jié)構(gòu)中，零桿的個數(shù)為（）。A．10個B．11個C．12個C下面結(jié)構(gòu)中，若桿件AB由溫度變化發(fā)生伸縮，是否會引起結(jié)構(gòu)的內(nèi)力？（）A．會B．不會C．無法確定A圖示原結(jié)構(gòu)，用力法求解時，其基本結(jié)構(gòu)不正確的是（）。原結(jié)構(gòu)（（A）（B）（C）基本結(jié)構(gòu)A指出圖1.5所示結(jié)構(gòu)AB桿件的內(nèi)力為（）。圖1.5A．0B．-PC．2PB下面結(jié)構(gòu)中，若支座A發(fā)生一個位移，是否會引起結(jié)構(gòu)的內(nèi)力？（）A．會B．不會C．無法確定B指出下面圖示的幾何組成體系為（）A．沒有多余約束的幾何不變體系B．1個多余約束的幾何不變體系C．幾何可變體系A(chǔ)不考慮桿件的軸向變形，圖1.4所示結(jié)構(gòu)分別用力法和位移法分析時，其未知量的數(shù)量（）。圖1.4A．力法2個，位移法2個B．力法2個，位移法1個C．力法1個，位移法2個C不考慮桿件的軸向變形，圖1.4所示結(jié)構(gòu)分別用力法和位移法分析時，其未知量的數(shù)量（）。A．力法2個，位移法2個B．力法2個，位移法1個C．力法1個，位移法2個圖1.4C下面結(jié)構(gòu)當(dāng)采用力法和位移法分析時，未知量的數(shù)目為（）。A．力法5，位移法1B．力法4，位移法2C．力法3，位移法3A下面結(jié)構(gòu)當(dāng)采用力法和位移法分析時，未知量的數(shù)目為（）。A．力法4，位移法3B．力法4，位移法2C．力法3，位移法2B二、問答題題干答案功的互等定理中，體系的兩種狀態(tài)應(yīng)具備什么條件?力狀態(tài)與變形狀態(tài)是互相獨(dú)立的，且變形是小變形。應(yīng)用圖乘法計算位移時，正負(fù)號怎樣定義？正負(fù)號確定原則：與如果在基線同一側(cè)時為正，否則為負(fù)。為什么支座處的角位移可不選作基本未知量？試比較當(dāng)支座處角位移選做與不選做基本未知量時兩種計算方法的優(yōu)缺點(diǎn)？因?yàn)殂q支座處的角位移并非獨(dú)立的，它依賴于剛結(jié)點(diǎn)的角位移，因此，可以不選作為基本未知量。選作基本未知量與不選作基本未知量時優(yōu)缺點(diǎn)：對于手算，宜采用不選作基本未知量，主要考慮到未知量少，計算簡便；但對于電算，以選作基本未知量，這樣可將各桿統(tǒng)一為兩端固定梁，便于編寫計算程序。靜定多跨梁當(dāng)荷載作用在基本部分上時，在附屬部分上是否引起內(nèi)力？為什么？不會。因?yàn)榛静糠譃橐粋€獨(dú)立的幾何不變部分，而基本部分是一個只有依賴基本部分才能維持其幾何不變性，也就是說，基本部分的幾何不變形不受附屬部分的影響。為什么求內(nèi)力時可采用剛度的相對值，而求位移時則需要采用絕對值？超靜定結(jié)構(gòu)的反力和內(nèi)力計算時必須考慮變形協(xié)調(diào)條件，因此，超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)與結(jié)構(gòu)的材料性質(zhì)和截面尺寸有關(guān)。在荷載作用下，超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力只與各桿件的相對比值有關(guān)，而與其絕對值無關(guān)。對于超靜定結(jié)構(gòu)由于存在著多余約束，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到這些因素影響而發(fā)生位移時，都會受到多余約束的限制，因而相應(yīng)產(chǎn)生內(nèi)力，而且內(nèi)力的大小與各桿剛度的絕對值有關(guān)。一般來說，各桿絕對剛度值增大，內(nèi)力也隨之增大。應(yīng)用虛力原理求位移時，怎樣選擇虛設(shè)單位荷載？根據(jù)結(jié)構(gòu)某一部位所要求解的位移的具體形式給出虛設(shè)單位力。例如，虛設(shè)單位力偶求解某一點(diǎn)的轉(zhuǎn)角；虛設(shè)一對作用在一條直線的單位力求解兩點(diǎn)之間的相對位移，等等。圖乘法的適用條件是什么？求變截面梁和拱的位移時是否可用圖乘法？圖乘法的適用條件：（1）桿段的EI為常數(shù)；（2）桿段軸線為直線；（3）各桿段的圖和圖中至少有一個為直線圖形。對于變截面梁以及拱不能采用圖乘法，因?yàn)樗鼈兌疾荒芡瑫r滿足以上三個條件。剛架與梁相比，力學(xué)性能有什么不同？內(nèi)力計算上有哪些異同？梁是由受彎構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。在受彎構(gòu)件中，由于彎曲變形引起截面上的應(yīng)力分布不均勻，使材料強(qiáng)度得不到充分利用，當(dāng)跨度較大時，一般不宜采用梁作為承重結(jié)構(gòu)。剛架是由梁和柱所組成的結(jié)構(gòu)，屬于推力結(jié)構(gòu)，由于水平推力的作用，可以使桿件截面的彎矩值減小相對于梁結(jié)構(gòu)，它能做成較大的結(jié)構(gòu)形式。用力法解超靜定結(jié)構(gòu)的思路是什么？什么是力法的基本體系和基本未知量？思路：首先將超靜定結(jié)構(gòu)的多余約束去掉，使它變成一個沒有多余約束的靜定結(jié)構(gòu)，在靜定結(jié)構(gòu)對應(yīng)的去掉多余約束處代之以多余未知力；然后，根據(jù)去掉約束處的位移協(xié)調(diào)條件，建立力法方程，求出未知力；最后，將求出的多余未知力作用在靜定結(jié)構(gòu)中進(jìn)行求解。基本體系：超靜定結(jié)構(gòu)（原結(jié)構(gòu)）在去掉多余約束后得到一個沒有多余約束的靜定結(jié)構(gòu)，將此靜定結(jié)構(gòu)作用與原結(jié)構(gòu)相同的荷載，以及在其對應(yīng)的原結(jié)構(gòu)去掉約束處作用多余未知力，從而得到一個用于力法計算的基本體系?；疚粗繑?shù)目就是使超靜定結(jié)構(gòu)變成一個靜定結(jié)構(gòu)所去掉的多余約束的數(shù)目。用力法計算超靜定結(jié)構(gòu)時，為什么首先要計算基本未知量？基本體系與原結(jié)構(gòu)有何異同？因?yàn)橹挥邢葘⒒疚粗坑嬎愠龊螅瓉淼某o定結(jié)構(gòu)的計算才能完全轉(zhuǎn)化成靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析。基本結(jié)構(gòu)是指超靜定結(jié)構(gòu)（原結(jié)構(gòu)）在去掉多余約束后得到?jīng)]有多余約束的靜定結(jié)構(gòu)。在基本結(jié)構(gòu)對應(yīng)原結(jié)構(gòu)去掉多余約束處代之以多余未知力的作用，且將原結(jié)構(gòu)中作用的外荷載作用在基本結(jié)構(gòu)中，便得到力法分析的基本體系。試對圖示體系進(jìn)行幾何組成分析。經(jīng)分析，圖示體系為幾何不變體系。三、計算題題干答案改正圖示結(jié)構(gòu)的M圖。求圖示結(jié)構(gòu)指定桿件1、2、3的內(nèi)力（各跨長度與高度相等）。由截面法得：計算圖示桁架指定桿件的內(nèi)力。計算圖示桁架指定桿件的內(nèi)力。求圖示結(jié)構(gòu)指定桿件1、2、3、4的內(nèi)力。由截面法得：求圖示桁架結(jié)構(gòu)桿1和桿2的軸力。計算圖示結(jié)構(gòu)內(nèi)力，并作M、FQ圖。計算并繪出圖示結(jié)構(gòu)的彎矩圖，并求出D點(diǎn)的豎向位移，EI為常數(shù)。支座反力：作出M圖：作出P=1作用D的圖：圖乘法D的位移為：畫出圖示結(jié)構(gòu)的彎矩內(nèi)力圖，并計算C點(diǎn)的豎向位移。支座反力：彎矩圖：圖：計算并繪出圖3.1所示結(jié)構(gòu)的彎矩圖，并求出D點(diǎn)的豎向位移，EI為常數(shù)。圖3.1求支座反力：，，彎矩圖：圖：D點(diǎn)的豎向位移：做出圖示鋼架的M圖，并求出鉸A點(diǎn)的轉(zhuǎn)角。答案：（里面受拉）做出圖示鋼架的M圖，并求出鉸C的相對轉(zhuǎn)角。（里面受拉）計算圖示結(jié)構(gòu)B點(diǎn)的水平位移。計算過程：計算圖示結(jié)構(gòu)M圖。計算圖示結(jié)構(gòu)，并作M、FQ圖。計算并繪出圖3.1所示結(jié)構(gòu)的彎矩圖，并求出D點(diǎn)的豎向位移，EI為常數(shù)。圖3.