結(jié)構(gòu)力學(xué)作業(yè)

wordword/word結(jié)構(gòu)力學(xué)課程——作業(yè)一1.荷載類型有哪些？答：荷載按作用時間的久暫可分為恒載和活載；按荷載的作用位置是否變化分為固定荷載和移動荷載；根據(jù)荷載對結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的動力效應(yīng)大小分為靜力荷載和動力荷載。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：支座分為：活動鉸支座、固定鉸支座、固定支座、滑動支座。計(jì)算簡圖如下：結(jié)點(diǎn)主要分為：鉸結(jié)點(diǎn)、剛結(jié)點(diǎn)、組合結(jié)點(diǎn)。計(jì)算簡圖如下：3.名詞解釋：1）自由度；2）計(jì)算自由度；3）聯(lián)系；4）瞬變體系；5）常變體系；6）剛片；7）幾何不變體系；8）幾何可變體系；自由度：是指體系遠(yuǎn)動時所具有的獨(dú)立運(yùn)動方式數(shù)目，也就是體系運(yùn)動時可以獨(dú)立變化的幾何參數(shù)數(shù)目，或者說確定體系位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目。計(jì)算自由度：在分析體系是否幾何不變時，可以根據(jù)體系的自由度W首先判斷聯(lián)系的數(shù)目是否足夠。為此，把W稱為體系的計(jì)算自由度。聯(lián)系：限制運(yùn)動的裝置稱為聯(lián)系（或約束），體系的自由度可因加入聯(lián)系而減少，能減少一個自由度的裝置稱為一個聯(lián)系。瞬變體系：原為幾何可變，經(jīng)微小位移后即轉(zhuǎn)化為幾何不變的體系，稱為瞬變體系。常變體系：經(jīng)微小位移后仍能繼續(xù)發(fā)生剛體運(yùn)動的幾何可變體系稱為常變體系。在機(jī)動分析中，由于不考慮材料的變形，因此可以把一根桿件或已知是幾何不變的部分看作是一個剛體，剛片：在平面體系中又將剛體稱為剛片。幾何不變體系：由兩根桿件與地基組成的膠結(jié)三角形，受到任意荷載作用時，若不考慮材料的變形，則其幾何形狀與位置均能保持不變，這樣的體系稱為幾何不變體系。幾何可變體系：膠結(jié)四邊形，即使不考慮材料的變形，在很小的荷載作用下，也會發(fā)生機(jī)械運(yùn)動而不能保持原有的幾何形狀和位置，這樣的體系稱為幾何可變體系。4.說明何為單鉸、復(fù)鉸和虛鉸。答：用一個鉸把兩個剛片聯(lián)結(jié)起來，這種聯(lián)結(jié)兩個剛片的鉸稱為單鉸。一個鉸同時聯(lián)結(jié)兩個以上的剛片，這種鉸稱為復(fù)鉸。聯(lián)結(jié)兩個剛片的兩根鏈桿的作用相當(dāng)于在其交點(diǎn)處的一個單鉸，不過這個鉸的位置是隨著鏈桿的轉(zhuǎn)動而改變的，這種鉸稱為虛鉸。5.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：幾何不變體系的三個基本組成規(guī)則為：1、三剛片規(guī)則：三個剛片用不在同一直線上的三個單鉸兩兩鉸聯(lián)，組成的體系是幾何不變的，而且沒有多余的聯(lián)系。2、二元體規(guī)則：在一個剛片上增加一個二元體，仍為幾何不變體系，而且沒有多余聯(lián)系。3、兩剛片規(guī)則：兩個剛片用一個鉸和一根不通過此鉸的鏈桿相聯(lián)，為幾何不變體系，而且沒有多余聯(lián)系；或者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)，為幾何不變體系，而且沒有多余聯(lián)系。幾何不變體系的三個基本組成規(guī)則，其實(shí)質(zhì)都只是一個規(guī)則，即三剛片規(guī)則，所以說它們是同一規(guī)則。6.靜定結(jié)構(gòu)的特征是什么？答：只有無多余聯(lián)系的幾何不變體系才是靜定的，即靜定結(jié)構(gòu)的特征是幾何不變且無多余聯(lián)系。7.拱的類型有哪些？其中哪種形式為靜定的？答：拱的常用形式有三鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱等幾種。凡在豎向荷載作用下會產(chǎn)生水平反力的結(jié)構(gòu)都可稱為拱式結(jié)構(gòu)或推力結(jié)構(gòu)，但拱式結(jié)構(gòu)的桿軸線為曲線，但推力結(jié)構(gòu)的桿軸線不一定是曲線，如三鉸剛架等。8.簡述拱與梁的區(qū)別？答：簡單的說，梁在荷載作用下，在支撐處只產(chǎn)生向上的反力，而拱在荷載作用下，在支撐處不但產(chǎn)生向上的反力，還有一個水平力，這是區(qū)分梁和拱的一個最基本的條件9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，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。AADCB（a）圖1題8ABCDEF（b）（a）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）根據(jù)三剛片原則，三角形ABD和BCE均為幾個不變體系，可看作是剛片，所以將ADB、BEC和大地視為三個剛片，F(xiàn)處的固定支座可看作是一個鉸結(jié)點(diǎn)，DF和FE分別為兩根鏈桿，根據(jù)三剛片原則，三個剛片分別鉸接于A、B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)在一條直線上，所以屬于瞬變體系。AADCB（a）圖1題8答案EFGHABCDEF（b）10.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）、（b）所示。2m2m40kN2m4m4m20kN/maa2aaaaaM（a）（b）圖2題92m2m40kN2m4m4m20kN/m40FS圖，單位KNM圖，單位KN?m2555401.25m802035.62540（a）答案，支座A和支座B的支座反力分別為65KN和95KNABFFS圖，單位KNM圖，單位KN?m（b）答案，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/aABCDM/aM2M2aa2aaaaaM2M2211.請畫出圖示剛架的軸力圖（FN）、剪力圖（FS）和彎矩圖（M），如圖3中（a）、（b）所示。40kN40kN2m2m20kN/m4m（a）（b）4m4m40kN·m圖3題10FFN圖，單位KN（a）答案，支座A，F(xiàn)Ax＝40KN，F(xiàn)Ay＝20KN支座B，F(xiàn)By＝60KN。40kN2m2m20kN/m4mABFAxFAyFBy20FS圖，單位KN604060201m808090M圖，單位KN?m1m（b）（b）40kN·m4m4m1010FN圖，單位KN1040FS圖，單位KNM圖，單位KN?m（b）答案，支座A，F(xiàn)Ax＝0KN，F(xiàn)Ay＝10