河海大学2012-2013结构力学B卷试卷及答案.docx

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1、2012－2013学年第一学期结构力学期末考试（B卷及答案）（水工、农水、港航、交通、大禹专业10级）学号专业姓名成绩一、判断题（正确的打√，错误的打×）（每小题2分，共6分）1.结构在支座移动、温度改变及制造误差等因素影响下，不产生反力和内力，但能产生位移。（×）2.图示各结构（各杆EI均为常量）在其荷载作用下的弯矩图分别如图所示，则图（a）和图（b）图乘后结果为零。（√）A7/225/22lll5/11lF1图（×）（a）（b）3.超静定结构的内力与杆件材料的弹性常数和截面尺寸有关，因此可以用增大结构截面尺寸的办法来减少内力。（×）二、选择题（选择一个正确答案）（每小题

2、3分，共9分）1.右图所示平面杆件体系为(A)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.瞬变体系D.几何可变体系2.已知图示三铰拱的水平推力H=3F/2，则该拱的矢跨比f/l等于(B)。A.1/8B.1/6C.1/4/2/2D.1/33.图示刚架支座A下沉距离及向左移动距离均为微小位移a，则结点C的水平位移等于(A)BA、2a，(水平向左)B、1.5a，(水平向左)Cb/2C、a，(水平向左)bD、0Aaab=40kN/m=kN/m40三、填空题（每小题3分，共9分）1．图示结构中杆a的内力为6429kN。8m4m4m(a)q=40kN/m(b)40kN/

3、mma12.5m1.5m1.5m2.5m(c)2．图示简支梁受集中移动荷载作用，其中F1=10kN,F2=20kN，则C截面的弯矩最大值为40kN。1mF1F2ABC2m8m3.图示结构用力矩分配法计算时，分配系数AD为3/5。AD杆A端的弯矩MAD0(顺时针为正)。F=30kNCEI3EIAB4m5EID3m3m四、试求图示桁架结点B的竖向位移，已知桁架各杆的EA21104kN。（16分）图1虚力状态解：（1）建立虚力状态如图1所示。（4分）（2）求出实际荷载作用下（位移状态）的各杆轴力为：（4分）NAD=NEC=-200kN；NAB=NBC=120kN；

4、NDE=-180kN；NBD=NBE=100kN。虚力状态下各杆的轴力为：（4分）NAD=NEC=-5；NAB=NBC=3；NBD=NBE=5。NDE=-38884（3）结点B的竖向位移为uBVNiNili0.0154m()（4分）EA五、图示结构中各杆件的截面抗弯刚度均为EI，集中荷载Fp=20kN，均布荷载q=5kN/m，用力法作结构的弯矩图。（20分）FPFPBCDqq4mAE4m4m解：（1）图示结构为2次超静定结构。考虑到是对称结构受对称荷载，取对称基本系，对称面上反对称的基本未知量为零，只需求对称的基本未知量，力法基本系如图（a）所示。（4分）FPCCFPB1D

5、FqqAE(a)力法基本系（2）力法典型方程（1分）11F11F0（3）作单位弯矩图、荷载弯矩图，分别如图（b）、图（c）所示。（4分）CF1=1CBDA44E(b)单位弯矩图M1(m)CBD1010AE120120(c)荷载弯矩图MF(kNm)（4）计算系数、自由项（5分）112(444/3)/EI264/(3EI)128/(3EI)42.67/EI1F2(12044/32/34102)/EI2(1760/3)/EI1173.33/EI（5）解方程求基本未知量（1分）F11F/113520/33/1283520/12827.5（6）利用叠加原理计算杆端弯矩，并作弯矩图如图

6、（d）所示。（5分）MM1F1MFMBCM1F1MF027.500kNmMBAM1F1MF027.500kNmMABM1F1MF427.512010Nm(左拉）MAB中(100)/2544/85kNm(右拉）MDC0kNmMDE0kNmMEDM1F1MF427.512010kNm(右拉）MED中(100)/2544/85kNm(左拉）CBD55AE1010(d)弯矩图M(kNm)六、试用位移法求解图示结构弯矩图，各杆EI相同，EI=常数。（20分）解：（1）基本未知量为B点的角位移1以及BC杆的水平线位移2，基本系如下图所示。（2分）（2）建立典型方程(1分)k111k12

7、2FR1P0k211k222FR2P0（3）计算系数和自由项（每图各2分，共6分；各系数和自由项各1分，共6分）k11=7i6ik21=-M16ik12=-15ik22=2lM2lql2FR1P=12qlFR2P=-MP（4）解方程得7ql27ql33ql33ql41276i,2（1分）276EI69i69EI（5）利用MM11M22MP做弯矩图（设内拉为正）（4分）MAB7ql26i3ql3ql227ql22il69i12（外拉）276i92MBA7ql26i3ql3ql27ql4il69i1292276i2