河海大学2012-2013结构力学A卷试卷及问题详解.doc

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1、实用文档2012－2013学年第一学期结构力学期末考试（A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.图示简支梁受集中移动荷载作用，其中F1=10kN,F2=20kN，则C截面的剪力最大值出现在F1位于截面C时，其值为10kN。（×）2.图（a）和（b）所示结构，各段杆长相同，荷载作用位置相同，则两者弯矩相同，但若受同样的温度荷载后，两者的弯矩不同。（√）FFABCBACEI，EAEI,EA2EI,2EA2EI

2、,2EA(a)(b)3.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）分别和图（b）、图（c）图乘后结果不相等。（×）（a）（b）（c）实用文档图（a）图（a）二、选择题（选择一个正确答案）（每小题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.图示结构，欲使结点B的转角为零，则F=（B）。A2qaBCDqa3.图示拉杆拱中拉杆的轴力为（A）。A.48kNB.32kNC.22kND

3、.12kN三、填空题（每小题3分，共9分）1．图示桁架各杆EA相同，在荷载作用下，AD杆的轴力为FNDA=。实用文档2．图（a）所示单跨梁受支座移动作用，其中支座A转动角度θ，支座B下沉距离a。用力法求解，取基本体系如图（b）所示，则基本方程中自由项。(a)(b)3.图示结构用力矩分配法计算时，分配系数为2/3，AD杆D端的弯矩100/3kN(顺时针为正)。4m5EIEI3EI3m3mABDC四、试用图乘法求图示结构C点的竖向位移，各杆常数。（16分）F=1图1虚力状态实用文档图2图3解：(1)

4、在原结构C点处沿竖直方向施加单位集中力，建立虚力状态如图1所示。（3分）(2)做出实际荷载作用下（位移状态）的弯矩图图和虚力作用下（虚力状态）的弯矩图图，分别如图2和图3所示。（9分）(3)利用图乘法可求得C点处的竖向位移为（↓）方向向下（4分）五、图示结构中各杆件的截面抗弯刚度均为EI，集中荷载Fp=30kN，均布荷载q=10kN/m，用力法作结构的弯矩图。（20分）ABCDEFPFPqq4m4m4m解：（1）图示结构为2次超静定结构。考虑到是对称结构受反对称荷载，取对称基本系，对称面上对称的

5、基本未知量为零，只需求反对称的基本未知量，力法基本系如图（a）所示。（4分）实用文档ABCDEFPFPqq(a)力法基本系F1（2）力法典型方程（1分）（3）作单位弯矩图、荷载弯矩图，分别如图（b）、图（c）所示。（6分）ABCDE(b)单位弯矩图M1(m)F1=1444ABCDE(c)荷载弯矩图MF(kNm)2002002020（4）计算系数、自由项（4分）（5）解方程求基本未知量（1分）实用文档（6）利用叠加原理计算杆端弯矩，并作弯矩图如图（d）所示。（4分）ABCDE(d)弯矩图M(kNm

6、)1351351515656565六、试用位移法作图示刚架的弯矩图，EI为常数。（20分）解：（1）选取基本未知量，结点C的角位移Z1和结点E的竖向线位移Z2实用文档，建立基本体系如下图所示。（2分）基本体系（2）建立位移法基本方程（1分）（3）计算系数和自由项（12分）令，绘制单位弯矩图和荷载弯矩图，根据平衡条件求出各系数和自由项。（3个图各2分，6个系数各1分）图图图（4）求解基本未知量（1分）实用文档解得，（5）根据叠加原理，求控制截面弯矩，作出弯矩图，校核。（4分）M图（单位：KN·m）

7、七、利用影响线计算图示梁A支座的竖向反力和B支座的反力偶。（12分）解：影响线如图所示：（3分）（3分）实用文档影响线如图所示：（3分）（3分）八、图示刚架，，，，；不计轴向变形，结点自由度编号如图中结点编号中括弧中编码所示；试形成矩阵位移法中的等效结点荷载列阵。（8分）解：单元编号如图：实用文档单元局部坐标系如图所示：（1）各单元的固端力列阵如下：（3分），（2）作用在单元上的固端力引起的等效荷载列阵为（2分），（3）直接作用在结点上的荷载列阵为（2分）（4）整体等效结点荷载列阵为（1分）