西南交大结构力学A期末考试小抄
一、单项选择题(只有一个选项正确，共10道小题)
1. 力法典型方程的物理意义是：
(A) 结构的平衡条件；
(B) 结点的平衡条件；
(C) 结构的变形协调条件；
(D) 结构的平衡条件及变形协调条件。
正确答案：C
2. 图示连续梁用力法求解时, 最简便的基本结构是：
(A) 拆去B、C两支座；
(B) 将A支座改为固定铰支座，拆去B支座；
(C) 将A支座改为滑动支座，拆去B支座；
(D) 将A支座改为固定铰支座，B处改为完全铰。
正确答案：D
3. 在图示结构中，若减小拉杆的刚度EA，则梁内D截面弯矩如何？
(A) 不变
(B) 增大
(C) 减小
(D) 大于
正确答案：B
4. 图 A～D所示结构均可作为图示连续梁的力法基本结构，使得力法计算最为简便的基本结构是：
(A)
(B)
(C)
(D)
正确答案：C
5. 图示各结构在图示荷载作用下，不计轴向变形影响，产生弯矩的是
(A)
(B)
(C)
(D)
正确答案：B
6. 位移法的基本未知数是：
(A) 结构上任一截面的角位移和线位移； >
(B) 结构上所有截面的角位移和线位移；
(C) 结构上所有结点的角位移和线位移；
(D) 结构上所有结点的独立角位移和独立线位移。
正确答案：D
7. 位移法典型方程中的系数表示的是基本结构在
(A)
个结点位移产生的第j第j个附加约束中的反力（矩）；
(C) 第j个结点位移产生的第i个附加约束中的反力（矩）。
(D) 第j个结点位移产生的第j个附加约束中的反力（矩）。正确答案：C
8. 欲使图示结点A的转角＝0，应在结点A施加的力偶M ＝
(A) 5i
(B) －5i
(C) C．
(D)
正确答案：D
9.
位移法的适用范围：
(A) 不能解静定结构；
(B) 只能解超静定结构；
(C) 只能解平面刚架；
(D) 可解任意结构。
正确答案：D
10. 图示排架结构，横梁刚度为无穷大，各柱EI相同，则F N2＝
(A) FP；
(B) FP／2 ；
(C) 0；
(D) 不确定（与abc的值有关）。
正确答案：B
二、判断题(判断正误，共7道小题)
11.超静定结构中多余约束或多余未知力的数目称为超静定次数。
正确答案：说法正确
12.图示结构中，去掉其中任意两根支座链杆后余下部分都可作为力法计算的基本体系。
正确答案：说法错误
13.在图示体系中，去掉其中任意两根支座链杆后，所余下部分都是几何不变的。
正确答案：说法错误
14.位移法典型方程的物理含义是基本体系附加约束中的反力或反力矩等于零，实质上是原结构的平衡条件。
正确答案：说法正确
15.图a所示结构，取图b为力法基本结构，则其力法方程为
正确答案：说法错误
16.结构按位移法计算时，其典型方程的数目与结点位移数目相等。
正确答案：说法正确
17.欲使图示结构中的A点发生向右单位移动，应在A点施加的力
正确答案：说法正确
三、主观题(共8道小题)
18.用力法作图示结构的M图，EI＝常数。
建立力法方程：
绘单位弯矩图和荷载弯矩图，求系数和自由项，求解出，即
由叠加原理作出最后弯矩图。
19.用力法计算，并绘图示结构的M图。EI = 常数。
参考答案：
建立力法方程：
绘单位弯矩图和荷载弯矩图，求系数和自由项，求解出，即
20.用位移法作图示结构M图，各杆线刚度均为i，各杆长为l 。
参考答案：
21.已知图示结构在荷载作用下结点A产生之角位移（逆时针方向），试作M图。
参考答案：
22.图（a）所示结构，选取图（b）所示的力法基本结构计算时，其。
参考答案：
23.图示结构用位移法求解时典型方程的系数r22为。
参考答案：
24.图示排架结构，横梁刚度为无穷大，各柱EI相同，则F N2＝。
参考答案：
F P／2
25.图示刚架，已求得B点转角＝0.717/ i ( 顺时针）, C 点水平位移＝ 7.
579/ i（），则＝，＝。
参考答案：
－13.9；－5.68
试卷二
一、单项选择题(只有一个选项正确，共8道小题)
1. 单元刚度方程是表示一个单元的下列两组量值之间的相互关系：
(A) 杆端力与结点外力；
(B) 杆端力与杆端位移；
(C) 杆端位移与结点位移；
(D) 结点外力与结点位移。
正确答案：B
2. 图示结构，用矩阵位移法计算时的未知量数目为：
(A) 9；
(B) 5；
(C) 10；
(D) 6 。
正确答案：D
3. 单元刚度矩阵中元素的物理意义是：
(A) 当且仅当时引起的与相应的杆端力；
(B) 当且仅当时引起的与相应的杆端力；
(C) 当时引起的与相应的杆端力；
(D) 当时引起的与相应的杆端力。
正确答案：C
4. 在图示整体坐标系中，单元的倾角是（）
(A) 45°
(B) －45°
(C) 135°
(D) 225°
正确答案：C
5. 在图示整体坐标系中，单元的倾角是（）
(A) 45°
(B) －45°
(C) 135°
(D) 225°
正确答案：D
6. 矩阵位移法中，结构的原始刚度方程是表示下列两组量值之间的相互关系：（）
(A) 杆端力与结点位移；
(B) 杆端力与结点力；
(C) 结点力与结点位移；
(D) 结点位移与杆端力。
正确答案：C
7. 结构的原始刚度矩阵名称中，“原始”两字是强调：（）
(A) 已进行位移边界条件的处理；
(B) 尚未进行位移边界条件的处理；
(C) 已进行力的边界条件的处理；
(D) 尚未进行力的边界条件的处理。
正确答案：B
8. 平面杆件结构用后处理法建立的原始刚度方程组，（）
(A) 可求得全部结点位移；
(B) 可求得可动结点的位移；
(C) 可求得支座结点位移；
(D) 无法求得结点位移。
正确答案：D
二、判断题(判断正误，共6道小题)
9.用矩阵位移法计算连续梁时无需对单元刚度矩阵作坐标变换。
正确答案：说法正确
10.结构原始刚度矩阵与结点位移编号方式无关。
正确答案：说法错误
11.在矩阵位移法中整体分析的实质是结点平衡。
正确答案：说法正确
12.矩阵位移法中，单元的刚度方程是表示结点力与杆端位移的转换关系。
正确答案：说法错误
13.图示连续梁，用矩阵位移法计算时的基本未知量数目为3。
正确答案：说法正确
14.单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。
正确答案：说法错误
三、主观题(共8道小题)
15.用先处理法写出图示结构的结构刚度矩阵K，E =常数。不计轴向变形影响。
参考答案：
16.试求图示结构原始刚度矩阵中的子块K22的4个元素。已知各杆件在整体坐标系中的单元刚度矩阵为：
参考答案：
17.求图示结构的自由结点荷载列阵F
参考答案：
18.已用矩阵位移法求得图a所示结构单元③的杆端力(整体坐标)为
参考答案：
19.在矩阵位移法中，处理位移边界条件时有以下两种方法，即和
，前一种方法的未知量数目比后一种方法的。
参考答案：
先处理法；后处理法；少 ( 或：后处理法，先处理法，多 )
20.矩阵位移法中，单元的刚度方程是表示与的转换关系。
参考答案：
杆端力；杆端位移
21.局部坐标系中自由单元刚度矩阵的特性有、。
参考答案：
奇异性；对称性
22.结构原始刚度矩阵中，元素K45的物理意义就是＝1时，所应有的数值。参考答案：；在方向产生的力
试卷三
一、单项选择题(只有一个选项正确，共9道小题)
1. 静力荷载与动力荷载的主要区别在于前者：（）
(A) 不改变位置；
(B) 不改变方向；
(C) 可忽略惯性力；
(D) 不产生很大内力。
正确答案：C
2. 体系的自振频率的物理意义是：（）
(A) 振动一次所需时间；
(B) 秒内振动的次数；
(C) 干扰力在秒内变化的周数；
(D) 每秒内振动的次数。
正确答案：B
3. 单自由度体系自由振动的振幅取决于：（）
(A) 初位移；
(B) 初速度；
(C) 初位移、初速度与质量；
(D) 初位移、初速度与结构自振频率。
正确答案：D
4. 使单自由度体系的阻尼增加，其结果是：( )
注：阻尼增加后仍是小阻尼。
(A) 周期变长；
(B) 周期不变；
(C) 周期变短；
(D) 周期视具体体系而定。
正确答案：A
5. 在图示结构中，若要使其自振频率增大，可以 ( )
(A) 增大；
(B) 增大m；
(C) 增大EI；
(D) 增大l 。
正确答案：C
6. 无阻尼单自由度体系在简谐荷载作用下，共振时与动荷载相平衡的是（）
(A) 弹性恢复力；
(B) 惯性力
(C) 惯性力与弹性力的合力；
(D) 没有力。
正确答案：D
7. 无阻尼单自由度体系在简谐荷载作用下，当θ＞＞ω时，质点位移幅值( )
(A) 是无穷大；
(B) 很大；
(C) 很小；
(D) 等于静位移。
正确答案：C
8. 简谐荷载作用于单自由度体系时的动力系数的变化规律是：( )
(A) 干扰力频率越大，越大(指绝对值，下同)；
(B) 干扰力频率越小，越大；
(C) 干扰力频率越接近自振频率，越大；
(D) 有阻尼时，阻尼越大，越大。
正确答案：C
9. 阻尼对单自由度体系振动的影响是：（）
(A) 阻尼越大，周期越大；
(B) 阻尼越大，频率越大；
(C) 阻尼越大，振幅越大；
(D) 阻尼越大，动力系数越大。
正确答案：A
解答参考：
二、判断题(判断正误，共4道小题)
10.图示体系(不计杆件的质量)的振动自由度是3。
正确答案：说法错误
11.体系在动荷载作用下产生的振动称为强迪振动。研究强迫振动，可以得到结构的动力反应。正确答案：说法正确
12.频率、主振型是体系本身的固有特性，与外荷载无关。
正确答案：说法正确
13.单自由度体系的自振频率ω与质点的质量m成正比，m愈大，ω愈大。
正确答案：说法错误
三、主观题(共11道小题)
14.图示体系各杆EI、l 相同，不计各杆自重。试求其自振频率。
参考答案：
15.
参考答案：
16.不计杆件质量和阻尼影响，建立图示体系(EI = 常数)的运动方程。
参考答案：
17.图示结构，不计杆质量。试求其自振频率。
参考答案：
18.
参考答案：
19.结构动力学与结构静力学的最主要的区别是：。
参考答案：
考虑结构因振动而产生的惯性力和阻尼力。
20.在图示结构中，若要使其自振频率ω增大，可以采取增大减小的措施。
参考答案：
EI；m；
21.由于体系存在阻尼，相对无阻尼情况，其变长，共振时的变小。参考答案：
周期，振幅
22.简谐荷载是指随时间按 (或 )规律变化的周期性荷载。
参考答案：
正弦；(或余弦)
23.单自由度无阻尼体系受简谐荷载作用，
若稳态受迫振动可表为，则式中计算公式为，是。
参考答案：
；简谐荷载幅值作为静力引起的质点位移。
24.单自由度体系受简谐荷载作用的无阻尼稳态解中，位移动力系数μ的定义是，计算公式是。
参考答案：
定义：动力位移的最大值与静力位移的比值；公式：
试卷四
一、单项选择题(只有一个选项正确，共6道小题)
1. 当单位荷载F P=1在图示简支梁的CB段上移动时，C截面剪力的影响线方程为：（）
(A) x /l；
(B) －x/l ；
(C) －( l－x )/l ；
(D) (l－x ) /l 。
正确答案：D
2. 图示梁A截面弯矩影响线是：（ )
(A)
(B)
(C)
(D)
正确答案：A
3. 结构上某量值的影响线的量纲是：( )
(A) 该量值的量纲；
(B) 该量值的量纲／［力］；
(C) 该量值的量纲×［力］；
(D) 该量值的量纲／［长度］。
正确答案：B
4. 关于图示影响线竖标含义的论述正确的是：( )
(A) 竖标b为FP＝1在C点偏左时产生的FQC值；
(B) 竖标b为FP＝1在C点偏右时产生的FQC值；
(C) 竖标b为F P＝1在C点时产生的值；
(D) 竖标b为F P＝1在C点时产生的值。
正确答案：B
5. 图示结构影响线已作出如图所示，其中竖标表示：( )
(A) FP＝1在D时，截面E的弯矩值；
(B) FP＝1在B时，C截面的弯矩值；
(C) FP＝1在B时，截面E的弯矩值；
(D) FP＝1在E时，C截面的弯矩值。
正确答案：C
6. 图示结构某截面的弯矩影响线已作出如图所示，其中竖标是表示：( )
《结构力学》期末考试试卷(A、B卷-含答案)解析
***学院期末考试试卷 一、 填空题（20分）（每题2分） 1.一个刚片在其平面内具有 3 个自由度； 一个点在及平面内具有 2 自由 度；平面内一根链杆自由运动时具有 3 个自由度。 2.静定结构的内力分析的基本方法 截面法，隔离体上建立的基本方程是 平衡方程 。 3.杆系结构在荷载，温度变化，支座位移等因素作用下会产生 变形 和 位移 。 4.超静定结构的几何构造特征是 有多余约束的 几何不变体系 。 5.对称结构在对称荷载作用下，若取对称基本结构和对称及反对称未知力，则其 中 反对称 未知力等于零。 6.力矩分配法适用于 没有侧移未知量的超静定梁与刚架 。 7.绘制影响线的基本方法有 静力法 法和 机动法 法。 8.单元刚度矩阵的性质有 奇异性 和 对称性 。 9.结构的动力特性包括 结构的自阵频率；结构的振兴型； 结构的阻尼 。 10. 在自由振动方程0)()(2)(2. .. =++t y t y t y ωξω式中，ω称为体系的 自振频率 ，ξ称为 阻尼比 。
二、试分析图示体系的几何组成（10分） （1）（２）答案： （1）答：该体系是几何不变体系且无余联系。 （2）答：该体系是几何不变体系且无多余联系。 三、试绘制图示梁的弯矩图（１０分） （1）（2） 答案： （１）（２） M图 四、简答题（20分） 1.如何求单元等效结点荷载？等效荷载的含义是什么？答案： 2.求影响线的系数方程与求内力方程有何区别？ 答案： 3.动力计算与静力计算的主要区别是什么？ 答案：
4.自由振动的振幅与那些量有关？ 答案 五、计算题（40分） 1、用图乘法计算如图所示简支梁A 截面的转角A 。已知EI=常量。（10分） 答案： 解：作单位力状态，如图所示。分别作出p M 和M 图后，由图乘法得： 2.试作图示伸臂量的By F K M 的影响线。 答案： By F 的影响线 K M 的影响线
结构力学2期末考试复习题
一、判断题： 1、力矩分配法中的分配系数、传递系数与外来因素（荷载、温度变化等）有关。（ ） 2、若图示各杆件线刚度i 相同，则各杆A 端的转动刚度S 分别为：4 i , 3 i , i 。（√ ） A A A 3、图示结构EI =常数，用力矩分配法计算时分配系数4 A μ= 4 / 11。（ ） 1 2 3 4 A l l l l 4、图示结构用力矩分配法计算时分配系数μAB =12/，μAD =18/。（√ ） B C A D E =1i =1 i =1i =1 i 5、用力矩分配法计算图示结构，各杆l 相同，EI =常数。其分配系数μBA =0.8，μBC =0.2， μBD =0。（√ ） A B C D 6、单元刚度矩阵反映了该单元杆端位移与杆端力之间的关系。（√ ） 7、单元刚度矩阵均具有对称性和奇异性。（ X ） 8、局部坐标系与整体坐标系之间的坐标变换矩阵T 是正交矩阵。（√ ） 9、结构刚度方程矩阵形式为：[]{}{}K P ?=，它是整个结构所应满足的变形条件。（ X ） 10、矩阵位移法中，等效结点荷载的“等效原则”是指与非结点荷载的结点位移相等。（√ ）
二．选择题 (1)欲使图2－1所示体系的自振频率增大，在下述办法中可采用：（ D ） A．增大质量 m； B．将质量 m 移至梁的跨中位置；C．减小梁的 EI； D．将铰支座改为固定支座。 图2－1 (2)平面杆件结构一般情况下的单元刚度矩阵[]66? k，就其性质而言，是：（ B ） A．非对称、奇异矩阵； B．对称、奇异矩阵； C．对称、非奇异矩阵； D．非对称、非奇异矩阵。 (3)已知图2－3所示刚架各杆 EI = 常数，当只考虑弯曲变形，且各杆单元类型相同时，采用先处理法进行结点位移编号，其正确编号是：（A ） 图2－3
钢结构考试填空简答题(缩印版)
21.结构的可靠度是指在规定的时间内,规定的 条件 下,完成预定功能的概率。 22.型钢代号L100×80×8中,80表示 角钢短边宽为80mm 。 23.Q235AF 钢中的A 表示 质量等级为A 或Ａ级 。 24.钢材的抗拉和抗弯强度标准值为 屈服强度 。 25.非焊接部位的疲劳计算公式中的 ?σ= σσmax .-07mim 。 26.选用焊条及焊丝型号的原则是使焊缝金属与主体金属 强度相适应 。 27.普通螺栓受拉力作用时,螺栓的设计强度取值较低,这是考虑到 杠杆作用 对螺栓的不利影响。 28.对轴心受力构件,正常使用极限状态是控制构件的 长细比 。 29.影响梁局部稳定性的最主要因素是板件的 高厚比 。 30.压弯构件弯矩作用平面外的失稳属于 弯扭 屈曲。 1.用结构钢材制成的拉伸试件进行拉伸试验时，得到的平均应力-应变关系曲线(σ-ε关系曲线)可分为 弹性阶段 、 弹塑性阶段 、 塑性阶段 、 强化阶段 和颈缩阶段。 2.计算直角角焊缝承载能力时是以 45°方向的最小截面为危险截面，此危险截面称为角焊缝的计算截面或有效截面。侧面角焊缝的强度要比正面角焊缝的强度 低 。 3.其长度的分布 越不均匀 。 4.轴心受拉构件的承载能力极限状态是 强度承载力极限状态即钢材的屈服点 。 实腹式拉弯构件的截面出现 塑性铰 是构件承载能力的极限状态。但对格构式拉弯构件或冷弯薄壁型钢截面拉弯杆，常把 截面边缘开始屈服 截面边缘开始屈服_视为构件的极限状态。这些都属于强度的破坏形式，对于轴心拉力很小而弯矩很大的拉弯杆也可能存在和梁类似的弯扭失稳的破坏形式。 21．在弯矩作用下，摩擦型高强度螺栓群的中和轴位于 螺栓群形心轴 。 22．在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的 设计 值。 23．型钢代号L100×8中，L 表示 角钢 。 24．Q235BF 钢中的F 表示 沸腾钢 。 25．动力荷载作用下钢材抵抗脆性破坏的性能指标为 冲击韧性AKV 值 。 26．部分T 型钢是半个 H 型钢。 27．在计算两端简支工字形轴压柱 翼缘 板的临界应力时，它的支承条件简化为三边简支，一边自由。 28．在承受静力荷载的角焊缝中，侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝 小 。 29．工字形截面梁按弹性设计时，应使翼缘的宽厚比b 1/t 1≤ 30图所示格柱截面中，虚轴指的是 X 轴。 1.钢材的设计强度 是取钢材 屈服点 强度的标准值除以 抗力分项系数 。 3.钢材代号A3F 表示 甲 类、 平 炉、3号 沸腾 钢。 4.普通螺栓靠螺栓的承压力和抗剪承载力传递剪力，而高强度螺栓首先靠 构件间的摩擦力 传递剪力。 5.柱脚和柱头的设计内容都包括 构造设计 ， 传力过程分析 ， 和 零部件计算 。 6.屋架的主要几何尺寸包括 跨度 和 高度 。 8.屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连接，一般做成十字形截面，这时若中央竖杆长度为 ，则它的计算长度为 0.9 。 10.梁腹板加劲肋按作用分为两种 间隔加劲肋 和 支承加劲肋 。 11.钢结构采用的钢材品种主要为 热轧钢板 、 热轧型钢 以及 冷弯薄壁型钢 。 一、简答题 37.简述构件初弯曲、荷载初偏心、残余应力对轴心受压构件整体稳定承载力的影响，并说明实腹式轴心受压构件的设计计算项目。 (1)构件初弯曲和荷载初偏心的影响 具有初始偏心的轴心受压构件的临界力低于无偏心的轴心受压构件,且偏心越大,临界力下降也越大。由于初弯曲的存在,降低了构件的临界力,初弯曲越大,临界力下降也越多。 (2)残余应力的影响 残余应力的压力部分,可使截面弹性范围减小,全截面的抗弯刚度就下降,对轴心受压构件稳定承载力的影响:残余应力的存在；降低轴心受压构件的临界应力,残余应力的分布不同,影响也不同；残余应力对不同轴的临界力的影响程度不同。 (3)设计计算项目为 强度 刚度 整体稳定性 局部稳定性 1.结构或构件的承载能力极限状态包括哪些计算内容?正常使用极限状态又包括哪些内容? 结构或构件的承载能力极限状态包括静力强度、动力强度和稳定等的计算〉达到这种极限状态时，结构或构件达到了最大承载力而发生破坏，或达到了不适于继续承受荷载的巨大变形。结构或构件的正常使用极限状态是对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。达此极限状态时，结构或构件虽仍保持承载力，但在正常荷载和作用下产生的变形已不能使结构或构件满足正常使用的要求，包括静力荷载作用下产生的巨大变形和动力荷载作用下产生的剧烈振动等。 2.为什么采用钢材的屈服点f y 作为设计强度标准值?无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定? (1)它是钢材开始塑性工作的特征点，钢材屈服后，塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理，避免发生破坏；(2)从屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大200倍，且抗拉强度与屈服点之比(强屈比)较大，是钢结构的极大后备强度，使钢材不会发生真正的塑性破坏，十分安全可靠。对无明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为0.2%所对应的应力作为屈服点。 3.为了保证实腹式轴压杆件组成板件的局部稳定，有哪几种处理方法? 对翼缘板，可通过增加其厚度，使其宽厚比不超过一定的限值以确保其满足局部稳定性要求；对腹板，一方面可以通过增加其厚度，使其高厚比不超过一定的限值，也可在腹板中央沿腹板全长设置一根纵向加劲肋，以保证其局部稳定性要求。 4.何谓焊接板梁的最大高度h max 和最小高度h min ?梁的经济高度h e 的范围?腹板太厚或太薄会出现什么问题? 梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板顶面之间的高度，它的限制决定了梁的最大可能高度h max ，一般由建筑师提出；刚度要求是要求梁的挠度v ≤［v ］，它决定了梁的最小高度h min ；由经济条件可定出梁的经济高度h e ，一般由梁的用钢量为最小来确定，梁的经济高度的范围为：h min ≤h e ≤h max ，腹板太厚将增加用钢量，导致不经济，而太薄，梁的腹板将不能保证局部稳定性要求，从而使梁的稳定性承载能力降低。 1.请说出单向应力状态下钢材的基本力学性能指标。 屈服强度 ，极限抗拉强度 ，伸长率 ，弹性模量 ，冷弯性能 2.焊缝的质量标准分为几级？应分别对应于哪些受力性质的构件和所处部位。 焊缝的质量标准分为三级 。角焊缝和一般对接焊缝采用三级即可 ，与钢材等强度的受拉受弯对接焊缝则应用一级或二级 ，须对焊缝附近主体金属作疲劳计算的横向对接焊缝用一级 ，纵向对接焊缝和翼缘连接焊缝用二级 。 3.请简述实腹式受压构件的截面设计原则。 等稳定性 ，宽肢薄壁 ，制造省工 ，连接简便 。 4.试列出普通螺栓抗剪连接破坏的5种破坏形式。 螺栓杆被剪坏 ，螺栓杆受弯破坏 ，孔壁挤压破坏 ，连接板被拉坏 ，连接板被剪坏 。 5.请通过公式说明如何提高梁的整体稳定性。 梁的临界弯矩值越大说明梁的整体稳定性越好 。提高梁侧向抗弯刚度 能提高梁的整体稳定性 ，提高梁的抗扭刚度 能提高梁的整体稳定性 ，改变受力支撑等条件增大梁整体稳定屈曲系数 能提高梁的整体稳定性 ，减小受压翼缘自由端长度 能提高梁的整体稳定性 。 21.结构的可靠度是指在规定的时间内,规定的 条件 下,完成预定功能的概率。 22.型钢代号L100×80×8中,80表示 角钢短边宽为80mm 。 23.Q235AF 钢中的A 表示 质量等级为A 或Ａ级 。 24.钢材的抗拉和抗弯强度标准值为 屈服强度 。 25.非焊接部位的疲劳计算公式中的 ?σ= σσmax .-07mim 。 26.选用焊条及焊丝型号的原则是使焊缝金属与主体金属 强度相适应 。 27.普通螺栓受拉力作用时,螺栓的设计强度取值较低,这是考虑到 杠杆作用 对螺栓的不利影响。 28.对轴心受力构件,正常使用极限状态是控制构件的 长细比 。 29.影响梁局部稳定性的最主要因素是板件的 高厚比 。 30.压弯构件弯矩作用平面外的失稳属于 弯扭 屈曲。 1.用结构钢材制成的拉伸试件进行拉伸试验时，得到的平均应力-应变关系曲线(σ-ε关系曲线)可分为 弹性阶段 、 弹塑性阶段 、 塑性阶段 、 强化阶段 和颈缩阶段。 计算直角角焊缝承载能力时是以 45°方向的最小截面为危险截面，此危险截面称为角焊缝的计算截面或有效截面。侧面角焊缝的强度要比正面角焊缝的强度 低 。 3.侧面角焊缝的计算长度与其焊脚高度之比越大，侧面角焊缝的应力沿其长度的分布 越不均匀 。 4.轴心受拉构件的承载能力极限状态是 强度承载力极限状态即钢材的屈服点 。 5.实腹式拉弯构件的截面出现 塑性铰 是构件承载能力的极限状态。但对格构式拉弯构件或冷弯薄壁型钢截面拉弯杆，常把 截面边缘开始屈服 截面边缘开始屈服_都属于强度的破坏形式，对于轴心拉力很小而弯矩很大的拉弯杆也可能存在和梁类似的弯扭失稳的破坏形式。 21．在弯矩作用下，摩擦型高强度螺栓群的中和轴位于 螺栓群形心轴 。 ．在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的 设计 值。 23．型钢代号L100×8中，L 表示 角钢 。 24．Q235BF 钢中的F 表示 沸腾钢 。 25．动力荷载作用下钢材抵抗脆性破坏的性能指标为 冲击韧性AKV 值 。 26．部分T 型钢是半个 H 型钢。 27．在计算两端简支工字形轴压柱 翼缘 板的临界应力时，它的支承条件简化为三边简支，一边自由。 28．在承受静力荷载的角焊缝中，侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝 小 。 29．工字形截面梁按弹性设计时，应使翼缘的宽厚比b 1/t 1≤ 30图所示格柱截面中，虚轴指的是 X 轴。 1.钢材的设计强度 是取钢材 屈服点 强度的标准值除以 抗力分项系数 。 3.钢材代号A3F 表示 甲 类、 平 炉、3号 沸腾 钢。 4.普通螺栓靠螺栓的承压力和抗剪承载力传递剪力，而高强度螺栓首先靠 构件间的摩擦力 传递剪力。 5.柱脚和柱头的设计内容都包括 构造设计 ， 传力过程分析 ， 和 零部件计算 。 6.屋架的主要几何尺寸包括 跨度 和 高度 。 8.屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连接，一般做成十字形截面，这时若中央竖杆长度为 ，则它的计算长度为 0.9 。 10.梁腹板加劲肋按作用分为两种 间隔加劲肋 和 支承加劲肋 。 11.钢结构采用的钢材品种主要为 热轧钢板 、 热轧型钢 以及 冷弯薄壁型钢 。 一、简答题 37.简述构件初弯曲、荷载初偏心、残余应力对轴心受压构件整体稳定承载力的影响，并说明实腹式轴心受压构件的设计计算项目。 (1)构件初弯曲和荷载初偏心的影响 具有初始偏心的轴心受压构件的临界力低于无偏心的轴心受压构件,且偏心越大,临界力下降也越大。由于初弯曲的存在,降低了构件的临界力,初弯曲越大,临界力下降也越多。 (2)残余应力的影响 残余应力的压力部分,可使截面弹性范围减小,全截面的抗弯刚度就下降,对轴心受压构件稳定承载力的影响:残余应力的存在；降低轴心受压构件的临界应力,残余应力的分布不同,影响也不同；残余应力对不同轴的临界力的影响程度不同。 (3)设计计算项目为 强度 刚度 整体稳定性 局部稳定性 1.结构或构件的承载能力极限状态包括哪些计算内容?正常使用极限状态又包括哪些内容? 结构或构件的承载能力极限状态包括静力强度、动力强度和稳定等的计算〉达到这种极限状态时，结构或构件达到了最大承载力而发生破坏，或达到了不适于继续承受荷载的巨大变形。结构或构件的正常使用极限状态是对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。达此极限状态时，结构或构件虽仍保持承载力，但在正常荷载和作用下产生的变形已不能使结构或构件满足正常使用的要求，包括静力荷载作用下产生的巨大变形和动力荷载作用下产生的剧烈振动等。 2.为什么采用钢材的屈服点f y 作为设计强度标准值?无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定? (1)它是钢材开始塑性工作的特征点，钢材屈服后，塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理，避免发生破坏；(2)从屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大200倍，且抗拉强度与屈服点之比(强屈比)较大，是钢结构的极大后备强度，使钢材不会发生真正的塑性破坏，十分安全可靠。对无明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为0.2%所对应的应力作为屈服点。 3.为了保证实腹式轴压杆件组成板件的局部稳定，有哪几种处理方法? 对翼缘板，可通过增加其厚度，使其宽厚比不超过一定的限值以确保其满足局部稳定性要求；对腹板，一方面可以通过增加其厚度，使其高厚比不超过一定的限值，也可在腹板中央沿腹板全长设置一根纵向加劲肋，以保证其局部稳定性要求。 4.何谓焊接板梁的最大高度h max 和最小高度h min ?梁的经济高度h e 的范围?腹板太厚或太薄会出现什么问题? 梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板顶面之间的高度，它的限制决定了梁的最大可能高度h max ，一般由建筑师提出；刚度要求是要求梁的挠度v ≤［v ］，它决定了梁的最小高度h min ；由经济条件可定出梁的经济高度h e ，一般由梁的用钢量为最小来确定，梁的经济高度的范围为：h min ≤h e ≤h max ，腹板太厚将增加用钢量，导致不经济，而太薄，梁的腹板将不能保证局部稳定性要求，从而使梁的稳定性承载能力降低。 1.请说出单向应力状态下钢材的基本力学性能指标。 屈服强度 ，极限抗拉强度 ，伸长率 ，弹性模量 ，冷弯性能 2.焊缝的质量标准分为几级？应分别对应于哪些受力性质的构件和所处部位。 焊缝的质量标准分为三级 。角焊缝和一般对接焊缝采用三级即可 ，与钢材等强度的受拉受弯对接焊缝则应用一级或二级 ，须对焊缝附近主体金属作疲劳计算的横向对接焊缝用一级 ，纵向对接焊缝和翼缘连接焊缝用二级 。 3.请简述实腹式受压构件的截面设计原则。 等稳定性 ，宽肢薄壁 ，制造省工 ，连接简便 。 4.试列出普通螺栓抗剪连接破坏的5种破坏形式。 螺栓杆被剪坏 ，螺栓杆受弯破坏 ，孔壁挤压破坏 ，连接板被拉坏 ，连接板被剪坏 。 5.请通过公式说明如何提高梁的整体稳定性。 梁的临界弯矩值越大说明梁的整体稳定性越好 。提高梁侧向抗弯刚度 能提高梁的整体稳定性 ，提高梁的抗扭刚度 能提高梁的整体稳定性 ，改变受力支撑等条件增大梁整体稳定屈曲系数 能提高梁的整体稳定性 ，减小受压翼缘自由端长度 能提高梁的整体稳定性 。 21.结构的可靠度是指在规定的时间内,规定的 条件 下,完成预定功能的概率。 22.型钢代号L100×80×8中,80表示 角钢短边宽为80mm 。 23.Q235AF 钢中的A 表示 质量等级为A 或Ａ级 。 24.钢材的抗拉和抗弯强度标准值为 屈服强度 。 25.非焊接部位的疲劳计算公式中的 ?σ= σσmax .-07mim 。 26.选用焊条及焊丝型号的原则是使焊缝金属与主体金属 强度相适应 。 27.普通螺栓受拉力作用时,螺栓的设计强度取值较低,这是考虑到 杠杆作用 对螺栓的不利影响。 28.对轴心受力构件,正常使用极限状态是控制构件的 长细比 。 29.影响梁局部稳定性的最主要因素是板件的 高厚比 。 30.压弯构件弯矩作用平面外的失稳属于 弯扭 屈曲。 1.用结构钢材制成的拉伸试件进行拉伸试验时，得到的平均应力-应变关系曲线(σ-ε关系曲线)可分为 弹性阶段 、 弹塑性阶段 、 塑性阶段 、 强化阶段 和颈缩阶段。 2.计算直角角焊缝承载能力时是以 45°方向的最小截面为危险截面，此危险截面称为角焊缝的计算截面或有效截面。侧面角焊缝的强度要比正面角焊缝的强度 低 。 3.侧面角焊缝的计算长度与其焊脚高度之比越大，侧面角焊缝的应力沿其长度的分布 越不均匀 。 4.轴心受拉构件的承载能力极限状态是 强度承载力极限状态即钢材的屈服点 。 实腹式拉弯构件的截面出现 塑性铰 是构件承载能力的极限状态。但对格构式拉弯构件或冷弯薄壁型钢截面拉弯杆，常把 截面边缘开始屈服 截面边缘开始屈服_视为构件的极限状态。这些都属于强度的破坏形式，对于轴心拉力很小而弯矩很大的拉弯杆也可能存在和梁类似的弯扭失稳的破坏形式。 21．在弯矩作用下，摩擦型高强度螺栓群的中和轴位于 螺栓群形心轴 。 22．在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的 设计 值。 23．型钢代号L100×8中，L 表示 角钢 。 24．Q235BF 钢中的F 表示 沸腾钢 。 25．动力荷载作用下钢材抵抗脆性破坏的性能指标为 冲击韧性AKV 值 。 26．部分T 型钢是半个 H 型钢。 27．在计算两端简支工字形轴压柱 翼缘 板的临界应力时，它的支承条件简化为三边简支，一边自由。 28．在承受静力荷载的角焊缝中，侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝 小 。 29．工字形截面梁按弹性设计时，应使翼缘的宽厚比b 1/t 1≤ 30图所示格柱截面中，虚轴指的是 X 轴。 1.钢材的设计强度 是取钢材 屈服点 强度的标准值除以 抗力分项系数 。 3.钢材代号A3F 表示 甲 类、 平 炉、3号 沸腾 钢。 4.普通螺栓靠螺栓的承压力和抗剪承载力传递剪力，而高强度螺栓首先靠 构件间的摩擦力 传递剪力。 5.柱脚和柱头的设计内容都包括 构造设计 ， 传力过程分析 ， 和 零部件计算 。 6.屋架的主要几何尺寸包括 跨度 和 高度 。 8.屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连接，一般做成十字形截面，这时若中央竖杆长度为 ，则它的计算长度为 0.9 。 10.梁腹板加劲肋按作用分为两种 间隔加劲肋 和 支承加劲肋 。 11.钢结构采用的钢材品种主要为 热轧钢板 、 热轧型钢 以及 冷弯薄壁型钢 。 一、简答题 37.简述构件初弯曲、荷载初偏心、残余应力对轴心受压构件整体稳定承载力的影响，并说明实腹式轴心受压构件的设计计算项目。 (1)构件初弯曲和荷载初偏心的影响 具有初始偏心的轴心受压构件的临界力低于无偏心的轴心受压构件,且偏心越大,临界力下降也越大。由于初弯曲的存在,降低了构件的临界力,初弯曲越大,临界力下降也越多。 (2)残余应力的影响 残余应力的压力部分,可使截面弹性范围减小,全截面的抗弯刚度就下降,对轴心受压构件稳定承载力的影响:残余应力的存在；降低轴心受压构件的临界应力,残余应力的分布不同,影响也不同；残余应力对不同轴的临界力的影响程度不同。 (3)设计计算项目为 强度 刚度 整体稳定性 局部稳定性 1.结构或构件的承载能力极限状态包括哪些计算内容?正常使用极限状态又包括哪些内容? 结构或构件的承载能力极限状态包括静力强度、动力强度和稳定等的计算〉达到这种极限状态时，结构或构件达到了最大承载力而发生破坏，或达到了不适于继续承受荷载的巨大变形。结构或构件的正常使用极限状态是对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。达此极限状态时，结构或构件虽仍保持承载力，但在正常荷载和作用下产生的变形已不能使结构或构件满足正常使用的要求，包括静力荷载作用下产生的巨大变形和动力荷载作用下产生的剧烈振动等。 2.为什么采用钢材的屈服点f y 作为设计强度标准值?无明显屈服点的钢材，其设计强度值如何确定? (1)它是钢材开始塑性工作的特征点，钢材屈服后，塑性变形很大，极易为人们察觉，可及时处理，避免发生破坏；(2)从屈服到钢材破坏，整个塑性工作区域比弹性工作区域约大200倍，且抗拉强度与屈服点之比(强屈比)较大，是钢结构的极大后备强度，使钢材不会发生真正的塑性破坏，十分安全可靠。对无明显屈服点的钢材，以卸载后试件的残余应变为0.2%所对应的应力作为屈服点。 3.为了保证实腹式轴压杆件组成板件的局部稳定，有哪几种处理方法? 对翼缘板，可通过增加其厚度，使其宽厚比不超过一定的限值以确保其满足局部稳定性要求；对腹板，一方面可以通过增加其厚度，使其高厚比不超过一定的限值，也可在腹板中央沿腹板全长设置一根纵向加劲肋，以保证其局部稳定性要求。 4.何谓焊接板梁的最大高度h max 和最小高度h min ?梁的经济高度h e 的范围?腹板太厚或太薄会出现什么问题? 梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板顶面之间的高度，它的限制决定了梁的最大可能高度h max ，一般由建筑师提出；刚度要求是要求梁的挠度v ≤［v ］，它决定了梁的最小高度h min ；由经济条件可定出梁的经济高度h e ，一般由梁的用钢量为最小来确定，梁的经济高度的范围为：h min ≤h e ≤h max ，腹板太厚将增加用钢量，导致不经济，而太薄，梁的腹板将不能保证局部稳定性要求，从而使梁的稳定性承载能力降低。 1.请说出单向应力状态下钢材的基本力学性能指标。 屈服强度 ，极限抗拉强度 ，伸长率 ，弹性模量 ，冷弯性能 2.焊缝的质量标准分为几级？应分别对应于哪些受力性质的构件和所处部位。 焊缝的质量标准分为三级 。角焊缝和一般对接焊缝采用三级即可 ，与钢材等强度的受拉受弯对接焊缝则应用一级或二级 ，须对焊缝附近主体金属作疲劳计算的横向对接焊缝用一级 ，纵向对接焊缝和翼缘连接焊缝用二级 。 3.请简述实腹式受压构件的截面设计原则。 等稳定性 ，宽肢薄壁 ，制造省工 ，连接简便 。 4.试列出普通螺栓抗剪连接破坏的5种破坏形式。 螺栓杆被剪坏 ，螺栓杆受弯破坏 ，孔壁挤压破坏 ，连接板被拉坏 ，连接板被剪坏 。 5.请通过公式说明如何提高梁的整体稳定性。 梁的临界弯矩值越大说明梁的整体稳定性越好 。提高梁侧向抗弯刚度 能提高梁的整体稳定性 ，提高梁的抗扭刚度 能提高梁的整体稳定性 ，改变受力支撑等条件增大梁整体稳定屈曲系数 能提高梁的整体稳定性 ，减小受压翼缘自由端长度 能提高梁的整体稳定性 。
《结构力学》期末考试试卷(A、B卷-含答案)
***学院期末考试试卷 考试科目《结构力学》考 试卷类型 A 答案试 考试形式闭卷成 考试对象土木本科绩 一、填空题（ 20 分）（每题 2 分） 1.一个刚片在其平面内具有 3 个自由度；一个点在及平面内具有 2 自由 度；平面内一根链杆自由运动时具有3个自由度。 2.静定结构的内力分析的基本方法截面法，隔离体上建立的基本方程是平衡方程。 3.杆系结构在荷载，温度变化，支座位移等因素作用下会产生变形和位移。 4.超静定结构的几何构造特征是有多余约束的几何不变体系。 5.对称结构在对称荷载作用下，若取对称基本结构和对称及反对称未知力，则其 中反对称未知力等于零。 6.力矩分配法适用于没有侧移未知量的超静定梁与刚架。 7.绘制影响线的基本方法有静力法法和机动法法。 8.单元刚度矩阵的性质有奇异性和对称性。 9.结构的动力特性包括结构的自阵频率；结构的振兴型；结构的阻尼。 10. 在自由振动方程... 2 y(t) 0 式中， y(t ) 2 y(t )称为体系的自振频 率，称为阻尼比。
二、试分析图示体系的几何组成（10 分） （1）（２）答案： （1）答：该体系是几何不变体系且无余联系。 （2）答：该体系是几何不变体系且无多余联系。 三、试绘制图示梁的弯矩图（１０分） （ 1）（2） 答案： （１）（２） M图 四、简答题（ 20 分） 1.如何求单元等效结点荷载？等效荷载的含义是什么？答案： 2.求影响线的系数方程与求内力方程有何区别？ 答案： 3.动力计算与静力计算的主要区别是什么？ 答案：
4.自由振动的振幅与那些量有关？ 答案 五、计算题（ 40 分） 1、用图乘法计算如图所示简支梁 A 截面的转角 A 。已知EI=常量。（10分） 答案： 解：作单位力状态，如图所示。分别作出M p和 M 图后，由图乘法得： 2.试作图示伸臂量的F By M K的影响线。 答案： F By的影响线 M K的影响线
结构力学期末考试题库
一、判断题(共223小题） 1。结构的类型若按几何特征可分为平面结构和空间结构。(A) 2、狭义结构力学的研究对象是板、壳结构(B)。 3 单铰相当于两个约束。(A) 4、单刚节点相当于三个约束。(A) 5、静定结构可由静力平衡方程确定全部约束力和内力。A 6、超静定结构可由静力平衡方程确定全部约束力和内力B。 7 无多余约束的几何不变体系是静定结构。A 8 三刚片规则中三铰共线为可变体系。B 9 两刚片用一个单铰和一个不通过该铰的链杆组成的体系为静定结构。A 10 两刚片用一个单铰和一个不通过该铰的链杆组成的体系为超静定结构B。 11链杆相当于两个约束。B 12 平面上的自由点的自由度为2 A 13 平面上的自由刚体的自由度为3 A 14 铰结点的特征是所联结各杆可以绕结点中心自由转动。A 15 有多余约束的几何不变体系是超静定结构。A 16 无多余约束的几何可变体系是超静定结构。B 17、无多余约束的几何可变体系是静定结构。B 18刚结点的特征是当结构发生变形时汇交于该点的各杆端间相对转角为零。A 19 三刚片规则中三铰共线为瞬变体系。A 20三个本身无多余约束的刚片用三个不共线的单铰两两相连，则组成的体系为静定结构。A 21 一个刚结点相当于3个约束。 22 一个连接3个刚片的复铰相当于2个单铰。A 23 一个铰结三角形可以作为一个刚片。A 24 一个铰结平行四边形可以作为一个刚片。B 25 一根曲杆可以作为一个刚片。A 26 一个连接４个刚片的复铰相当于2个单铰．B 27 任意体系加上或减去二元体，改变体系原有几何组成性质。B 28 平面几何不变体系的计算自由度一定等于零。B 29 平面几何可变体系的计算自由度一定等于零。B 30 三刚片体系中若有1对平行链杆，其他2铰的连线与该对链杆不平行，则该体系为几何不变体系。A 31 三刚片体系中，若有三对平行链杆，那么该体系仍有可能是几何不变的。B 32 三刚片体系中，若有２对平行链杆，那么该体系仍有可能是几何不变的。A 33 一个单铰相当于一个约束。B 34 进行体系的几何组成分析时，若体系通过三根支座链杆与基础相连，可以只分析体系内部。B 35 三刚片体系中，若有两个虚铰在无穷远处，则该体系一定为几何可变。B 36 有多余约束的体系为静定结构。B 37 静定结构一定几何不变。A 38 超静定结构一定几何不变．A 39 几何不变体系一定是静定结构。B 40几何不变体系一定是超静定结构。B 41力是物体间相互的机械作用。A 42 力的合成遵循平行四边形法则。A 43 力的合成遵循三角形法则。A 44 力偶没有合力。A 45 力偶只能用力偶来平衡。A 46 力偶可以和一个力平衡。B 47 力偶对物体既有转动效应，又有移动效应。B 48 固定铰支座使结构在支承处不能移动也不能转动。B 49 可动铰支座使结构在支承处能够转动，但不能沿链杆方向移动。A 50 结点法求解桁架内力应按照结构几何组成相反顺序来求解。A 51 将一个已知力分解为两个力可得到无数解答。A 52 作用力和反作用力是作用在同一物体上的两个力。B 53 作用力和反作用力是作用在不同物体上的两个力。A 54 两个力在同一轴上的投影相等，此两力必相等 B 55 力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩A 56 力偶在坐标轴上的投影的代数和等于零A 57 一个固定铰支座相当于两个约束。A 58三个本身无多余约束的刚片用三个不共线的单铰两两相连，则组成的体系为超静定结构B 59 桁架是“只受结点荷载作用的直杆、铰结体系”。A 60桁架结构的内力有轴力。A 61 拱的合理拱轴线均为二次抛物线。B 62无铰拱属于超静定结构。A 63 三铰刚架和三铰拱都属于推力结构。A 64 简支刚架属于推力结构。B 65 三铰拱属于静定结构。A 66 相同竖向载荷作用下，同跨度拱的弯矩比代梁的弯矩大得多。B 67 桁架结构中，杆的内力有轴力和剪力。B 68 竖向载荷作用下，简支梁不会产生水平支反力．A 69 竖向载荷作用下，拱不会产生水平支反力。B 70 竖向载荷作用下，拱的水平推力与拱高成正比。B
结构力学重点公式
刚度法 频率方程D=｜k11－w 2m 1 k12 ｜ ｜k21 k22－w 2m 2｜ =(k11－w 2m1)(k22－w 2m2)－k12k21=0 (w 2)2－(2 22111m k m k +)w 2＋2121122211m m k k k k -=0 第一振型21 11y y = － 1 *1*11112m w w k k - 第二振型22 12y y = － 1 *2*21112 m w w k k - 柔度法 频率方程D=｜б11m 1－w w *1 б 12 m 2 ｜ ｜б 21 m 1 22m 2- w w *1｜ ＝（б11m 1－ w w *1）（22m 2－w w *1）－б12m 2б21m 1=0 主振型2111Y Y ＝－w *w 1 -б11m1б12m2 22 11Y Y ＝－ w *w 1 -б11m1б12m2 W ＝ бc w g ＝l l l w EIg ***3 Y 2max ＝y 02 ＋(w v 0 )2 V 0＝ｗ* 0*0max max*y y Y Y - 柔度系数 б＝L 3／48EI 自振频率 w ＝ бG g 荷载频率 θ＝2πn ／60 阻尼比ζ＝(1／20π)*ln 10+Yk Yk 动力系数β＝１／ w w w ***4)*w *1(θθζζ平方θθ+- 最大弯矩 Ｍmax ＝(G*βFp)*l*0.25 最大正应力 σmax ＝(G+βFp)*l ／4Wz 最大竖向位移 Ymax ＝(G+βFp)δ 刚度法 频率方程D=｜k11－w 2m 1 k12 ｜ ｜k21 k22－w 2m 2｜ =(k11－w 2m1)(k22－w 2m2)－k12k21=0 (w 2)2－(2 22111m k m k +)w 2＋2 121122211m m k k k k -=0 第一振型21 11y y = － 1 *1*11112m w w k k - 第二振型22 12y y = － 1 *2*21112 m w w k k - 柔度法 频率方程D=｜б11m 1－w w *1 б 12 m 2 ｜ ｜б 21 m 1 22m 2- w w *1｜ ＝（б11m 1－ w w *1） （22m 2－w w *1）－б12m 2б21m 1=0 主振型21 11Y Y ＝－ w *w 1 -б11m1б12m2 22 11Y Y ＝－ w *w 1 -б11m1б12m2 W ＝ бc w g ＝l l l w EIg ***3 Y 2max ＝y 02 ＋(w v 0)2 V 0＝ｗ* 0*0max max*y y Y Y - 柔度系数 б＝L 3／48EI 自振频率 w ＝ б G g 荷载频率 θ＝2πn ／60 阻尼比ζ＝(1／20π)*ln 10 +Yk Yk 动力系数β＝１／ w w w ***4)*w *1(θθζζ平方θθ+- 最大弯矩 Ｍmax ＝(G*βFp)*l*0.25 最大正应力 σmax ＝(G+βFp)*l ／4Wz 最大竖向位移 Ymax ＝(G+βFp)δ
结构力学期末复习题答案
《结构力学》期末复习题答案 一. 判断题：择最合适的答案，将A、B、C或者D。 1.图1-1所示体系的几何组成为。 （A）几何不变体系，无多余约束（B）几何不变体系，有多余约束 （C）几何瞬变体系（D）几何常变体系 图1-1 答：A。 分析：取掉二元体，结构变为下图 DE,DG和基础为散刚片，由三铰两两相连，三铰不交一点，所以组成几何不变体系，无多余约束，因此答案为（A） 2.图1-2所示体系的几何组成为。 （A）几何不变体系，有多余约束（B）几何不变体系，无多余约束 （C）几何瞬变体系（D）几何常变体系 图1-2 答：A。
图中阴影三角形为一个刚片，结点1由两个链杆连接到刚片上，结点2由两个链杆连接到刚片上，链杆12为多余约束，因此整个体系为有一个多余约束的几何不变体系，因此答案为（A） 3.图1-3所示体系的几何组成为。 （A）几何不变体系，有多余约束（B）几何不变体系，无多余约束 （C）几何瞬变体系（D）几何常变体系 图1-3 答：A。 如果把链杆12去掉，整个体系为没有多余约束的几何不变体系，所以原来体系为有一个多余约束的几何不变体系，因此答案为（A） 4.图1-4所示体系的几何组成为。 （A）几何不变体系，无多余约束（B）几何不变体系，有多余约束 （C）几何瞬变体系（D）几何常变体系 图1-4 答：A。
刚片1478由不交一点的三个链杆连接到基础上，构成了扩大的地基，刚片365再由不交一点的三个链杆连接到地基上，因此整个体系为没有多余约束的几何不变体系，因此答案为（A ） 5.图1-5所示的斜梁AB 受匀布荷载作用，0≠θ，B 点的支座反力与梁垂直,则梁的轴力 （A ）全部为拉力 （B ）为零 （C ）全部为压力 （D ）部分为拉力，部分为压力 图1-5 答：C 。 B 点支座反力与梁垂直，对梁的轴力没有贡献，竖直方向匀布荷载总是使AB 梁受压，因此答案为（ C ）。 6.图1-6所示结构C 点有竖直方向集中荷载作用，则支座A 点的反力为 图1-6 （A ）() ↑P F （B ）。 （C ） () ↑P F 31 （D ）()↑P F 3 2 答：B 。 根据B 点弯矩为零，知道A 点反力为零，因此答案为（B ） 7.图1-7标示出两结构几何尺寸和受载状态，她们的内力符合 （A ）弯矩相同，轴力不同，剪力相同 （B ）弯矩相同，轴力不同，剪力不同 （C ）弯矩不同，轴力相同，剪力不同 （D ）弯矩不同，轴力相同，剪力相同
2014-2015结构力学试卷(A卷答案)河海大学
1 2014 — 2015学年第一学期结构力学期末考试试卷（ A 卷参考答案） （水工、农水、港航、大禹专业 12级） 学号 _____________ 专业 _____________ 姓名 ______________ 成绩 _____________ 一、判断题（正确的打V,错误的打X ）（每小题2分，共6分） 1. 除荷载外，其它因素如温度变化、支座移动等也会使结构产生位移，因而也就有可能使静定 结构产生内力 2. 杆件结构的内力与杆件的弹性常数和截面尺寸有关，即与杆件的刚度有关。在荷载作用下, 内力与各杆的相对刚度有关，而在温度改变和支座移动作用下，其内力与各杆的绝对刚度有关。 （X ） 3. 当三铰拱的轴线为合理拱轴线时，在荷载作用下，各截面的弯矩不一定为零。 （V ） （4 学分土木专业不做） 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. 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. 常变体系 2. 图示桁架结构中，a 杆的轴力为（ 2D B P 2 D 0 3. 已知图a 所示结构（各杆El 相等且为常数）由支座移动 结构1、2处作用 R 时（如图b 所示），引起的支座反力 F R = （ C ）。 A P C ,2P 引起1、2处的竖向位移均为 1，则在该
A. 2F1 B. 2 1 C. 2F1 1 D. 2F1 1
1 2 1 2 图（a）图（b） 三、填空题（每小题3分，共9分） 1.图示刚架结构中各杆EI相等且为常数，则在图示荷载作用下支座3处的弯矩支座反力M3 20kN.m（逆时针），竖向支座反力F R3y15kN（向下）。 20kN 6 200 3
结构力学期末考试试题及答案
第1题第2题2.图示外伸梁，跨中截面C的弯矩为（ ? m D．17kN m
题7图图（a）图（b）图（c）图（d）位移法典型方程中系数k ij=k ji反映了（） A.位移互等定理 B.反力互等定理 第9题第10题 10.FP=1在图示梁AE上移动，K截面弯矩影响线上竖标等于零的部分为（）．DE、AB段B．、DE段C．AB、BC段D．BC、CD段 二、填空题：（共10题，每题2分，共20分） 两刚片用一个铰和_________________相联，组成无多余约束的几何不变体系。 所示三铰拱的水平推力
第3题机动法作静定结构内力影响线依据的是_____________。 ．静定结构在荷截作用下，当杆件截面增大时，其内力____________。 D处的纵标值y D为_________。 第6题第7题 7.图示结构，各杆EI=常数，用位移法计算，基本未知量最少是_________个。 8.图示结构用力法计算时，不能选作基本结构的是______。
3．用力法计算图示刚架，并绘其M 图，EI D 4m N/m EI 10kN/m A B C D 2EI EI 4m 2m 4m G F EI 10k N /m C F l ql 12 2 G A
一、选择题:（共10题，每小题2分，共20分） 1.A 2.D 3. A 4.D 5.A 6.C 7.D 8.B 9.C 10.C 二、填空题（共10空，每空2分，共20分） 1.不通过此铰的链杆 2. FP/2（→） 3.l θ（↓） 4. 刚体体系虚功原理 5.不变 6.-1/2 7.6 8.（c ） 9.反对称 10.无侧移的超静定结构 三、问答题：（共2题，每小题5分，共10分） 1．图乘法的应用条件是什么？求变截面梁和拱的位移时可否用图乘法？ 答.图乘法的应用条件：1）杆轴线为直线，2）杆端的EI 为常数3）MP 和M 图中至少有一个为直线图形。否。（7分） 2．超静定结构的内力只与各杆件的刚度相对值有关，而与它们的刚度绝对值无关，对吗？为什么？ 答：不对。仅受荷载作用的超静定结构，其内力分布与该结构中的各杆刚度相对值有关；而受非荷载因素作用的超静定结构，其内力则与各杆刚度的绝对值有关。（7分） 四、计算题. （1、2题8分，3题10分，4、5题12分,4题共计50分） 1．图示桁架，求1、2杆的轴力。 解：F N1=75KN ，F N2=2 13 5 KN 2．图示刚架，求支座反力，并绘弯矩图。 解：F Ay =22KN （↓）F Ax =48KN （←）F By =42KN （↑） 最终的弯矩图为： 3．用力法计算图示刚架，并绘其M 图，EI 为常数。
河北工业大学土力学考试简答缩印1
一1.什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线？ 土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配（粒度成分）。根据颗分试验成果绘制的曲线（采用对数坐标表示，横坐标为粒径，纵坐标为小于（或大于）某粒径的土重（累计百分）含量）称为颗粒级配曲线，它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。 2.土中水按性质可以分为哪几类？ 4土基本类型是什么？简述每种结构土体的特点。 单粒结构：土的粒径较大，彼此之间无连结力或只有微弱的连结力，土粒呈棱角状、表面粗糙。 蜂窝结构：土的粒径较小、颗粒间的连接力强，吸引力大于其重力，土粒停留在最初的接触位置上不再下沉。 絮状结构：土粒较长时间在水中悬浮，单靠自身中重力不能下沉，而是由胶体颗粒结成棉絮状，以粒团的形式集体下沉。 5. 什么是土的构造？其主要特征是什么？ 土的宏观结构，常称之为土的构造。是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。其主要特征是层理性、裂隙性及大孔隙等宏观特征。 7.试述毛细水的性质和对工程的影响。在那些土中毛细现象最显著？ 毛细水是存在于地下水位以上，受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。土中自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升。它不仅受重力作用而且还受到表面张力的支配。毛细水的上升对建筑物地下部分的防潮措施和地基特的浸湿及冻胀等有重要影响；在干旱地区，地下水中的可溶盐随毛细水上升后不断蒸发，盐分积聚于靠近地表处而形成盐渍土。在粉土和砂土中毛细现象最显著。 二什么是塑限、液限和缩限？什么是液性指数、塑性指数？（1）液限w L ：液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。（2）塑限w p : 塑 限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。（3）缩限w s : 缩限是土样从半 坚硬进入坚硬状态的界限含水量。（4）塑性指数I P 定义为土样的液限和塑限之差： I P = w L－w P（5）液性指数： 4. 塑性指数对地基土性质有何影向？ 塑性指数I P 是土的颗粒组合、矿物成分以及土中水的离子成分和浓度的指标。土颗 粒越细、粘土矿物含量越多、土粒表面反离子层中低价阳离子增加，I P 变大。I P 是 粘性土的分类标准。I P >17为粘性土，10< I P ≤17为粉质粘土。 5. 什么是土的冻胀性？产生机理是什么？ （1）当地层温度降至零摄氏度以下，土中水冻结形成冻土。某些细粘粒土在冻结时， 体积发生膨胀，即冻胀现象。 （2）产生机理是由于土层在结冰时，周围未冻区土中的水分向冻结区迁移积聚的结 果。 9 简述用孔隙比e、相对密实度D r 判别砂土密实度的优缺点。 （1）用e判断砂土的密实度的优点：应用方便，同一种土，密实砂土的空隙比一定 比松散砂土的小；缺点：无法反映土的粒径级配因素。 （2）用D r 判断砂土的密实度的优点：考虑了土级配因素，理论上完善；缺点:用长 颈漏斗测定e max 或用振动叉和击实金属法测定e min 因人而异，难以获得较为科学的数 据。 17.影响土击实效果的因素有哪些？ 含水量、土类及级配、击实功能、毛细管压力以及孔隙压力等，其中前三种影响因 素是最主要的。 三1.试解释起始水力梯度产生的原因。 起始水力梯度产生的原因是，为了克服薄膜水的抗剪强度τ (或者说为了克服吸着 水的粘滞阻力)，使之发生流动所必须具有的临界水力梯度度。也就是说，只要有水 力坡度，薄膜水就会发生运动，只是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时，薄膜 水的渗透速度V非常小，只有凭借精密仪器才能观测到。因此严格的讲，起始水力 梯度I 是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度τ 的水力梯度。 2简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。 （1）土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及 其形状，因而影响土的渗透性。土颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂 土中含有较多粉土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。（2）结合水膜厚度。粘 性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。（3） 土的结构构造。天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。如黄 土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘 土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。（4）水的粘 滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关，从而也影响到土的渗透性。 7.渗透力都会引起哪些破坏？ 渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类：一是由于渗流力的作用，使土体颗粒流失 或局部土体产生移动，导致土体变形甚至失稳；二是由于渗流作用，使水压力或浮 力发生变化，导致土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表 现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。 四3．地下水位的升降对土中自重应力有何影响？在工程实践中，有哪些问题应充 分考虑其影响？地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水 前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量，它使土体的固结沉降 加大，故引起地表大面积沉降。 地下水位长期上升（如筑坝蓄水）将减少土中有效自重应力。 1、若地下水位上升至基础底面以上，它对基础形成浮力使地基土的承载力下 降。2、地下水位上升，如遇到湿陷性黄土造成不良后果（塌陷）3 地下 水位上升，粘性土湿化抗剪强度降低。 4基底压力分布的影响因素有哪些？简化直线分布的假设条件是什么？ 基底压力的大小和分布状况与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋置深度以 及地基土的性质等多种因素。 假设条件：刚性基础、基础具有一定的埋深，依据弹性理论中的圣维南原理。 6．土中附加应力的产生原因有哪些？在工程实用中应如何考虑？ 由外荷载引起的发加压力为主要原因。需要考虑实际引起的地基变形破坏、强度破 坏、稳定性破坏。 7．在工程中，如何考虑土中应力分布规律？ 由于附加应力扩散分布，他不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积相当大 的范围之下。所以工程中： 1、考虑相邻建筑物时，新老建筑物要保持一定的净距，其具体值依原有基础荷载和 地基土质而定，一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍； 2、同样道理，当建筑物的基础临近边坡即坡肩时，会使土坡的下滑力增加，要考 虑和分析边坡的稳定性。要求基础离开边坡有一个最小的控制距离a. 3、应力和应变时联系在一起的，附加应力大，地基变形也大；反之，地基变形就小， 甚至可以忽略不计。因此我们在计算地基最终沉降量时，“沉降计算深度” 用应力比法确定。 五1．通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标？如何求得？ 压缩系数压缩指数压缩模量