電大土木工程力學(xué)(本)形成性考核冊作業(yè)答案(最新)

1、土木工程力學(xué)（本）形成性考核冊作業(yè)一說明：本次作業(yè)對應(yīng)于平面體系的幾何組成分析和靜定結(jié)構(gòu)的受力分析，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、 選擇題（每小題2分，共20分）1三剛片組成幾何不變體系的規(guī)則是（ b ）a 三鏈桿相聯(lián)，不平行也不相交于一點(diǎn) b 三鉸兩兩相聯(lián)，三鉸不在一直線上c 三鉸三鏈桿相聯(lián)，桿不通過鉸 d 一鉸一鏈桿相聯(lián)，桿不過鉸2在無多余約束的幾何不變體系上增加二元體后構(gòu)成（c）a 可變體系 b 瞬變體系c 無多余約束的幾何不變體系 d 有多余約束的幾何不變體系3瞬變體系在一般荷載作用下，（c ）a產(chǎn)生很小的內(nèi)力 b不產(chǎn)生內(nèi)力c產(chǎn)生很大的內(nèi)力 d不存在靜力解答4已知某體系的計(jì)算自由度w=-3

2、，則體系的（ d ）a自由度為3 b自由度等于0c 多余約束數(shù)等于3 d 多余約束數(shù)大于等于35不能作為建筑結(jié)構(gòu)使用的是（ d ）a無多余約束的幾何不變體系 b有多余約束的幾何不變體系c 幾何不變體系 d幾何可變體系6圖示桁架有幾根零桿（ d ）a 0 b 2c 4 d 67下圖所示結(jié)構(gòu)的彎矩圖形狀應(yīng)為（ a ）8圖示多跨靜定梁的基本部分是（ b）a ab部分 b bc部分c cd部分 d de部分9荷載作用下產(chǎn)生桁架位移的主要原因是（ a ）a 軸向變形 b 彎曲變形c 剪切變形 d 扭轉(zhuǎn)變形10三鉸拱在集中力作用下其合理拱軸線形狀是（ d ）a 折線 b 圓弧c 雙曲線 d 拋物線二、 判

3、斷題（每小題2分，共20分）1多余約束是體系中不需要的約束。（ ´ ）2如果體系的計(jì)算自由度大于零，那么體系一定是幾何可變體系。（Ú ）3兩根鏈桿的約束作用相當(dāng)于一個(gè)單鉸。（´ ）4一個(gè)體系是有n個(gè)自由度的幾何可變體系，那么加入n個(gè)約束后就成為無多余約束的幾何不變體系。（´ ）5兩剛片用三鏈桿相聯(lián)，且三鏈桿平行不等長，則構(gòu)成瞬變體系。 （Ú ）6圖示兩個(gè)單跨梁，同跨度同荷載。但橫截面形狀不同，故其內(nèi)力也不相同。（Ú ）7三鉸拱的矢高f越大，水平推力也越大。（´ ）8求桁架內(nèi)力時(shí)截面法所截取的隔離體包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)。（

4、Ú ）9某荷載作用下桁架可能存在零桿，它不受內(nèi)力，因此在實(shí)際結(jié)構(gòu)中可以將其去掉。（ ´ ）10試判斷下列彎矩圖是否正確。（ ´ ）三、 試對圖示平面體系進(jìn)行幾何組成分析。（每小題5分，共20分） 381解：由二元體分析法原結(jié)構(gòu)是一個(gè)無多余約束的幾何不變體系。2解：由二元體分析法原結(jié)構(gòu)是一個(gè)無多余約束的幾何不變體系。3解：顯然，體系是具有兩個(gè)多余約束的幾何不變體系。4解：由三剛片規(guī)則，可知體系是無多余約束的幾何不變體系。 四、 繪制下圖所示各結(jié)構(gòu)的彎矩圖。（每小題10分，共30分）abcd1作彎矩圖如下：abcd56060(11.25)m圖（kn·m）解：

5、 作彎矩圖如下：abcdfplm圖20kn/m40kn2m4mabcd40kn2m2m2mef3解： abcefd4040120m圖（kn·m）作彎矩圖如下：40kn40kn20kn/m2m2m2m2m2m2macbde五、計(jì)算圖示桁架中指定桿件的內(nèi)力。（10分）解：求支座反力 由 由 cdfn1fn4fn3fp 用-截面將桁架截開，保留右邊部分，受力如圖： 由 （壓） 由 （拉）取結(jié)點(diǎn)c為研究對象，作受力圖如下：cfn2fn4fpfn4 顯然：（壓）fpfp132daaaaf作業(yè)二說明：本次作業(yè)對應(yīng)于靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算和力法，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、 選擇題（每小題2分，共10分

6、）1用力法計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)，其基本未知量為（ d ）a 桿端彎矩 b 結(jié)點(diǎn)角位移 c 結(jié)點(diǎn)線位移 d 多余未知力2力法方程中的系數(shù)代表基本體系在作用下產(chǎn)生的（ c ）a b c 方向的位移 d 方向的位移3在力法方程的系數(shù)和自由項(xiàng)中（ b ）a 恒大于零 b 恒大于零 c 恒大于零 d 恒大于零4下列哪一條不是圖乘法求位移的適用條件？（ d ）a直桿 b ei為常數(shù)c、至少有一個(gè)為直線形 d 、都必須是直線形5下圖所示同一結(jié)構(gòu)在兩種不同荷載作用下，它們之間的關(guān)系是（ d ） a a點(diǎn)的水平位移相同 b c點(diǎn)的水平位移相同c c點(diǎn)的水平位移相同 d bc桿變形相同二、 判斷題（每小題2分，共10

7、分）1靜定結(jié)構(gòu)由于支座移動(dòng)引起的位移與剛度無關(guān)。（× ）2反力互等定理僅對超靜定結(jié)構(gòu)才有使用價(jià)值。（ Ú ）3用力法求解超靜定剛架在荷載和支座移動(dòng)作用下的內(nèi)力，只需知道各桿剛度的相對值。（× ）4同一結(jié)構(gòu)的力法基本體系不是唯一的。（ Ú ）5用力法計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)，選取的基本結(jié)構(gòu)不同，則典型方程中的系數(shù)和自由項(xiàng)數(shù)值也不同。（ Ú ）三、求圖示簡支粱c點(diǎn)的豎向位移，ei =常數(shù)。（9分）解：（1）作mp圖abcmp圖abc1圖（2）作圖（3）計(jì)算c點(diǎn)豎向位移 qc2l/3l/3四、計(jì)算圖示剛架結(jié)點(diǎn)c的水平位移和轉(zhuǎn)角，ei=常數(shù)。ll/2qabc1計(jì)

8、算c點(diǎn)水平位移解：（1）作mp圖abcmp圖（2）作圖abc圖1（3）計(jì)算c點(diǎn)水平位移 2計(jì)算c點(diǎn)轉(zhuǎn)角 （1）mp圖同上（2）作圖abc圖11（3）計(jì)算c點(diǎn)轉(zhuǎn)角 （ ）五、試求圖所示剛架點(diǎn)d的豎向位移。為常數(shù)。（9分） 解：（1）作mp圖fpabcdfplfpl/2fplmp圖（2）作圖1abcdl/2l/2圖（3）計(jì)算d點(diǎn)豎向位移 六、 求圖示桁架結(jié)點(diǎn)b的豎向位移，已知桁架各桿的ea=21×104kn。（9分）解：（1）計(jì)算實(shí)際荷載作用下桁架各桿的軸力abcde40kn40kn80kn-90kn-100kn50kn60kn60kn50kn-100kn（2）計(jì)算虛設(shè)單位荷載作用下桁架

9、各桿的軸力abcde1（3）計(jì)算b點(diǎn)豎向位移 七、確定下列結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)。（4分）1(a) (b)(c) (d)15次 21次 34次 47次 八、用力法計(jì)算圖示結(jié)構(gòu)，并作彎矩圖。各桿相同且為常數(shù)。（10分）解：（1）梁為一次超靜定結(jié)構(gòu)，x1為多余未知力，取基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：abcx1基本結(jié)構(gòu)（2）寫出力法方程如下：11 x1+1p= 0（3）計(jì)算系數(shù)11及自由項(xiàng)1p作圖和mp圖如下：abc1圖440knabcmp圖（kn·m）40 （4）求解多余未知力： （5）作m圖：(40)abc1532.5m圖（kn·m）九、用力法計(jì)算下列剛架，并作彎矩圖。為常數(shù)。（10分）解：

10、（1）基本結(jié)構(gòu)如下圖所示，x1 、x2為多余未知力。abcdx1x2基本結(jié)構(gòu)（2）寫出力法方程如下： 11 x1+12 x2+1p= 0 21 x1+22 x2+2p= 0（3）計(jì)算系數(shù)及自由項(xiàng)：1abcd4444圖 6knabcd24mp圖（kn·m）1abcd444圖 （4）求解多余未知力： 解得： x1=-2.4kn x2=-4.1kn（5）作m圖：6knabcd6.86.87.69.6m圖（kn·m）9.6十、用力法計(jì)算圖示結(jié)構(gòu)，作彎矩圖。鏈 桿 。（10分）解：（1）取基本結(jié)構(gòu)：abcdx1x1基本結(jié)構(gòu)（2）寫出力法方程如下：11 x1+1p= 0（3）計(jì)算系數(shù)1

11、1及自由項(xiàng)1p作圖和mp圖如下：pabcd6pmp圖abcd11圖2288 （4）求解多余未知力： （5）作m圖：abcdm圖十一、利用對稱性計(jì)算圖示剛架，并繪制彎矩圖。（10分）解： （1）對稱結(jié)構(gòu)受對稱荷載作用，可簡化為如下結(jié)構(gòu)：3eillqeiabc取基本結(jié)構(gòu)：abcx1基本結(jié)構(gòu)（2）寫出力法方程如下：11 x1+1p= 0（3）計(jì)算系數(shù)11及自由項(xiàng)1pabcmp圖作圖和mp圖如下：圖abc1lll （4）求解多余未知力：abc圖（5）作m圖：作原結(jié)構(gòu)m圖如下：abc圖def作業(yè)三說明：本次作業(yè)對應(yīng)于位移法和力矩分配法，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、選擇題（每小題2分，共10分）1位移法典型

12、方程實(shí)質(zhì)上是（ a ）a 平衡方程 b 位移條件c 物理關(guān)系 d 位移互等定理2位移法典型方程中的系數(shù)代表在基本結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的（ c ）a b c 第i個(gè)附加約束中的約束反力 d 第j個(gè)附加約束中的約束反力3用位移法計(jì)算剛架，常引入軸向剛度條件，即 “ 受彎直桿在變形后兩端距離保持不變 ”。此結(jié)論是由下述假定導(dǎo)出的（d）a忽略受彎直桿的軸向變形和剪切變形 b彎曲變形是微小的 c變形后桿件截面仍與變形曲線相垂直 d假定a與b同時(shí)成立4在力矩分配法中傳遞系數(shù)c與什么有關(guān)（ d ）a 荷載 b 線剛度c 近端支承 d 遠(yuǎn)端支承5匯交于一剛結(jié)點(diǎn)的各桿端彎矩分配系數(shù)之和等于（ a ）a 1 b 0c 1/

13、2 d -1二、 判斷題（每小題2分，共10分）1位移法可用來計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)也可用來計(jì)算靜定結(jié)構(gòu)。（Ú ）2圖a為一對稱結(jié)構(gòu)，用位移法求解時(shí)可取半邊結(jié)構(gòu)如圖b所示。（´ ） 圖a 圖b3.用位移法計(jì)算荷載作用下的超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)，采用各桿的相對剛度進(jìn)行計(jì)算，所得到的節(jié)點(diǎn)位移不是結(jié)構(gòu)的真正位移，求出的內(nèi)力是正確的。（Ú ）4在多結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的力矩分配法計(jì)算中，可以同時(shí)放松所有不相鄰的結(jié)點(diǎn)以加速收斂速度。（Ú ）5力矩分配法適用于連續(xù)梁和有側(cè)移剛架。（ ´ ）三、用位移法計(jì)算圖示連續(xù)梁，并繪出彎矩圖。各桿ei相同且為常數(shù)。（10分）解：（1）選取基本結(jié)構(gòu)如

14、下圖所示，1為基本未知量?；窘Y(jié)構(gòu)abc1（2）寫出位移法方程如下：k111+ f1p= 0（3）計(jì)算系數(shù)k11及自由項(xiàng)f1p 令，則 iab =3i， ibc =2i作圖和mp圖如下：2i圖abc112i6i2imp圖（kn·m）abc k11 = 12i+2i =14i kn·m（4）求解位移法基本未知量 將系數(shù)及自由項(xiàng)代入位移法方程，得： （5）作m圖 abc19(20)1.91.9m圖（kn·m） 四、用位移法計(jì)算圖示剛架，并繪制彎矩圖。（10分）解： （1）選取基本結(jié)構(gòu)如下圖所示，1、2為基本未知量。eabcdf12基本結(jié)構(gòu)（2）寫出位移法方程如下： k

15、111+ k122+ f1p= 0 k211+ k222+ f 2p= 0（3）計(jì)算系數(shù)及自由項(xiàng) 令，則 iab = ibc =2i， ibe = icf = i， icd=4 i 作圖、圖和mp圖如下：eabcdf1圖2i8i4i4i8i4i k11 = 8i+4i+8i =20i k21 =4i k21 = k12 =4ieabcdf1圖2i8i4i4i k22 = 8i+4i=12ieabcdfmp圖（kn·m）403040 f1p =40 kn·m f2p =-30 kn·m（4）求解位移法基本未知量 將系數(shù)及自由項(xiàng)代入位移法方程，得： 20i1+ 4i2

16、+40= 0 4i1 +12i2-30= 0解得： （5）作m圖eabcdfm圖（kn·m）50.73018.67.9(60)16.410.75.413.66.8五、用位移法計(jì)算圖示剛架，并繪出彎矩圖。（10分）解： （1）對稱結(jié)構(gòu)受對稱荷載作用，可簡化為如下結(jié)構(gòu)：eadleileiq選取基本結(jié)構(gòu)如圖所示，1為基本未知量。ead1基本結(jié)構(gòu)（2）寫出位移法方程如下：k111+ f1p= 0（3）計(jì)算系數(shù)k11及自由項(xiàng)f1p 令，則 iad = ide =i作圖和mp圖如下：ead圖14i4i2i2i k11 = 4i+4i =8ieadf1pmp圖 （4）求解位移法基本未知量 將系數(shù)及

17、自由項(xiàng)代入位移法方程，得： （5）作m圖 eadm圖由對稱性，得原結(jié)構(gòu)的m圖如下：eadm圖fbc六、用位移法計(jì)算圖示剛架(利用對稱性)，并繪出彎矩圖。各桿ei相同且為常數(shù)。（10分）18kn/m6mabcd6m6m6m18kn/mef解： （1）對稱結(jié)構(gòu)受對稱荷載作用，可簡化為如下結(jié)構(gòu)：18kn/m6mab3m6meg選取基本結(jié)構(gòu)如圖所示，1為基本未知量。abeg1（2）寫出位移法方程如下：k111+ f1p= 0（3）計(jì)算系數(shù)k11及自由項(xiàng)f1p 令，則 iab = ibe =i， ibg =2i作圖和mp圖如下：gabe圖12i2i4i4i2i k11 = 4i+4i +2i =10ia

18、bge54mp圖（kn·m）54 f1p = 54 kn·m（4）求解位移法基本未知量 將系數(shù)及自由項(xiàng)代入位移法方程，得： （5）作m圖 abge64.8m圖（kn·m）(81)32.421.610.810.8由對稱性，得原結(jié)構(gòu)的m圖如下：abe64.8m圖（kn·m）(81)32.421.610.810.8cdf21.664.8(81)32.410.8七、用力矩分配法計(jì)算圖示結(jié)構(gòu)，并繪出彎矩圖。各桿ei相同且為常數(shù)。（10分）48kn/mabcd6m6m3m24kn3m解：計(jì)算分配系數(shù)， 分配與傳遞計(jì)算0.429分配系數(shù)固端彎矩最后彎矩144單位（kn

19、·m）-82.8982.86分配與傳遞0.57100-14461.780.090-100.85100.85-0.6000.4290.5710-2782.2241.11-67.83-90.28-45.1425.7719.3712.89-7.36-5.53-3.681.582.101.05-0.45-0.300.130.17-0.05-0.04-0.03作m圖。abcd82.86100.85(216)m圖（kn·m）八、用力矩分配法計(jì)算圖示結(jié)構(gòu)，并繪出彎矩圖。各桿ei相同且為常數(shù)。（10分）8kn/mabcd6m6m3m32kn3m3me24kn·m解：梁的懸臂 de

20、 為一靜定部分，可求得 mde =-36knm，fqde = 24kn。將結(jié)點(diǎn) d 簡化為鉸支端，則 mde 與 fqde 應(yīng)作為外力作用于結(jié)點(diǎn) d 右側(cè)，因此可按下圖計(jì)算：abcd6m6m3m32kn3m24kn·m24kn36kn·m計(jì)算分配系數(shù) 分配與傳遞計(jì)算0.5分配系數(shù)固端彎矩最后彎矩單位（kn·m）5.07分配與傳遞0.50360120.04-12.4512.45-0.13360.4290.5710-186.853.43-1.720.490.370.25-0.86-0.010.02-0.07固點(diǎn)反力矩-24012665.15-1.72-0.86-0.1

21、3-0.070.03-0.0110.1413.84m圖（kn·m）(48)5.07abcde10.1413.8412.4536（4）作m圖九、用力矩分配法計(jì)算圖示結(jié)構(gòu)，并繪出彎矩圖。各桿ei相同且為常數(shù)。（10分）10kn/m10kn32kneabcd2m2m2m2m4m解：此剛架可按下圖計(jì)算：10kn32knebc2m2m4m20kn20kn·m20kn·m計(jì)算分配系數(shù) ebc分配系數(shù)固端彎矩最后彎矩單位（kn·m）2000.4290.5710-14-2.57固點(diǎn)反力矩0-3.43be分配與傳遞20-1.72-16.5720-3.43-1.72 分配與

22、傳遞計(jì)算（4）作m圖16.57(32)1.7220eabcd203.43m圖（kn·m）十、用力矩分配法計(jì)算圖示結(jié)構(gòu)，并繪出彎矩圖。各桿ei相同且為常數(shù)。（10分）10kn/m20kneabcd4m2m2m4m解：計(jì)算分配系數(shù) 分配與傳遞計(jì)算單位（kn·m）100.2730.5-10-2.7320eabcd0.3640.364babcbd0.5cbce-3.64-3.64-1.82-4.09-4.09-2.050.560.750.750.38-0.19-0.19-0.100.030.040.040.02-0.01-0.01db4.29-4.29ec17.86-2.85-15

23、.0-1.820.380.02-1.42-2.05-0.10-2.15作m圖eabcd17.86(20)4.29152.15m圖（kn·m）(20)4.292.851.42作業(yè)四說明：本次作業(yè)對應(yīng)于影響線及其應(yīng)用和結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、選擇題（每小題2分，共10分）1靜定結(jié)構(gòu)的影響線的形狀特征是（ a ）a 直線段組成 b 曲線段組成c 直線曲線混合 d 變形體虛位移圖2 圖示結(jié)構(gòu)某截面的影響線已做出如下圖所示，其中豎標(biāo)yc是表示（c ）a p=1在e時(shí)，c截面的彎矩值 b p=1在c時(shí)，a截面的彎矩值c p=1在c時(shí)，e截面的彎矩值 d p=1在c時(shí)，d截面的彎矩值3繪制任一量值的影響線時(shí)，假定荷載是（a）a一個(gè)方向不變的單位移動(dòng)荷載 b移動(dòng)荷載 c動(dòng)力荷載 d可動(dòng)荷載4.如下圖所示，若要增大其自振頻率w值，可以采取的措施是（ b ）a 增大l b 增大ei c 增大m d 增大p 5無阻尼單自由度體系在簡諧荷載作用下，共振時(shí)與動(dòng)荷載相平衡的是（c）a 彈性恢復(fù)力 b慣性力 c 慣性力與彈性力的合力 d沒有力二、判斷題（每小題2分，共10分）1靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力影響線均為折線組成 。（´）2圖 示 結(jié) 構(gòu) c 截 面 彎 矩 影 響 線 在 c 處 的 豎 標(biāo) 為 。（ ´）3簡支梁跨中c 截面彎矩