華中科技大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)試卷

華中科技大學(xué)構(gòu)造力學(xué)試卷及答案華中科技大學(xué)構(gòu)造力學(xué)試卷及答案華中科技大學(xué)構(gòu)造力學(xué)試卷及答案華中科技大學(xué)土木匠程與力學(xué)學(xué)院《構(gòu)造力學(xué)》試卷2003－2004學(xué)年度第一學(xué)期姓名______________專業(yè)________________班級(jí)____________成績(jī)______1、用位移法計(jì)算圖示構(gòu)造，EI為常數(shù)。（只要做到成立好位移法方程即可）。（15分）Am410kN/mBDFm4CE4m2m2、使勁矩分派法作圖示對(duì)稱構(gòu)造的M圖。已知：q40kN/m，各桿EI同樣。（15分）qqm63m6m3m643、已知圖示構(gòu)造B點(diǎn)轉(zhuǎn)角B11EI，各桿的EI為常數(shù)，作M圖，P8kN，q12kN/m。（13分）qPABCDm4EF4m4m2m4、圖示構(gòu)造，用矩陣位移法計(jì)算時(shí)（先辦理法，計(jì)軸向變形），請(qǐng)注明編碼，并給出各單元的定位向量。（10分）I1I1I1I25、懇求出圖示構(gòu)造等效結(jié)點(diǎn)荷載排陣。（15分）qLqLqLL/2L/26、懇求出圖示構(gòu)造C點(diǎn)的轉(zhuǎn)角。（12分）φEIφACBL/2L/27、求兩頭固定梁的極限荷載FPMu87.1kNm,L4.37m。（12分）u，已知梁截面的極限彎矩FPABL/3C2L/38、請(qǐng)確立位移法計(jì)算該題時(shí)的未知量數(shù)，并畫出基本系統(tǒng)。（8分）華中科技大學(xué)土木匠程與力學(xué)學(xué)院《構(gòu)造力學(xué)》試卷2004－2005學(xué)年度第一學(xué)期姓名______________專業(yè)________________班級(jí)____________成績(jī)______1、用位移法計(jì)算圖示構(gòu)造，并繪彎矩圖。（25分）EIEIEIaEIqqEAaaa2、請(qǐng)使勁矩分派法作圖示構(gòu)造的彎矩圖，并求D點(diǎn)豎向位移。（25分）32kN100kN.m8kN/m6kNA2EIBEICD4m4m8m2m3、指出圖示構(gòu)造位移法的未知量個(gè)數(shù)（最少），并在圖上標(biāo)出。（每題5分，共10分）1）AEIa4qBEICEI

a3D4a4a2）qEI1=∞EIaa4、對(duì)圖示構(gòu)造進(jìn)行編號(hào)，寫出整體剛度矩陣的階數(shù)。（10分）EIEI2EIm3EIEI4m4m5、懇求出圖示構(gòu)造等效節(jié)點(diǎn)荷載排陣。（20分）qqLEI2/LEI2/LL/2L/2L6、求圖示超靜定梁的極限荷載FPu。（10分）PEIACBL/32L/3《構(gòu)造力學(xué)》試卷2005－2006學(xué)年度第一學(xué)期1、用位移法計(jì)算圖示構(gòu)造，并繪彎矩圖，全部桿件的EI均同樣。（20分）EI常數(shù)GqlqlCDEFlABl/2ll2、指出圖示構(gòu)造用位移法求解基本未知量個(gè)數(shù)（最少）并在構(gòu)造上注明。（12分）1）2m2m2m10KN10KN2m2）EI1=EI1=50KN3、使勁矩分派法計(jì)算圖示構(gòu)造，并作出彎矩圖。（20分）EI常量10KN/mM=5kN.mBDC3mA4m5m5m4、用矩陣位移法計(jì)算圖示桁架（先辦理法）（20分）1）編碼2）形成構(gòu)造剛度矩陣K3）形成結(jié)點(diǎn)荷載排陣FpEAx°FP2EALy°L5、用矩陣位移法計(jì)算圖示構(gòu)造（先辦理法）1）編碼2）形成結(jié)點(diǎn)荷載排陣（13分）50KNn10KN/m10KNn50KNn20KN1m15KNn

3m3m4m6m6、試求等截面梁的極限荷載Fpu，梁截面的極限彎矩為Mu。（15分）q6aa華中科技大學(xué)土木匠程與力學(xué)學(xué)院《構(gòu)造力學(xué)》考試卷（閉卷）2006～2007學(xué)年度第一學(xué)期成績(jī)學(xué)號(hào)專業(yè)班級(jí)姓名1、用位移法計(jì)算圖示剛架（只要做到成立方程，求出系數(shù)和自由項(xiàng)為止）。（20分）DLMABLCL2、試確立圖示構(gòu)造用位移法求解時(shí)基本未知量數(shù)量，并畫出基本系統(tǒng)。（10分）a)EIFPFPEIEI2EI2EIb)EALkEILL3、使勁矩分派法計(jì)算圖示連續(xù)梁，作出彎矩圖，EI=常數(shù)。（20分）30kN10kN6kN.m6kN/mACDEIBEI2EIE2m2m2m2m6m2m4、試用先辦理法求出圖示梁的整體剛度矩陣。（15分）BCDA3EIEIEILLL5、懇求出圖示構(gòu)造的荷載排陣。（15分）50kN.m20kN3EI3EIm/Nmk2EI2EI2EI0412m2m6、試求出圖示構(gòu)造的極限荷載FPU。（10分）3MuMuFPa3aaa7、請(qǐng)畫出圖示構(gòu)造的大概彎矩圖。（10分）a)qLLLb)EI2/aFPEIEI2/aaa/2附：?jiǎn)卧獎(jiǎng)偠染仃?23456EA00EA00LL012EI6EI012EI6EIL3L2L3L206EI4EI06EI2EI22eLLLLkEAEA0000LL012EI6EI012EI6EIL3L2L3L206EI2EI06EI4EIL2LL2L

123456附錄：等截面桿件的固端彎矩和剪力Ppb(l2b2)mAB22l

pb(3l2b2)QAB32lMABAab

B

QBApa2(3la)2l3ql2qmAB8MABqql2mAB3AB2MBAmBA6ql2qmAB12Mql2AB12桁架件件局部坐標(biāo)系單元?jiǎng)偠染仃嘯k]，坐標(biāo)變換矩陣[T]1010cossin0000EAsincos0[k]010L[T]cos100000sin

QAB5ql8QBA3ql8QABqlQBA0QABql2qlQBA2sincos華中科技大學(xué)土木匠程與力學(xué)學(xué)院QBAMBA3iB3illl2桿端剪力：《構(gòu)造力學(xué)》答案QBCMBCMCB6iB12illl22003－2004學(xué)年度第一學(xué)期1、解：QDEMED3i2ll基本未知量為B、D和側(cè)移。39EI＝0由X0，有QBCQDEQBA0，即：EIB32ql216MBA3i3iMBD4iB2iBl，D，113桿端彎矩：121EIEIBDEIMBC4i6i4216120BEI＝0lEIBD326i3EIB9EI＝MCB2iB綜合(1)、(2)、(3)，位移法方程為：16320lMDB2i4iql23iBD12，MDF20kN.mMED，l2、解：取半構(gòu)造分析：11EI1EI3EI40＝0ABC由MB0，得出：4BD(1)2163由MD1EIBEID20＝0(2)q0，得出：23QBADEIEIEI2EIQBCQDESBA33，SBC33，SBD463

，(3)40＝0BA3/8，BC3/8，BD1/4MDBFql2120kN.mMBDFql2120kN.m固段彎矩12，12分派過程：BA3/81/43/8C01200-45-30-45-4590-45-120-15-135彎矩圖：

45459090454567.567.51351353、解：MBA4iEI645.82kN.mB4411EI2P16kN.m，MCDMAB2iB2.91kN.m，MBE4iB5.82kN.m，MEB2.91kN.m由MB0，有MBAMBEMBC0，因此MBC11.64kN.m由MC0，有MCBMCD0，因此MCB16kN.mMBCMCBql2BC桿中點(diǎn)處彎矩大小為：28作彎矩圖：5.822.195.82B

165、解：11.64如上右圖編碼CD[0,ql,ql2,0,ql,ql2]T10.18FP①＝FP③＝212212FP[0,ql,ql2,0,ql,ql2]T②＝2828E4、解：23③41①I1I1810I20各單元定位向量：①＝（1，2，3，8，9，10），③＝（1，2，3，4，5，6），

2.19F56457④I10②＝（8，9，10，0，0，0）④＝（4，5，7，0，0，0）

[0,ql,ql2,0,ql,ql2]TFP②＝FP②＝2828FP①＝FP③＝TTFP①0100000ql/2100000ql/20001000ql2/12ql2/120000100ql/2000100ql/20＝000001ql2/12ql2/12各單元定位向量：①＝（1，2，3，0，0，0）T，②＝（1，2，3，4，5，6）T，③＝（0，7，8，4，5，6）TP＝[ql,ql,ql2,ql,ql,ql2,0,ql2]T22242224126、解：MCA4iC2i，MCB4iC2iMC0，有MCAMCB0，解得：C=-27、解：當(dāng)A、B、C三點(diǎn)均出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，該構(gòu)造才成為靈便系統(tǒng)，此時(shí)外載即為FPuMuFPMuACB(FPu2L1L)LMuMu由上圖知：33，9MuFPu179.4kN解得：L

8、解：基本未知量有四個(gè)基本系統(tǒng)如圖：EAEIEIEI華中科技大學(xué)土木匠程與力學(xué)學(xué)院《構(gòu)造力學(xué)》試卷2004－2005學(xué)年度第一學(xué)期姓名專業(yè)班級(jí)成績(jī)______1、解：取半構(gòu)造分析，基本未知量為B點(diǎn)水平位移和轉(zhuǎn)角B，BCEIaq2EIAa4qa2/74qa2/74qa2/74qa2/78qa2/218qa2/21q2MBA4i2aB6i122aq2MAB2i2aB6i122aMBC6iBFQBA6iB12iql2a22桿端彎矩和桿端剪力為：4a

由均衡條件有：MB0,MBAMBC0，F(xiàn)X0,FQBA04qa36qa4解得B21EI,7EI，作彎矩圖如上所示2、解：SBA32EI,SBC3EI,BA2/3,BC1/3分派系數(shù)88MBAF3Pl332848,MBCFql211258固端彎矩161682分配彎矩MBA'2(100(5848))220/3,MBC'1(100(5848))110/33332kN6kN100kN.m8kN/m12kN.mA2EIBEICA分派系數(shù)固端彎矩分派彎矩桿端彎矩彎矩圖為：A64

BC2/31/348-58220/3110/3121.3321.3312BCD64

D1122228(212221.332)128641EI236EIEI3求得204.45D＝（）EI3、解：1）兩個(gè)未知量，AEIqBEICEID2）一個(gè)未知量取以以下列圖所示的靜定構(gòu)造，在D點(diǎn)施加單位荷載后彎矩圖以下21ABCD利用圖乘法，計(jì)算D點(diǎn)位移：

qEI1=∞EI4、解：剛度矩陣為10×10階（0，0，0）（0，4，0）EI（1，2，3）EI2EI（0，0，0）（5，6，8）（0，0，10）EIEI（5，6，7）（5，6，9）5、解：1，2，4）qqL（0，0，0）EI①1，2，3）EI②0，0，0）[0,qlql2qlql2TFF①,,0,,]212212[2ql,2ql,ql,2ql,2ql,ql]TFF②＝228228[0,ql,ql2,0,ql,ql2]T0，F(xiàn)F①＝FF①212212

[0,ql,ql2,0,ql,ql2]T/4，F(xiàn)F②＝2828①＝(1,2,4,0,0,0)②＝(0,0,0,1,2,3)0ql2PEql2ql6、解：PAMuCEIMuBAC損壞機(jī)構(gòu)為：虛功方程：FPuMuAMuC，此中A3,C9l2lFPu＝7.5Mu解得：L華中科技大學(xué)土木匠程與力學(xué)學(xué)院《構(gòu)造力學(xué)》答案2005－2006學(xué)年度第一學(xué)期1、解：未知量：E、桿端彎矩：MEB3i3i，MEF3iMEG4i6iEE，ELLMGE2i6iMED3iql2ql23iEE816，MADL，L成立方程：ME03i3i3iE4i6i3iEql2EE0LL1613i3iql20E16????1LFQEGqlFQDAFQEB

FQDAFQEBFQEGqlFQDA3i，F(xiàn)QEB3i3i，F(xiàn)QEG6i12iL2LEL2LEL2代入后獲得：3i18iqlLEL2????2立解得：E0.0183qL20.0586qL3ii0.315qL20.125qL20.054qL20.0076qL20.2784qL20.125qL20.2307qL2X0

2、解：（1）取半剛架以以下列圖：ABC10kNDD2個(gè)基本未知量：B、D（2）取半剛架如圖：ABDCEI1=E2個(gè)基本未知量：A、3、解：固端彎矩：

MBCql22501220.83kNmMCB12MABMBAql213.33kNm12MCDql2250383.33kNm3MDCql2250kNm66力矩分派法過程與分派系數(shù)注明于以下列圖：BCD0.50.80.20.5A-13.33-13.33-20.8320.83-83.33-41.6727.0054.0013.50-13.50-4.875-9.75-9.75-4.8751.953.900.975-0.975-0.488-0.975-0.975-0.4880.1950.390.098-0.098-0.05-0.1-0.1-0.050.020.040.01-0.01-0.01-0.01-18.74252.4952.5073.747-68.747-56.253繪制彎矩圖以下：73.7568.752.51DBC56.25A4、解：（1）編碼0,0EA1,2x

112T2kk，kTkT2200222200222T220022002222，EAEAEAEA2L2L2L2LEAEAEAEA22L2L2L2Lk1

30°

EAEAEAEAFP2EALy2°0,0L（2）求解整體構(gòu)造剛度矩陣KEA0EA02EA02EA0LLLL1000020000kEAEAk2EA2EA0000LLLL0000，0000

2L2L2L2LEAEAEAEA2L2L2L2L定位向量：1T2T0012，1200EAEAEA122kL2L2LEA22EAEAL222L2L22（3）形成結(jié)點(diǎn)荷載排陣3Fpcos30FpFp2Fpsin301Fp25、解：（1）編碼：50kN10kN/m50kN10kNx20kN-m(4,5,6)(8,9,10)(8,9,11)15kN(1,2,3)(0,0,0)(0,0,7)(0,0,0)4m6my（2）荷載排陣：

3m3m

44568910015000200103080pe30p300000308030300，得：06、解：求梁的最大彎矩150201050pj000

12qa2qa

qa203030030443050FgFgFg00030300，30，30

6aaMx35qaxqx2122dMx35qxdxqa12令上式為0；獲得：x35a1235a22qa2Mmax35qaq35qa1225qa12122122882MmaxMu獲得：288Muq極限荷載1225a2華中科技大學(xué)土木匠程與力學(xué)學(xué)院《構(gòu)造力學(xué)》考試卷答案2006～2007學(xué)年度第一學(xué)期1、解：①未知量：B、②桿端彎矩：3iMBC4i6iMDAMBA3iBBLL

6iMCB2iBL③成立方程MB0MBAMBCM7i6iMBL①取AB截面：X0FQADFQBCFQADFQBC36i12iFiFQBCBL2LL2QAD6iB15i0LL2②2、解：a）因?yàn)闃?gòu)造對(duì)稱，荷載反對(duì)稱，可取半剛架以下：Z1EIFPFPEIZ22EIZ1FPZ3Z2Z4

3、解：30kN10kN6kN.m6kN/mEIEI2EI19.123206.735

10.94基本系統(tǒng)1基本系統(tǒng)2或2個(gè)未知量4個(gè)未知量b）Z1Z3Z2

0.73530364、解：編號(hào)以以下列圖：1,20,30,40,03EIEIEI001236EI18EI36EI18EI0L3L2L3L218EI12EI18EI6EI0k①L2LL2L36EI