《结构力学》试卷及参考答案 2008-2009学年度第1学期《结构力学》（上)试题(4卷)及答案 2008-2009学年度第1学期《结构力学》（上)试题(B卷)及答案 海南大学2008-2009学年度第1学期试卷 《结构力学》试题(A卷) 姓名： 学号： 学院： 土木建筑工程学院 专业班级： 考试说明：本课程为闭卷考试，可携带水笔、圆珠笔、铅笔、直尺、橡皮和无编程功 能的计算器 一、判断对错（每小题2分，共10分） 得分阅卷教师 (说明：如果您认为下列说法是正确的，就在题号前的如中打“√”， 否则打“×”，判断正确，得2分；判断错误，该题无分) ☒1、计算自由度为零的体系必为无多余约束的几何不变体系。 ☒2、三较拱的水平推力值不仅与顶铰的高度有关，还与拱轴的形状有关。 囚3、虚位移原理等价于变形协调条件，可用于求体系的位移。 回4、力法典型方程的物理意义是基本体系沿多余未知力方向的位移为零。 回5、力矩分配法中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比，它与外荷载 无关。 得分阅卷教师 二、单项选择题（每题3分，共12分） (选择正确答案的编号，填在各题前的括号内) (A)1.图示体系的几何组成为 (A)有多余约束的几何不变体系： (B)无多余约束的几何不变体系：
得分 阅卷教师 《结构力学》试卷及参考答案 2008-2009 学年度第 1 学期《结构力学》（上）试题（A 卷）及答案 2008-2009 学年度第 1 学期《结构力学》（上）试题（B 卷）及答案 海南大学 2008-2009 学年度第 1 学期试卷 《结构力学》试题(A 卷) 姓名： 学 号： 学院： 土木建筑工程学院 专业班级： 考试说明：本课程为闭卷考试，可携带水笔、圆珠笔、铅笔、直尺、橡皮和无编程功 能的计算器。 一、判断对错(每小题 2 分，共 10 分) (说明：如果您认为下列说法是正确的，就在题号前的□中打“√”， 否则打“×”。判断正确，得 2 分；判断错误，该题无分) □× 1、计算自由度为零的体系必为无多余约束的几何不变体系。 □× 2、三铰拱的水平推力值不仅与顶铰的高度有关，还与拱轴的形状有关。 □× 3、虚位移原理等价于变形协调条件，可用于求体系的位移。 □√ 4、力法典型方程的物理意义是基本体系沿多余未知力方向的位移为零。 □√ 5、力矩分配法中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比，它与外荷载 无关。 二、单项选择题（每题 3 分，共 12 分） （选择正确答案的编号，填在各题前的括号内） ( A ) 1. 图示体系的几何组成为： （A）有多余约束的几何不变体系； （B）无多余约束的几何不变体系； 得分 阅卷教师
(C)瞬变体系： (D)常变体系。 (B)2.同一结构的两种受力状态如图所示，根据互等定理正确的是： (A)44=h (B)44=6 (C)小=A (D)=A P=1 M-1 (D)3.图示带拉杆的三较拱，杆AB中的轴力为： (A 10kN (B)15kN (C)20kN (D)30kN 6m +6m (D4.等截面直杆的转角位移方程是表示单跨超静定梁 (A)杆端力与杆端位移之间的关系 (B)荷载与杆端位移之间的关系 (C)荷载与杆端力之间的关系 (D)荷载、杆端位移等外因与杆端力之间的关系 得分阅卷教师 三、填空题：（每题4分，共16分） （在以下各小题中划线处填上正确答案) 1.静定结构在温度改变、支座移动等因素影响下有位移，无内力。 2.刚体与变形体虚功原理的区别在于：前者外力总虚功等于零 后者外力总虚功等于变形虚功。 3.力法基本方程是变形协调条件一：位移法基本方程是平衡条件_。 4.用力矩分配法计算荷载作用问题进行第一轮第二、三等结点的分配时， 结点不平衡力矩为结点集中力偶、_固端弯矩和传递弯矩的代数和。 符分阅卷教师 四、综合题（共62分） (注意：答题时要列出详细运算步骤并计算出中间运算 数值和最终计算结果。) 1.(12分)试作出图示刚架的弯矩图，并用弯矩图绘出其剪力图和轴力图
（C）瞬变体系； （D）常变体系。 ( B ) 2.同一结构的两种受力状态如图所示，根据互等定理正确的是： （A）4=2 （B）4=3 （C）1=5 （D）1=6 ( D ) 3.图示带拉杆的三铰拱，杆AB 中的轴力为： （A）10 kN （B）15 kN （C）20 kN （D）30 kN ( D )4.等截面直杆的转角位移方程是表示单跨超静定梁 （A） 杆端力与杆端位移之间的关系 （B） 荷载与杆端位移之间的关系 （C） 荷载与杆端力之间的关系 （D） 荷载、杆端位移等外因与杆端力之间的关系 三、填空题：（每题 4 分，共 16 分） （在以下各小题中划线处填上正确答案） 1．静定结构在温度改变、支座移动等因素影响下有 位移 ，无 内力 。 2. 刚体与变形体虚功原理的区别在于：前者外力总虚功等于 零 ； 后者外力总虚功等于 变形虚功 。 3. 力法基本方程是 变形协调条件 ；位移法基本方程是 平衡条件 。 4. 用力矩分配法计算荷载作用问题进行第一轮第二、三等结点的分配时， 结点不平衡力矩为结点集中力偶、 固端弯矩 和 传递弯矩 的代数和。 四、综合题（共 62 分） （注意：答题时要列出详细运算步骤并计算出中间运算 数值和最终计算结果。） 1．（12 分）试作出图示刚架的弯矩图，并用弯矩图绘出其剪力图和轴力图。 P=1 1 2 3 M=1 4 5 6 得分 阅卷教师 得分 阅卷教师
(kN 2m 2.(10分)试求图示桁架结构指定杆a、b的内力。 1找零杆：HR、HE、DE、DG依次 为零杆可去掉： 2.求出支反力F20kN, 3用截面截开術析架，取右半部分进行 分析 ,=020×12-N,sm45×4=0 ∑Me=020x4-N,×4=0 4m 4 得：N=6ON互kN,N-20N 3.(12分)试用力法绘出图示刚架的弯矩图，并求出D点的竖向位移。 40kN - 1取蓄本体系如图； 2.列力法方程：A+A,=0 3.求系数和自由项： 6=160M3EI,△p-2720M3E 4代入方程求得：X=17kN,通M图 一单位力，作出弯矩图， /图图乘即可得D点的竖向位移 △-1243E
2.（10 分）试求图示桁架结构指定杆 a、b 的内力。 3.（12 分）试用力法绘出图示刚架的弯矩图，并求出 D 点的竖向位移。 1.取基本体系如图： 2.列力法方程： 111 + 1p = 0 3.求系数和自由项： 11=160/3EI，1p=-2720/3EI 4.代入方程求得：X1=17kN，画 M 图 5.在 D 点加一单位力，作出弯矩图，并将其与 M 图图乘即可得 D 点的竖向位移： Dy=124/3EI D B A 40kN 2m 4m 2m C I 2I 40kN X1 80 Mp(kN·m) M1 X1=1 4 4 B A G C H E F a 4m 2m 2m 4m 4m 60kN b 1.找零杆：HF、HE、DE、DG 依次 为零杆可去掉； 2.求出支反力 FB=20kN； 3.用截面截开桁架，取右半部分进行 分析： = 0 2012− sin 45 4 = 0 MA Na MC = 0 204− Nb 4 = 0 得：Na=60 2 kN，Nb=20kN D B A 2m 2m E C 2kN/m 2m 2m 2kN·m 4 0 2 6 4 3 4 7 M(kNm) Q(kN) N(kN) 12 M(kN·m) 34 40 P=1 2 M(kN·m)
4.(14分)试给出图示刚架结构用位移法计算时采用的基本结构，列出位移法 典型方程，求出方程中的系数和自由项，并解方程算出基本位移未知量，最后画 出弯矩图。 E 长飞 基本结构如图。 2.位移法典型方程： k4+k42+△p=0 k△1+k,△，+△，=0 3求系数和自由项：ApqP8,A0k-6i,k-r-6,k12f 4代入方程求得：△=gFn04,△=g208 按M=M,+M,△，+M,叠加，画出弯矩图 5.(14分)试用力矩分配法绘出图示连续梁的弯矩图
4．（14 分）试给出图示刚架结构用位移法计算时采用的基本结构，列出位移法 典型方程，求出方程中的系数和自由项，并解方程算出基本位移未知量，最后画 出弯矩图。 1.基本结构如图： 2.位移法典型方程： 0 0 21 1 22 2 2p 11 1 12 2 1p + + = + + = k k k k 3.求系数和自由项：1p=ql2 /8，2p=0；k11=16i，k12=k21=-6i/l，k22=12i/l 2 4.代入方程求得：1=-ql2 /104i，2=-ql3 /208i 5.按 M = M11 + M22 + Mp 叠加，画出弯矩图。 5.（14 分）试用力矩分配法绘出图示连续梁的弯矩图。 D B A C EI q l l 2EI 2EI A EI 2EI 2EI 8 2 ql 1p 2p Mp P A EI 2EI 2EI k11 k12 M1 P 6i 4i 2i 6i A EI 2EI 2EI k21 k22 M2 P 6i/l 6i/l 7ql2 /104 6ql2 /104 ql2 /104
to-d 21 BY 100 40 67.522.522.5 -20 57.557.5-625 1利用对称性取半结构进行计算，令E4,计算线刚度：=2，=2 2转动刚度、分配系数、传递系数S=3=6,S=m=2m=0.75,m=0.25: 3计算固端弯矩、分配并传递、叠加，百M图。 海南大学2008-2009学年度第1学期试卷 《结构力学》试题(B卷) 姓名： 学号： 学院： 土木建筑工程学院 专业班级： 考试说明：本课程为闭卷考试，可携带水笔、圆珠笔、铅笔、直尺、橡皮和无编程功 能的计算器； 一、判断对错（每小题2分，共10分） 得分阅卷教师 (说明：如果您认为下列说法是正确的，就在题号前的加中打“√“， 否则打“ד。判断正确，得2分；判断错误，该题无分) ☒1、几何瞬变体系的计算自由度一定等于零。 ☒2、在相同跨度及竖向荷载作用下，两拱脚同高的三铰拱其水平推力随矢 高减小而减小
得分 阅卷教师 1.利用对称性取半结构进行计算，令 EI=4，计算线刚度：iBA=2，iBF=2 2.转动刚度、分配系数、传递系数：SBA=3iBA=6，SBF= iBF=2； BA=0.75，BF=0.25； cBA=0，cBF=-1 3.计算固端弯矩、分配并传递、叠加，画 M 图。 海南大学 2008-2009 学年度第 1 学期试卷 《结构力学》试题(B 卷) 姓名： 学 号： 学院： 土木建筑工程学院 专业班级： 考试说明：本课程为闭卷考试，可携带水笔、圆珠笔、铅笔、直尺、橡皮和无编程功 能的计算器。 一、判断对错(每小题 2 分，共 10 分) (说明：如果您认为下列说法是正确的，就在题号前的□中打“√”， 否则打“×”。判断正确，得 2 分；判断错误，该题无分) □× 1、几何瞬变体系的计算自由度一定等于零。 □× 2、在相同跨度及竖向荷载作用下，两拱脚同高的三铰拱其水平推力随矢 高减小而减小。 -20 -10 67.5 -80 -40 22.5 -22.5 -20 57.5 -57.5 -62.5 A C 4m 4m 4m D B 20kN·m 20kN·m 60kN/m 2I I 2I A B 20kN·m 60kN/m 2I I F 57.5 57.5 20 20 62.5
☒3、应用虚力原理求体系的位移时，虚设力状态可在需求位移处添加相应 的一般力，亦可求得该位移 ⊙ 当外荷载作用在多跨静定梁的基本部分时，附属部分不受力， 5、力矩分配法仅适用于解无线位移未知量的结构。 得分阅卷教师 二、单项选择题（每题3分，共12分） (选择正确答案的编号，填在各题前的括号内)》 (B)1.图示体系的几何组成为： (A)有多余约束的几何不变体系： (B)无多余约束的几何不变体系： (C)瞬变体系： (D)常变体系。 (D)2.对于一个静定结构，下列说法错误的是： 才会产生内力 (C)杆件截面尺寸及截面形状的任意改变不会引起内力改变 (D)制造误差与支座沉降可能使结构形状发生变化，因此可能产生内力 (C)3.图示结构，求AB两点相对线位移时，虚力状态应在两点分别施 加的单位力为： (A)竖向反向力 (B)水平反向力 (C)连线方向反向力 (D)反向力偶 g (D)4.在位移法典型方程的系数和自由项中，数值范围可为正、负实数 的有 (A)主系数 (B)主系撕和系粉 (C)主系数和自由项 (D)副系数和自由项 得分阅卷教师 三、填空题：（每题4分，共16分） （在以下各小题中划线处填上正确答案) 1.从几何组成上讲，静定和超静定结构都是 几何不变 体系 前者无一多余约束而后者有多余约束。 2.用位移法求解如图所示的结构时，基本未知量为角位移2个，线 位移1个
A B □× 3、应用虚力原理求体系的位移时，虚设力状态可在需求位移处添加相应 的一般力，亦可求得该位移。 □√ 4、当外荷载作用在多跨静定梁的基本部分时，附属部分不受力。 □√ 5、力矩分配法仅适用于解无线位移未知量的结构。 二、单项选择题（每题 3 分，共 12 分） （选择正确答案的编号，填在各题前的括号内） ( B ) 1. 图示体系的几何组成为： （A）有多余约束的几何不变体系； （B）无多余约束的几何不变体系； （C）瞬变体系； （D）常变体系。 ( D ) 2.对于一个静定结构，下列说法错误的是： （A）只有当荷载作用于结构时，才会产生内力 （B）环境温度的变化，不会产生内力 （C）杆件截面尺寸及截面形状的任意改变不会引起内力改变 （D）制造误差与支座沉降可能使结构形状发生变化，因此可能产生内力 ( C ) 3.图示结构，求 AB 两点相对线位移时，虚力状态应在两点分别施 加的单位力为： （A） 竖向反向力 （B） 水平反向力 （C） 连线方向反向力 （D） 反向力偶 ( D ) 4.在位移法典型方程的系数和自由项中，数值范围可为正、负实数 的有 （A） 主系数 （B） 主系数和副系数 （C） 主系数和自由项 （D） 副系数和自由项 三、填空题：（每题 4 分，共 16 分） （在以下各小题中划线处填上正确答案） 1．从几何组成上讲，静定和超静定结构都是 几何不变 体系， 前者 无 多余约束而后者 有 多余约束。 2. 用位移法求解如图所示的结构时，基本未知量为角位移 2 个，线 位移 1 个。 得分 阅卷教师 得分 阅卷教师 得分 阅卷教师
第三大愿第2小愿图 第三大题第3小题图 3.如图所示的抛物线三角拱，矢高为4m,在D点作用力偶80Nm,则 MD x=-30kN:m MD=50kN:m 4.杆件的传递系数表示远端弯矩与近端弯矩的比值。 得分阅卷教师 四、综合题（共62分） (注意：答题时要列出详细运算步骤并计算出中间运算 数值和最终计算结果。) 1.(12分)试作出图示刚架的弯矩图、剪力图和轴力图。 Q图 M图 2.(10分)计算图示桁架指定杆 c的内 1.找零杆：2-773、38、8449、 9.3、10.5均为零杆，则N0,N 2,取酸面1山，考遗载面左半部平衡， 则： EMn=0,45×12-N×3-0 5×2.4m-12m 3.(14分)试用力矩分配法绘出图示连续梁的弯矩图
3. 如图所示的抛物线三角拱，矢高为 4m，在 D 点作用力偶 M=80kN·m，则 MD 左= -30kN·m ，MD 右= 50kN·m 。 4. 杆件的传递系数表示 远 端弯矩与 近 端弯矩的比值。 四、综合题（共 62 分） （注意：答题时要列出详细运算步骤并计算出中间运算 数值和最终计算结果。） 1．（12 分）试作出图示刚架的弯矩图、剪力图和轴力图。 2.（10 分）计算图示桁架指定杆 a、b、c 的内力。 3.（14 分）试用力矩分配法绘出图示连续梁的弯矩图。 m m/2 m/2 M 图 B D A a a C E a m m/a m/a m/2a m/2a m m/2a /a N 图 Q 图 45kN a 5×2.4m=12m 3m b c 3m 1 2 3 4 5 6 11 10 9 8 7 1．找零杆：2-7、7-3、3-8、8-4、4-9、 9-5、10-5均为零杆，则 Nb=0，Nc=0 2．取截面 I-I，考虑截面左半部平衡， 则： ΣM11=0，45×12－Na×3=0 Na=180kN I I 4m 4m M D 8m 4m 3m 第三大题第 2 小题图 第三大题第 3 小题图 得分 阅卷教师
L.令E=4,则转动刚度、 分配系数、传递系数： Sa-4iha-4,S-3动c-3 4=4n=0.6 =37-04 2 CRA-12,C-0 20 2.计算固端弯矩、分配并 16-16 0 传递、叠加，画M图。 4.(12分)试用力法绘出图示刚架的弯矩图。 PI/10 7P16 21 1取基本体系如图： 2.列力法方程6A,+4。=0 3.求系数和自由项：6-56E,△1w产一PP4EI 4代入方程求得：X=3P10,面M图 5.(14分)一刚架如图所示，各结点承受水平集中力，横梁刚度为无穷大，各 柱刚度为E1,试用位移法绘出刚架的弯矩图
4.（12 分）试用力法绘出图示刚架的弯矩图。 1.取基本体系如图： 2.列力法方程： 111 + 1p = 0 3.求系数和自由项：11=5l 3 /6EI，1p=－Pl3 /4EI 4.代入方程求得：X1=3P/10，画 M 图 5．（14 分）一刚架如图所示，各结点承受水平集中力，横梁刚度为无穷大，各 柱刚度为 EI，试用位移法绘出刚架的弯矩图。 A D B 2P l C I 2I 2I 2l A P I 2I A P I 2I X1 A P Pl A X1=1 l l 7Pl/10 3Pl/10 3Pl/10 7Pl/10 M1 Mp A C 2m 2m 4m B 10kN/m I I 20kN -10 10 3 6 -20 -0 4 0 -7 16 -16 0 1. 令 EI=4，则转动刚度、 分配系 数、传递系数： SBA=4iBA=4，SBC=3iBC=3； BA=4/7=0.6 ， BC=3/7=0.4； cBA=1/2，cBF=0 2.计算固端弯矩、分配并 传递、叠加，画 M 图。 7 16 8.5 12
P/12 17qF/60 1取基本体系如图： 2.列位移法方程：k,乙+A。=0 3求系数和自由项：k1=15E形，△1广一9l2 4.代入方程求得：Z=g30E,画M图
1.取基本体系如图： 2.列位移法方程： k11Z1 + 1p = 0 3.求系数和自由项：k11=15EI/l 3，1p=－ql/2 4.代入方程求得：Z1=ql4 /30EI，画 M 图 D B A l C ∞ ∞ q Z1=1 M1 k11 6i/l 6i/l 3i/l ∞ Mp Δ1p ql2 /12 ql2 /12 17ql2 /60 7ql2 /60 7ql2 /60 ql2 /10 M ql2 /24 ql2 /24