结构力学概念题

概念题

1.1 结构动力计算与静力计算的主要区别是什么？

答：主要区别表现在：

(1)在动力分析中要计入惯性力，静力分析中无惯性力；

(2)在动力分析中，结构的内力、位移等是时间的函数，静力分析中则是不随时间变化的量；

(3)动力分析方法常与荷载类型有关，而静力分析方法一般与荷载类型无关。

1.2 什么是动力自由度，确定体系动力自由度的目的是什么？

答：确定体系在振动过程中任一时刻体系全部质量位置或变形形态所需要的独立参数的个数，称为体系的动力自由度（质点处的基本位移未知量）。

确定动力自由度的目的是：(1) 根据自由度的数目确定所需建立的方程个数（运动方程数=自由度数），自由度不同所用的分析方法也不同；(2) 因为结构的动力响应（动力内力和动位移）与结构的动力特性有密切关系，而动力特性又与质量的可能位置有关。

1.3 结构动力自由度与体系几何分析中的自由度有何区别？

答：二者的区别是：几何组成分析中的自由度是确定刚体系位置所需独立参数的数目，分析的目的是要确定体系能否发生刚体运动。结构动力分析自由度是确定结构上各质量位置所需的独立参数数目，分析的目的是要确定结构振动形状。

1.4 结构的动力特性一般指什么？

答：结构的动力特性是指：频率（周期）、振型和阻尼。动力特性是结构固有的，这是因为它们是由体系的基本参数（质量、刚度）所确定的、表征结构动力响应特性的量。动力特性不同，在振动中的响应特点亦不同。

1.5 什么是阻尼、阻尼力，产生阻尼的原因一般有哪些？什么是等效粘滞阻尼？答：振动过程的能量耗散称为阻尼。

产生阻尼的原因主要有：材料的内摩擦、构件间接触面的摩擦、介质的阻力等等。当然，也包括结构中安装的各种阻尼器、耗能器。阻尼力是根据所假设的阻尼理论作用于质量上用于代替能量耗散的一种假想力。粘滞阻尼理论假定阻尼力与质量的速度成比例。粘滞阻尼理论的优点是便于求解，但其缺点是与往往实际不符，为扬长避短，按能量等效原则将实际的阻尼耗能换算成粘滞阻尼理论的相关参数，这种阻尼假设称为等效粘滞阻尼。

1.6 采用集中质量法、广义位移法（坐标法）和有限元法都可使无限自由度体系简化为有限自由度体系，它们采用的手法有何不同？

答：集中质量法：将结构的分布质量按一定规则集中到结构的某个或某些位置上，认为其他地方没有质量。质量集中后，结构杆件仍具有可变形性质，称为“无重杆”。

广义坐标法：在数学中常采用级数展开法求解微分方程，在结构动力分析中，也可采用相同的方法求解，这就是广义坐标法的理论依据。所假设的形状曲线数目代表在这个理想化形式中所考虑的自由度个数。考虑了质点间均匀分布质量的影

响（形状函数），一般来说，对于一个给定自由度数目的动力分析，用理想化的形状函数法比用集中质量法更为精确。

有限元法：有限元法可以看成是广义坐标法的一种特殊的应用。一般的广义坐标中，广义坐标是形函数的幅值，有时没有明确的物理意义，并且在广义坐标中，形状函数是针对整个结构定义的。而有限元法则采用具有明确物理意义的参数作为广义坐标，且形函数是定义在分片区域的。在有限元分析中，形函数被称为插值函数。

综上所述，有限元法综合了集中质量法和广义坐标法的特点：(l) 与广义坐标法相似，有限元法采用了形函数的概念。但不同于广义坐标法在整体结构上插值（即定义形函数），而是采用了分片的插值，因此形函数的表达式（形状）可以相对简单。(2) 与集中质量法相比，有限元法中的广义坐标也采用了真实的物理量，具有直接、直观的优点，这与集中质量法相同。

2.1 建立运动微分方程有哪几种基本方法？各种方法的适用条件是什么？

答：常用的有 3 种：直接动力平衡法、虚功原理、变分法（哈密顿原理）。

直接动力平衡法是：在达朗贝尔原理和所设阻尼理论下，通过静力分析来建立体系运动方程的方法，也就是静力法的扩展，适用于比较简单的结构。

利用虚功原理的优点是：虚功为标量，可以按代数方式相加。而作用于结构上的力是矢量，它只能按矢量叠加。因此，对于不便于列平衡方程的复杂体系，虚功方法较平衡法方便。

哈密顿原理的优点：不明显使用惯性力和弹性力，而分别采用对动能和势能的变分代替。

因而对这两项来讲，仅涉及标量处理，即能量。而在虚功原理中，尽管虚功本身是标量，但用来计算虚功的力和虚位移则都是矢量。

2.2 直接动力平衡法中常用的有哪些具体方法？它们所建立的方程各代表什么

条件？

答：常用方法有两种：刚度法和柔度法。刚度法方程代表的是体系在满足变形协调条件下所应满足的动平衡条件；而柔度法方程则代表体系在满足动平衡条件下所应满足的变形协调条件。

2.3 刚度法与柔度法所建立的体系运动方程间有何联系？各在什么情况下使用

方便？

答：刚度法与柔度法建立的运动方程在所反映的各量值之间的关系上是完全一致的。由于刚度矩阵与柔度矩阵互逆，刚度法建立的运动方程可转化为柔度法建立的方程。一般说来，对于单自由度体系，求[δ]和求[k]的难易程度是相同的，因为它们互为倒数，都可以用同一方法求得，不同的是一个已知力求位移，一个已知位移求力。对于多自由度体系，若是静定结构，一般情况下求柔度系数容易些，但对于超静定结构就要根据具体情况而定。若仅从建立运动方程来看，当刚度系数容易求时用刚度法，柔度系数容易求时用柔度法。

2.4 计重力与不计重力所得到的运动方程是一样的吗？

答：如果计与不计重力时都相对于无位移的位置来建立运动方程，则两者是不一样的。但如果计重力时相对静力平衡位置来建立运动方程，不计重力仍相对于无

位移位置来建立，则两者是一样的。

3.1 为什么说结构的自振频率是结构的重要动力特征，它与哪些量有关，怎样修改它？

答：动荷载（或初位移、初速度）确定后，结构的动力响应由结构的自振频率控制。从计算公式看，自振频率和质量与刚度有关。质量与刚度确定后自振频率就确定了，不随外部作用而改变，是体系固有的属性。为了减小动力响应一般要调整结构的周期（自振频率），只能通过改变体系的质量、刚度来达到。总的来说增加质量将使自振频率降低，而增加刚度将使自振频率增加。

3.2 自由振动的振幅与哪些量有关？

答：振幅是体系动力响应的幅值，动力响应由外部作用和体系的动力特性确定。对于自由振动，引起振动的外部作用是初位移和初速度。因此，振幅应该与初位移、初速度以及体系的质量和刚度的大小与分布（也即频率等特性）有关。当计及体系阻尼时，则还与阻尼有关。

3.3 阻尼对频率、振幅有何影响？

答：按粘滞阻尼假定分析出的体系自振频率计阻尼与不计阻尼是不一样的，二者之间的关系为此＝山厂萝，计阻尼自振频率此小于不计阻尼频率。，计阻尼时的自振周期会长于不计阻尼的周期。由于相差不大，通常不考虑阻尼对自振频率的影响。阻尼对振幅的影响在频率比不同时大小不同，当频率比在1 附近（接近共振）时影响大，远离1 时影响小。为了简化计算在频率比远离1 时可不计阻尼影响。

3.4 什么叫动力系数，动力系数大小与哪些因素有关？单自由度体系位移动力系数与内力动力系数是否一样？

答：动力放大系数是指动荷载引起的响应幅值与动荷载幅值作为静荷载所引起的结构静响应之比值。简谐荷载下的动力放大系数与频率比、阻尼比有关。当惯性力与动荷载作用线重合时，位移动力系数与内力动力系数相等；否则不相等。原因是：当把动荷载换成作用于质量的等效荷载时，引起的质量位移相等，但内力并不等效，根据动力系数的概念可知不会相等。

3.5 什么叫临界阻尼？什么叫阻尼比？怎样量测体系振动过程中的阻尼比？

答：并不是所有体系都能发生自由振动的，当体系中的阻尼大到一定程度时，体系在初位移和初速度作用下并不产生振动，将这时的体系阻尼系数称为临界阻尼系数，其值为2mω。当阻尼系数小于该值时（称为小阻尼），可以发生自由振动。阻尼比是表示体系中阻尼大小的一个量，它为体系中实际阻尼系数与临界阻尼系数之比。若阻尼比为0.05，则意味着体系阻尼是临界阻尼的5％。阻尼比可通过实测获得，方法有多种，振幅法是其中之一。

3.6 若要避开共振应采取何种措施？

答：共振是指体系自振频率与动荷载频率相同而使振幅变得很大的一种现象（无阻尼时趋于无穷）。为避开共振，需使体系自振频率与动荷载频率远离。由于动荷载通常是不能改变的，只能改变体系的自振频率。改变体系的自振频率可通过

改变体系的质量和刚度来实现。

3.7增加体系的刚度一定能减小受迫振动的振幅吗？

答：增加体系的刚度不一定能减小受迫振动的振幅。对于简谐荷载作用下的振幅除与荷载有关以外，还与动力放大系数有关。动力放大系数与频率比有关，频率比小于1 时动力放大系数是增函数，这时增加刚度会使自振频率增加，从而使频率比减小，动力放大系数减小，振幅会相应减小；频率比大于1 时动力放大系数是减函数，这时增加刚度会使自振频率增加，从而使频率比减小，动力放大系数增大，振幅会相应增大。可见，减小体系的动位移不能一味增加刚度，要区分体系是在共振前区工作还是在共振后区工作。

3.8突加荷载与矩形脉冲荷载有何差别。

答：这两种荷载的主要区别是在结构上停留的时间长短。与结构的周期相比，停留较长的为突加荷载，较短的是矩形脉冲荷载。矩形脉冲荷载属于冲击荷载，在它的作用下，结构的最大动力响应出现较早，分析时应考虑非稳态响应。此外，由于最大响应出现时结构阻尼还未起多大作用，故在分析最大响应时可不计阻尼影响。而突加荷载则不然。

3.9 杜哈迈积分中的变量τ与t 有何差别？

答：杜哈迈积分是变上限积分，积分上限t 是原函数的自变量；τ是积分变量。t 是动力响应发生时刻，τ是瞬时冲量作用的时刻。

3.10 什么是稳态响应？通过杜哈迈积分确定的简谐荷载的动力响应是稳态响应吗？

答：稳态响应是指：由于阻尼影响，动力响应中按自振频率振动的分量消失后，剩下的按动荷载频率振动的部分。通过杜哈迈积分确定的简谐荷载动力响应是非稳态响应，积分中并没有略去荷载所激起的按结构自振频率变化的伴随自由振动部分。

4.1什么是振型，它与哪些量有关？

答：振型是多自由度体系所固有的属性，是体系上所有质量按相同频率作自由振动时的振动形状。它仅与体系的质量和刚度的大小、分布有关，与外界激励无关。

4.2 对称体系的振型都是对称的吗？

答：像静力问题对称结构既可产生对称变形，也能产生反对称变形一样，究竟受外界作用产生什么变形要取决于外界作用。对称体系的振型既有对称的，也有反对称的。

4.3 满足对质量矩阵、刚度矩阵正交的向量组一定是振型吗？

答：体系的某一振型是按其对应频率振动时各质点的固定振动形式，是各质点间振动位移的比例关系，具体的振动位移值是不确定的。

由于满足对质量矩阵、刚度矩阵正交的向量{A}( j ) 并不一定满足振型方程([ ] 2[ ]){ }( j) {0}j K +ωM A =所以并不一定是振型。但是，满足对质量矩阵、刚度矩阵正交，且满足振型方程的向量组一定是振型。

4.4 振型正交性的物理意义是什么？振型正交性有何应用？

答：由振型关于质量、刚度正交性公式可知，i 振型上的惯性力在j 振型上作的虚功为0。

由此可知，既然每一主振型相应的惯性力在其他主振型上不做功，那么它的振动能量就不会转移到别的主振型上去。换句话说，当一个体系只按某一主振型振动时，不会激起其他主振型的振动。这说明各个主振型都能单独出现，彼此线性无关。这就是振型正交的物理意义。

一是可用于校核振型的正确性；二是在已知振型的条件下，可以通过折算质量与折算刚度计算对应的频率。而更主要的是任一同阶向量均可用振型的线性组合来表示，在受迫振动分析中，利用振型的正交性，在阻尼矩阵正交的假设下可使运动方程解藕。

4.5 柔度法与刚度法所建立的自由振动微分方程是相通的吗？

答：由柔度法建立的自由振动微分方程为{y} = ?[δ][M][y]；而用刚度法建立的方程为[K]{y} = ?[M][y] 。因为[K][δ] = [I ] 和[δ][K] = [I ] ，故[δ]与[K]互为逆矩阵，即[δ] = [K]?1，或[K] = [δ]?1，从而证明了柔度法与刚度法所建立的自由振动微分方程是相通的。

4.6 求自振频率与主振型和坐标选取有关吗？

答：结构的自振频率和主振型是结构的固有性质，它们只与结构的形状、约束情况、质量分布、截面尺寸和选用的材料有关，与计算时所选的坐标无关。

4.7 求自振频率与主振型能否利用对称性？

答：利用对称性计算频率和主振型时，通常取半结构计算。

4.8 频率相等的两个主振型互相正交吗？

答：若两个振型对应的频率彼此相等，则与此频率对应的振型有无穷多个，它们并不一定彼此正交，但总可以选出两个主振型（其中一个是任选的）使它们彼此正交。

4.9 什么叫做广义坐标？什么叫做振型分解法？

答：广义坐标：能决定体系几何位置的彼此独立的量，称为该体系的广义坐标。广义坐标的物理意义就是任意振动位移曲线按主振型分解各振型所占的比例。由此可知，振型分解法也就是任意振动位移曲线可由各主振型按广义坐标比值叠加而成。振型分解法是解决一般动荷载作用下的强迫振动问题的方法。

5.1 多自由度体系与无限自由度体系的运动微分方程有什么不同？

答：常微分方程与偏常微分方程的区别。在无限自由度体系中，由于位置坐标和时间变量都是连续的独立变量，故所得的是偏常微分方程。

5.2 讨论无限自由度体系的振动的主要目的是什么？如何应用到实际工程去？答：为了估算有限自由度结果的精度，需要做无限自由度体系的振动分析。特别是对结构振动的概念分析和对计算结果的分析是非常有用的。在实际工程中，例如对简支梁在列车不同车速变化的振动分析等。

5.3 考虑转动惯量和剪切变形的影响时梁的频率如何变化？它们对低阶频率的影响大还是对高阶频率影响大？

答：在实际问题中，当n l π与1 相比很小时，剪切与转动惯量的影响相比，剪切变形影响大。

考虑转动惯量影响时，所得的频率要降低一些，并且对于高频来说，其影响就越大。

6.1 瑞利法的基本思想和特点？

答：瑞利法是根据能量守恒定律建立起来的，故又称为能量法。利用瑞利法求固有频率，必须知道振型函数，而精确的振型函数事先往往是不知道的，所以必须先假设一个振型函数来进行计算，由此所得的计算结果就具有一定的近似性，因此，瑞利法是一种近似方法。

6.2 用能量法求固有频率，必须首先知道什么？

答：必须首先知道振型函数。

7.1 对于杆系结构用有限元法计算频率和振型时，需要哪些基本数据（参照单元刚度矩阵和质量矩阵）?

答：除静力计算相同的数据外，还需要输入集中质量（或密度）。

7.2 在一致质量法中，判断计算出的频率与精确解的依据是什么？

答：一般说来，用一致质量矩阵算得的频率是结构真实频率的上限；而用集中质量矩阵算得的频率是结构真实频率的下限。

7.3在结构动力有限元法分析中，与一致质量法相比，集中质量法的主要优点是什么？

答：集中质量矩阵为对角阵，占用内存较少，计算简单和省时。所以工程上常采用集中质量法计算结构的频率和振型。

结构力学名词解释整理

1. 框剪结构中剪力墙布置的三个原则： （1）沿结构单元的两个方向设置剪力墙，尽量做到分散、均匀、对称，使结构的质量中心和刚度中心尽量重合，防止在水平荷载的作用下，结构发生扭转。（2）在楼盖水平刚度急剧变化处，以及楼盖较大洞口的两侧，应设置剪力墙。（3）在同一方向各片剪力墙的抗侧刚度不应大小悬殊，以免水平地震作用过分集中到某一片剪力墙上。 2. 解决拱结构拱脚推力的三种方法： （1）推力由拉杆承受 （2）推力由侧面框架结构承受 （3）推力由基础直接承受 3. 变形体与刚体： （1）变形体固体在外力作用下会发生变形，包括物体尺寸的改变和形状的改变，这些固体称之为变形体。 （2）刚体刚体是一种理想化的力学模型，理论力学认为刚体是这样的物体，在力的作用下，其内部任意二点之间的距离始终保持不变。 4. 索膜结构的四种主要形式： 1)．双曲面单元结构 2)．类锥形单元结构． 3)．索弯顶结构 4)．桅杆斜拉结构 5. 先张法与后张法： （1）先张法张拉预应力钢筋在浇筑混凝土之前进行的方法叫先张法。 （2）后张法张拉预应力钢筋在浇筑混凝土之后，待混凝土达到一定的强度后再进行的方法叫后张法。 6. 端承桩与摩擦桩： （1）端承桩：是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩端阻力分担荷载较多的桩。 （2）摩擦桩：是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩侧阻力分担荷载较多的桩。 7. 钢骨混凝土结构的优点： （1）钢筋混凝土与型钢共同受力 （2）与全钢结构相比，可节约钢材1/3左右： （3）型钢外包的钢筋混凝土不仅可以取代防腐，防火材料，而且更耐久，可节省经常性维护费用。 （4）可用于钢结构和钢筋混凝土结构各种结构体系中。 8.筒体结构类型5种： 实腹筒、框筒、桁架筒、筒中筒、筒束

结构力学(一)复习题

1.图示体系是：( B ) A．无多余联系的几何不变体系； B．有多余联系的几何不变体系； C．几何可变体系； D．瞬变体系。 2.在静定结构中，除荷载外，其它因素如温度改变，支座移动等，( c ) A.均会引起内力； B.均不引起位移； C.均不引起内力； D.对内力和变形没有影响。 3.图示伸臂粱，温度升高，则C点和D点的位移：( D ) A.都向下； B.都向上； C.C点向上，D点向下； D.C点向下,D点向上。 4.图示结构的超静定次数为：( B ) A．5次； B．8次； C．12次； D．7次。 5.用位移法求解图示结构时，独立的结点角位移和线位移未知数数目最少分别为：( C ) A.3,3; B.4,3; C.4,2;

D.3,2。 6.汇交于某结点各杆端的力矩分配系数之比等于各杆（ D ）。 A.线刚度之比； B.抗弯刚度之比； C.劲度系数（转动刚度）之比； D.传递系数之比。 7.间接与直接荷载作用下的影响线的相同与不同之点是（ C ）。 A.间接荷载是沿主梁上的纵梁移动； B.间接荷载作用下的影响线不能用静力法绘制； C.间接荷载作用下影响线在结点处的竖标与直接荷载作用下的相等；差异是在每一纵梁范围里间接荷载作用下的 影响线是一条直线； D.直接荷载是沿主梁移动。 8.设直杆的轴向变形不计，图示体系的动力自由度为：( C) A．1； B．2； C．3； D．4。 9.单元杆端力列阵按轴力、剪力、弯矩顺序排列，杆端位移列阵按轴向线位移、垂直轴线的线位移、角位移顺序排 列时，则局部坐标下单元刚度矩阵中的等于：( C ) 。 10.支座B处的反力为为（）。 A.（向上） B.（向下） C.（向上） D.（向下） 11.图示体系为：（ B）A．几何不变无多余约束；

结构力学求解器使用范例

2.19分析如图所示体系的几何组成。 解： 结点,1,0,0 结点,2,10,0 结点,3,20,0 结点,4,5,-5 结点,5,15,-5 结点,6,10,-10 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 单元,2,3,1,1,0,1,1,0 单元,3,5,1,1,0,1,1,0 单元,5,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,4,1,1,0,1,1,0 单元,4,1,1,1,0,1,1,0 单元,4,2,1,1,0,1,1,0 单元,2,5,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,2,-90,0,0 结点支承,6,2,0,0,0 结点支承,3,1,0,0 位移模型：静态显示 解答:有2个多余约束，体系自由度为1，的几何瞬变体系。

3.25计算静定多跨梁的支座反力，并画出梁的内力图。 解： 结点,1,0,0 结点,2,6,0 结点,3,7.5,0 结点,4,12,0 结点,5,14,0 结点,6,18,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 单元,5,6,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,2,-90,0,0 结点支承,2,1,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,6,1,0,0 单元荷载,1,1,20,1/2,90 单元荷载,3,1,10,1/2,90 单元荷载,4,3,2,0,1,90 单元荷载,5,3,2,0,1,90 尺寸线,1,0.5,0.5,7.8,1.0,0.5,0,-3,3m,3,-3,3m,6,-3 尺寸线,1,0.5,0.5,7.8,0.5,0.5,6,-3,1.5m,7.5,-3,2m,9.5,-3,2.5m,12,-3,2m,14,-3 尺寸线,1,0.5,0.5,7.8,1,0.5,14,-3,4m,18,-3 解答： 弯矩图 剪力图 轴力图

船舶结构力学名词解释汇总

2012/2013年度船舶结构力学考试名词解释汇总（1）力学模型：根据结构的受力特征、支承特征、计算要求等来简化实际结构而简化的模型。 （2）带板（骨架的“附连翼板”）：船体中的骨架在受力后变形时和它相连的一部分始终与骨架一起作用，与骨架相连的那部分板即带板。 （3）板上载重分为两类：①面外载荷②面内载荷。 （4）杆件：船体中的骨架（横梁、肋骨、纵骨、纵桁等）大多数是细长的型钢或组合型材，这种骨架简化的力学模型称之为杆件。（5）杆系：相互连接的骨架系统。 （6）连续梁：在上甲板的骨架中，纵骨的尺寸最小，它穿过强横梁并通过横舱壁在纵向保持连续。在计算纵骨时认为强横梁有足够的刚性支持纵骨，从而可作为纵骨的刚性支座。纵骨在横舱壁外侧作为刚性固定端，这样得到的力学模型，即连续梁。 （7）板架（交叉梁系）：在上甲板（或下甲板）的骨架中，甲板纵桁与舱口端横梁尺寸最大，在计算时常可略去其他骨架对它们的影响，于是在研究甲板纵桁与舱口端横梁时就得到了一个井字形的平面杆系。此种杆系因外载荷垂直于杆系平面而发生弯曲，称为“交叉梁系”或“板架”。 （8）刚架：由于在船体横剖面内，横梁、肋骨及船底肋板共同组成一个平面杆系。因此常把它们一起考虑作为船体横向强度的研究对象。这种杆系中各杆的联接点是刚性的，并受到作用于杆系平面内的

载荷作用，故称为“刚架”。 （9）连续梁、刚架和板架就是船体结构中三种典型的杆系。 （10）初参数的物理意义：梁的挠曲线取决于梁端的四个初始弯曲要素v0、θ 、M0及N0（简称“初参数”）。v0、θ0、M0、N0分别代表了 梁左端（x=0）处的挠度、转角、弯矩、剪力。 （11）初参数法的符号法则： ①挠度v：向下为正； ②转角θ：顺时针为正； ③弯矩M：左端面逆时针右端面顺时针为正（使梁中上拱为正）； ④剪力N：左端面向下右端面向上为正（使梁发生逆时针旋转为正）。（12）挠曲线方程的边界补充条件： ①自由支持端（支端）：v=0，v，，=0； ②刚性固定端：v=0，v，=0； ③弹性支座：左端面v=-AEIv，，，，v，，=0；右端面：v=AEIv，，，，v，，=0； ④弹性固定端：左端面v，=αEIv，，，v=0；右端面：v，=-αEIv，，，v=0。（13）力法的概念：计算时是以“力”为未知数，根据变形连续条件建立方程式，最后解出“力”来，所以叫做“力法”。 （14）力法的基本结构：静定结构。（若结构中未知约束力的个数小于或等于独立平衡方程的个数，应用静力平衡方程即可确定全部未知约束力的问题叫静定问题，反之则为静不定。） （15）力法的求解范围：适用于一切静不定结构，但实际上大都用于求解连续梁（刚性支座上的连续梁和弹性支座上的连续梁），简单刚

结构力学(1)模拟试题1及答案

《结构力学(1)》模拟试题一 一判断题（10×1.5分=15分） 1 具有基本部分和附属部分的结构，进行受力分析的次序是：先计算基本部分，后计算附 属部分。（） 2 当梁和刚架的铰支端和自由端上无外力偶作用时，该端弯矩等于零。 （） 3 桁架中的零杆是不需要的、可以撤除的杆件。（） 4 在一组移动荷载作用下，简支梁的绝对最大弯矩发生在跨中截面上。 （） 5 图示结构(a)、(b)两种受力状态中，仅AB、AC、BC三杆受力不同。 （） 6 图示结构截断三根链杆，可以变成一简支梁，故它是三次超静定结构。 （） 7 图(a)所示两次超静定结构，可选图(b)为基本结构进行力法计算。（） (a) (b) 8 作用在对称结构上的任何荷载都可分解为对称荷载和反对称荷载两部分。 （） 9 超静定结构的内力分布随杆件相对刚度比变化而改变。（） 10 超静定结构的位移与其力法基本体系的相应位移相同。（） 二填空题（10小题，共计30分） 1 工程结构从几何角度可分为____结构、板壳结构和实体结构三类，结构力学是以____结 构为主要研究对象。（2分） 2 图示刚架D截面的剪力F QDB =____、弯矩M DB =____ (内侧受拉为正)。（6分）

3 由于____力的存在，三铰拱截面上的弯矩比相应简支梁的弯矩小。（2分） 4 图示桁架中零杆总数=____。（2分） 5图示桁架中杆a、b的轴力分别为F Na=____，F Nb=____。（6分） 6 用图乘法求位移时，竖距y 应从____弯矩图上取。（2分） 7 图示简支梁在均布荷载q作用下，中点C竖向位移的图乘计算式为________（只列计算 式，不计算），EI为常数。（4分） 8 位移法方程实质上是____方程。（2分） 9 对称结构在反对称荷载作用下，如果所取的基本未知量都是对称或反对称力，则____未 知力必等于零。（2分） 10 图示结构用位移法计算时，基本未知量数目为：结点角位移=____，独立结点线位移=____。 （2分） 三分析计算题（4小题，共计55分） 1 分析图示体系的几何组成，说明分析过程并作出结论。 (5分) 2 简支梁上作用有移动的吊车如图，要求： (1) 计算吊车轮压F P1、F P2 ； (2) 求截面Ｃ弯矩、剪力最大值。(作M C 、F QC 影响线5分) （15分） 1m 1m 3m

结构力学题库

总计（300题） 一、名词解释（抽4题，每题5分）。 1、线弹性体： 2、结构力学基本假设： 3、影响线： 4、影响量： 5、一元片： 6、二元片： 7、二刚片法则： 8、三刚片法则： 9、零载法： 10、梁： 11、刚架： 12、桁架： 13、拱： 14、静定结构： 15、超静定结构： 16、绘制桁架中“K”，“X”, “T”型组合结构并说明受力特点： 17、二力构件： 18、临界荷载： 19、临界位置： 20、危险截面：

21、包络线： 22、绝对最大弯矩： 23、虚功原理： 24、虚力原理： 25、虚位移原理： 26、图乘法： 27、功互等定律： 28、位移互等定律： 29、反力互等定律： 30、反力位移互等定律： 31、力法方程： 32、对称结构的力法方程（写三次超静定结构） 33、结构正对称力正对称结构的受力、变形特点： 34、结构正对称力反对称结构的受力、变形特点： 35、将一般对称结构受力分解为正对称和反对称受力结构: 36、奇数跨超静定结构的受力特点： 37、偶数跨超静定结构的受力特点： 二、判断题（抽5题，每题2分） （O）1、在任意荷载下，仅用静力平衡方程即可确定全部反力和内力的体系是几何不变体系。 2、图中链杆1和2的交点O可视为虚铰。（X）

1 2 3 4 5 3、在图示体系中，去掉1—5，3—5， 4—5，2—5，四根链杆后， 得简支梁12 ，故该体系为具有四个多余约束的几何不变体系 。（X ） 1 2 3 4 5 4、几何瞬变体系产生的运动非常微小并很快就转变成几何不变体系 ，因而可以用作工程结构。（X ） 5、有多余约束的体系一定是几何不变体系。（X ） 6、图示体系按三刚片法则分析，三铰共线，故为几何瞬变体系。（O ） 7、计算自由度W 小于等于零是体系几何不变的充要条件。（X ） 8、两刚片或三刚片组成几何不变体系的规则中，不仅指明了必需的约束数目，而且指明了这些约束必须满足的条件。（O ） 9、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。（X ） 10、静定结构的全部内力及反力，只根据平衡条件求得，且解答是唯一的。（O ） 11、静定结构受外界因素影响均产生内力，内力大小与杆件截面尺寸无关。 （ X ） 12、静定结构的几何特征是几何不变且无多余约束。 （O ）

结构力学期末复习题及答案

二、判断改错题。 1. 位移法仅适用于超静定结构，不能用于分析静定结构。( × ) 2位移法未知量的数目与结构的超静定次数有关。( × ) .3 位移法的基本结构为超静定结构。( × ) 4. 位移法中角位移未知量的数目恒等于刚结点数。（×） 提示：与刚度无穷大的杆件相连的结点不取为角位移未知量。 1. 瞬变体系的计算自由度一定等零。 2. 有多余约束的体系一定是几何不变体系。 1、三刚片用三个铰两两相联不一定成为几何不变体系。（×） 2、对静定结构，支座移动或温度改变不会产生内力。（×） 3、力法的基本体系不一定是静定的。（×） 4、任何三铰拱的合理拱轴不一定是二次抛物线。（×） 5、图乘法不可以用来计算曲杆。（×） 6、静定结构的影响线全部都由直线段组成。（√） 7、多跨静定梁若附属部分受力，则只有附属部分产生内力。（×） 8、功的互等定理成立的条件是小变形和线弹性。（√） 9、力法方程中，主系数恒为正，副系数可为正、负或零。（√） 10.三个刚片用不在同一条直线上的三个虚铰两两相连，则组成的体系是无多余约束的几何不变体系。( √） 三、选择题。 1. 体系的计算自由度W≤0是保证体系为几何不变的 A 条件。 A.必要 B.充分 C.非必要 D. 必要和充分 1、图示结构中当改变B点链杆方向（不能通过A铰）时，对该梁的影响是（ d ） A、全部内力没有变化 B、弯矩有变化 C、剪力有变化 D、轴力有变化

2、图示桁架中的零杆为（ b ） A 、DC, EC, DE, DF, EF B 、DE, DF, EF C 、AF, BF, DE, DF, EF D 、DC, EC, AF, BF 4、右图所示桁架中的零杆为（ b A 、CH BI DG ,, B 、DG DE ,, C 、AJ BI BG ,, D 、BI BG CF ,, 5、静定结构因支座移动，（ b ） A 、会产生内力，但无位移 B 、会产生位移，但无内力 C 、内力和位移均不会产生 D 、内力和位移均会产生 7、下图所示平面杆件体系为（ b ） A 、几何不变，无多余联系 B 、几何不变，有多余联系 C 、瞬变体系 D 、常变体系

《结构力学》名词解释大全

名词解释 1.计算图形 2.刚架 3.平面刚架 4.板架 5.弹性支座 6.梁的弯曲要素 7.梁的复杂弯曲 8.叠加原理 9.静定结构 10.超静定结构 11.几何不变体系 12.超静定次数 13.力法 14.位移法 15.矩阵位移法 16.三弯矩方程 17.杆元 18.平面刚架单元 19.平面板架单元 20.固端弯矩 21.结构刚度矩阵 22.单元刚度矩阵 23.节点未知位移向量 24.杆元定位向量 25.节点外荷载向量 26.节点自由度 27.单元自由度 28.对称阵 29.正定阵 30.方阵 31.稀疏矩阵 32.半带宽 33.强迫位移 34.乘大数法 35.降阶法 36.杆元内力 37.支反力 38.固端力向量 39.梁的应变能 40.几何非线性问题41.材料非线性问题 42.外力功 43.比能 44.泛函 45.余能 46.虚位移原理 47.结构总位能 48.位能驻值原理 49.应变能原理 50.虚力原理 51.余位能驻值原理 52.应力能原理 53.卡氏第二定理 54.最小余能原理 55.最小功原理 56.形（状）函数 57.李兹法 58.位移边界条件 59.应力边界条件 60.平衡方程 61.几何方程 62.物理方程 63.薄板 64.薄板的筒形弯曲 65.薄板的筒形横弯曲 66.薄板的筒形复杂弯曲 67.薄板的筒形大挠度弯曲 68.刚性板 69.柔性板 70.薄板小挠度弯曲的基本假定 71.屈曲 72.稳定平衡 73.中性平衡 74.最小临界荷载 75.中性平衡微分方程 76.稳定性方程式 77.欧拉（应）力 78.临界（应）力 79.压杆柔度 80.板的极限荷载

结构力学复习思考题

《结构力学》复习思考题 一、单项选择题 题干答案指出图示体系的几何组成为（）。 A A．几何不变体系 B．机动体系 C．瞬变体系 指出图1.1所示体系的几何组成为（）。 A 图1.1 A．几何不变体系 B．机动体系 C．瞬变体系 指出图示体系的几何组成为（）。 A．几何体系不变体系 B．机动体系 C．瞬变体系 A 图1.2所示结构作用一个集中力P，当P作用在BCD上不同位置时，A支座的竖向分力（）。 A 图1.2 A．保持不变

B ．随作用位置而变 C ．无法确定 图1.2所示结构作用一个集中力P ，当P 作用在BCD 上不同位置时，A 支座的竖向分力（ ）。 A ．保持不变 B ．随作用位置而变 C ．无法确定 图1.2 A 指出图示结构，弯矩图绘制正确的是（ ）。 （ （A ） （B ） （C ） 图1.3 C 对下面图示的两个完全相同的结构，而力偶M 作用在不同位置，则两结构的支座反力的关系为（ ）。 A ．1122,R R R R ''=≠ B ．1122 ,R R R R ''≠= C ．2211,R R R R '='= C 下面绘制的弯矩图中，正确的是（ ）。 A ． B

B． C． 下面桁架结构中，零杆的个数为（）。 A．1个 B．3个 C．4个 C 下面桁架结构中，零杆的个数为（）。 A．10个 B．11个 C．12个 C 下面结构中，若杆件AB由温度变化发生伸缩，是否会引起结构的内力？（） A．会 A B．不会 C．无法确定

对于同一结构的以下图示两种状态，其位移与力的之间关系为（）。 A． 22 2 11 1 ? = ?F F B． 12 2 21 1 ? = ?F F C． 21 2 12 1 ? = ?F F C 图示原结构，用力法求解时，其基本结构不正确的是（）。 原结构 （ （A）（B）（C） 基本结构 A 指出图1.5所示结构AB杆件的内力为（）。 图1.5 A．0 B．-P C．2P B 下面结构中，若支座A发生一个位移，是否会引起结构的内力？（） A．会 B．不会 C．无法确定 B

《结构力学》习题解2009[1]

第二章平面体系的机动分析 题2-2.试对图示平面体系进行机动分析。 解析：如图2－2（a）所示，去掉二元体为（b），根据两刚片法则，原体系为几 何不变体系，且无多余约束。 题2-3.试对图示平面体系进行机动分析。 解析：图2－3（a）去除地基和二元体后，如图2－3（b）所示，刚片Ⅰ、Ⅱ用一实铰 3 o；Ⅰ、Ⅲ用一无穷远虚铰 1 o连接；Ⅱ、Ⅲ用一无穷远虚铰 2 o连接； 三铰不共线，根据三刚片法则，原体系为几何不变体系，且无多余约束。题2-4.试对图示平面体系进行机动分析。 解析：刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ用一实铰 1 o和两虚铰 2 o、 3 o连接，根据三刚片法则，体系为几何不变体系，且无多余约束。 题2-5.试对图示平面体系进行机动分析。 解析：刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过铰 1 o、 2 o、 3 o连接，根据三刚片法则，体系为几何不变体系，且无多余约束。 题2-7.试对图示平面体系进行机动分析。 去二元体 图2－2 （a）（b） 图2－5 图2－4 （b） 去二元体 (a) 图2－3

解析：刚片Ⅰ、Ⅱ用一无穷远虚铰1o 连接，刚片Ⅰ、Ⅲ用一无穷远虚铰2o 连接， 刚片Ⅱ、Ⅲ通过一平行连杆和一竖向链杆形成的虚铰3o 连接，根据三刚片法则，体系为几何不变体系，且无多余约束。 题2-8.试对图示平面体系进行机动分析 解析：去除二元体如图（b ）所示，j=12,b=20所以，232122031w j b =--=?--=， 所以原体系为常变体系。 题2-9. 试对图示平面体系进行机动分析 解析：去除地基如图（b ）所示，刚片Ⅰ、Ⅱ用实铰1o 连接，刚片Ⅰ、Ⅲ用虚铰2o 连接， 刚片Ⅱ、Ⅲ用虚铰3o 连接，根据三刚片法则，体系为几何不变体系，且无多余约束。 题2-10.试对图示平面体系进行机动分析 解析：AB,CD,EF 为三刚片两两用虚铰相连（平行链杆）， 且三铰都在无穷远处。所以为瞬变体系（每对链杆各自等长，但由于每对链杆从异侧连接，故系统为瞬变，而非不变）。 题2－11.试对图示平面体系进行机动分析 图2－9 （b ） 去地基 （a ） 图2－8 去二元体 （a ） （b ） 图2－10

结构力学作业1

结构力学课程——作业一 1. 荷载类型有哪些？ 答：荷载按作用时间的久暂可分为恒载和活载；按荷载的作用位置是否变化分为固定荷载和移动荷载；根据荷载对结构所产生的动力效应大小分为静力荷载和动力荷载。 2. 简述支座和结点类型，并画出相应的计算简图。 答：支座分为：活动铰支座、固定铰支座、固定支座、滑动支座。计算简图如下： 结点主要分为：铰结点、刚结点、组合结点。计算简图如下： 3. 名词解释：1）自由度；2）计算自由度；3）联系；4）瞬变体系；5）常变体系；6）刚片；7）几何不变体系；8）几何可变体系；9）拱轴线；10）高跨比 自由度：是指体系远动时所具有的独立运动方式数目，也就是体系运动时可以独立变化的几何参数数目，或者说确定体系位置所需的独立坐标数目。 计算自由度：在分析体系是否几何不变时，可以根据体系的自由度W首先判断联系的数目是否足够。为此，把W称为体系的计算自由度。 联系：限制运动的装置称为联系（或约束），体系的自由度可因加入联系而减少，能减少一个自由度的装置称为一个联系。 原为几何可变，经微小位移后即转化为几何不变的体系，称为瞬变体系。 经微小位移后仍能继续发生刚体运动的几何可变体系称为常变体系。 在机动分析中，由于不考虑材料的变形，因此可以把一根杆件或已知是几何不变的部分看作是一个刚体，在平面体系中又将刚体称为刚片。 由两根杆件与地基组成的胶结三角形，受到任意荷载作用时，若不考虑材料的变形，则其几何形状与位置

均能保持不变，这样的体系称为几何不变体系。 胶结四边形，即使不考虑材料的变形，在很小的荷载作用下，也会发生机械运动而不能保持原有的几何形状和位置，这样的体系称为几何可变体系。 拱身各横截面形心的连线称为拱轴线。 拱高与跨度之比f/l称为高跨比。 4. 试述几何不变体系的三个基本组成规则，为什么说它们是同一规则。 答：几何不变体系的三个基本组成规则为：1、三刚片规则：三个刚片用不在同一直线上的三个单铰两两铰联，组成的体系是几何不变的，而且没有多余的联系。2、二元体规则：在一个刚片上增加一个二元体，仍为几何不变体系，而且没有多余联系。3、两刚片规则：两个刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆相联，为几何不变体系，而且没有多余联系；或者两个刚片用三根不全平行也不交于同一点的链杆相联，为几何不变体系，而且没有多余联系。几何不变体系的三个基本组成规则，其实质都只是一个规则，即三刚片规则，所以说它们是同一规则。 5. 说明何为单铰、复铰和虚铰。 答：用一个铰把两个刚片联结起来，这种联结两个刚片的铰称为单铰。 一个铰同时联结两个以上的刚片，这种铰称为复铰。 联结两个刚片的两根链杆的作用相当于在其交点处的一个单铰，不过这个铰的位置是随着链杆的转动而改变的，这种铰称为虚铰。 6. 静定结构的特征是什么？ 答：只有无多余联系的几何不变体系才是静定的，即静定结构的特征是几何不变且无多余联系。 7. 拱的类型有哪些？拱结构与推力结构的区别是什么？ 答：拱的常用形式有三铰拱、两铰拱和无铰拱等几种。凡在竖向荷载作用下会产生水平反力的结构都可称为拱式结构或推力结构，但拱式结构的杆轴线为曲线，但推力结构的杆轴线不一定是曲线，如三铰刚架等。 8. 试对下面所示平面体系进行机动分析，要求画图说明分析过程，指明哪个部分为刚片，及采用何原则进行的几何分析，具体过程如同书中例题。 A B C （a）将AC、AB和大地分别看为一个刚片，DF和DE分别看为大地与AC和AB相连的一个链杆。则刚片AC和刚片AB通过铰A相连，刚片AC与大地通过虚铰H相连，刚片AB与大地通过虚铰G相连，A、H、G不在一条线，因此根据三刚片规则可知此平面体系为几何不变体系。 （b）根据三刚片原则，三角形ABD和BCE均为几个不变体系，可看作是刚片，所以将ADB、BEC和大地视为三个刚片，F处的固定支座可看作是一个铰结点，DF和FE分别为两根链杆，根据三刚片原则，三个刚片分别铰接于A、B、C三点，三点在一条直线上，所以属于瞬变体系。

结构力学复习题库,DOC

结构力学题库300题 一、名词解释（抽4题，每题5分）。 1、线弹性体： 2、结构力学基本假设： 3、影响线： 4、影响量： 5、一元片： 6、二元片： 7、二刚片法则： 8、三刚片法则： 9、零载法： 10、梁： 11、刚架： 12、桁架： 13、拱： 14、静定结构： 15、超静定结构： 16、绘制桁架中“K”，“X”,“T”型组合结构并说明受力特点： 17、二力构件： 18、临界荷载： 19、临界位置：

20、危险截面： 21、包络线： 22、绝对最大弯矩： 23、虚功原理： 24、虚力原理： 25、虚位移原理： 26、图乘法： 27、功互等定律： 28、位移互等定律： 29、反力互等定律： 30、反力位移互等定律： 31、力法方程： 32、对称结构的力法方程（写三次超静定结构） 33、结构正对称力正对称结构的受力、变形特点： 34、结构正对称力反对称结构的受力、变形特点： 35、将一般对称结构受力分解为正对称和反对称受力结构: 36、奇数跨超静定结构的受力特点： 37、偶数跨超静定结构的受力特点： 二、判断题（抽5题，每题2分） 1、在任意荷载下，仅用静力平衡方程即可确定全部反力和内力的体系是几何不变体系。（O） 2、图中链杆1和2的交点O可视为虚铰。（X） 2

3、在图示体系中，去掉1—5，3—5，4—5，2—5，四根链杆后，得简支梁12，故该体系为具有四个多余约束的几何不变体系。（X） 4、几何瞬变体系产生的运动非常微小并很快就转变成几何不变体系，因而可以用作工程结构。（X） 5、有多余约束的体系一定是几何不变体系。（X） 6、图示体系按三刚片法则分析，三铰共线，故为几何瞬变体系。（O） 7、计算自由度W小于等于零是体系几何不变的充要条件。（X） 8、两刚片或三刚片组成几何不变体系的规则中，不仅指明了必需的约束数目，而且指明了这些约束必须满足的条件。（O） 9、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。（X） 10、静定结构的全部内力及反力，只根据平衡条件求得，且解答是 唯一的。（O） 11、静定结构受外界因素影响均产生内力，内力大小与杆件截面尺寸无关。（X） 12、静定结构的几何特征是几何不变且无多余约束。（O） 13、图示结构||M =0。（O） C 14、图示结构支座A转动?角，M AB=0，R C=0。（O） 15、荷载作用在静定多跨梁的附属部分时，基本部分一般内力不为零。（O） 16、图示静定结构，在竖向荷载作用下，AB是基本部分，BC是附属部分。（X）

《结构力学》习题解-

第二章 平面体系的机动分析 题2-2.试对图示平面体系进行机动分析。 解析：如图2－2（a ）所示，去掉二元体为（b ），根据两刚片法则，原体系为几何不变 体系，且无多余约束。 题2-3.试对图示平面体系进行机动分析。 解析：图2－3（a ）去除地基和二元体后，如图2－3（b ）所示，刚片Ⅰ、Ⅱ用一实铰3o ； Ⅰ、Ⅲ用一无穷远虚铰1o 连接；Ⅱ、Ⅲ用一无穷远虚铰2o 连接；三铰不共线，根据三刚片法则，原体系为几何不变体系，且无多余约束。 去二元体 图2－ 2 （a ） （b ） （b ） 去二元体 (a) 图2－3

题2-4.试对图示平面体系进行机动分析。 解析：刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ用一实铰1o 和两虚铰2o 、3o 连接，根据三刚片法则，体系为几何 不变体系，且无多余约束。 题2-5.试对图示平面体系进行机动分析。 解析：刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过铰1o 、2o 、3o 连接，根据三刚片法则，体系为几何不变体系， 且无多余约束。 题2-7.试对图示平面体系进行机动分析。 解析：刚片Ⅰ、Ⅱ用一无穷远虚铰1o 连接，刚片Ⅰ、Ⅲ用一无穷远虚铰2o 连接， 去二元体 （a ） （b ） 图2－7 图2－5 图2－4

刚片Ⅱ、Ⅲ通过一平行连杆和一竖向链杆形成的虚铰3o 连接，根据三刚片法则，体系为几何不变体系，且无多余约束。 题2-8.试对图示平面体系进行机动分析 解析：去除二元体如图（b ）所示，j=12,b=20所以，232122031w j b =--=?--=， 所以原体系为常变体系。 题2-9.试对图示平面体系进行机动分析 解析：去除地基如图（b ）所示，刚片Ⅰ、Ⅱ用实铰1o 连接，刚片Ⅰ、Ⅲ用虚铰2o 连接， 刚片Ⅱ、Ⅲ用虚铰3o 连接，根据三刚片法则，体系为几何不变体系，且无多余约束。 题2-10.试对图示平面体系进行机动分析 解析：AB,CD,EF 为三刚片两两用虚铰相连（平行链杆），且 三铰都在无穷远处。所以为瞬变体系（每对链杆各自等长，但由于每对链杆从异侧连接，故系统为瞬变，而非不变）。 图2－9 （b ） 去地基 （a ） 图2－8 去二元体 （a ） （b ） 图2－10

《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

最新结构力学2课后概念题答案(龙驭球)

1.1 结构动力计算与静力计算的主要区别是什么？ 答：主要区别表现在：(1) 在动力分析中要计入惯性力，静力分析中无惯性力；(2) 在动力分析中，结构的内力、位移等是时间的函数，静力分析中则是不随时间变化的量；(3) 动力分析方法常与荷载类型有关，而静力分析方法一般与荷载类型无关。 1.2 什么是动力自由度，确定体系动力自由度的目的是什么？ 答：确定体系在振动过程中任一时刻体系全部质量位置或变形形态所需要的独立参数的个数，称为体系的动力自由度（质点处的基本位移未知量）。 确定动力自由度的目的是：(1) 根据自由度的数目确定所需建立的方程个数（运动方程 数=自由度数），自由度不同所用的分析方法也不同；(2) 因为结构的动力响应（动力内力和 动位移）与结构的动力特性有密切关系，而动力特性又与质量的可能位置有关。 1.3 结构动力自由度与体系几何分析中的自由度有何区别？ 答：二者的区别是：几何组成分析中的自由度是确定刚体系位置所需独立参数的数目，分析的目的是要确定体系能否发生刚体运动。结构动力分析自由度是确定结构上各质量位置所需的独立参数数目，分析的目的是要确定结构振动形状。 1.4 结构的动力特性一般指什么？ 答：结构的动力特性是指：频率（周期）、振型和阻尼。动力特性是结构固有的，这是因为它们是由体系的基本参数（质量、刚度）所确定的、表征结构动力响应特性的量。动力特性不同，在振动中的响应特点亦不同。 1.5 什么是阻尼、阻尼力，产生阻尼的原因一般有哪些？什么是等效粘滞阻尼？ 答：振动过程的能量耗散称为阻尼。 产生阻尼的原因主要有：材料的内摩擦、构件间接触面的摩擦、介质的阻力等等。当然，也包括结构中安装的各种阻尼器、耗能器。阻尼力是根据所假设的阻尼理论作用于质量上用于代替能量耗散的一种假想力。粘滞阻尼理论假定阻尼力与质量的速度成比例。 粘滞阻尼理论的优点是便于求解，但其缺点是与往往实际不符，为扬长避短，按能量等 效原则将实际的阻尼耗能换算成粘滞阻尼理论的相关参数，这种阻尼假设称为等效粘滞阻尼。 1.6 采用集中质量法、广义位移法（坐标法）和有限元法都可使无限自由度体系简化为有限自由度体系，它们采用的手法有何不同？ 答：集中质量法：将结构的分布质量按一定规则集中到结构的某个或某些位置上，认为其他地方没有质量。质量集中后，结构杆件仍具有可变形性质，称为“无重杆”。 广义坐标法：在数学中常采用级数展开法求解微分方程，在结构动力分析中，也可采用 相同的方法求解，这就是广义坐标法的理论依据。所假设的形状曲线数目代表在这个理想化形式中所考虑的自由度个数。考虑了质点间均匀分布质量的影响（形状函数），一般来说，对于一个给定自由度数目的动力分析，用理想化的形状函数法比用集中质量法更为精确。有限元法：有限元法可以看成是广义坐标法的一种特殊的应用。一般的广义坐标中，广 义坐标是形函数的幅值，有时没有明确的物理意义，并且在广义坐标中，形状函数是针对整个结构定义的。而有限元法则采用具有明确物理意义的参数作为广义坐标，且形函数是定义在分片区域的。在有限元分析中，形函数被称为插值函数。 综上所述，有限元法综合了集中质量法和广义坐标法的特点：(l) 与广义坐标法相似， 有限元法采用了形函数的概念。但不同于广义坐标法在整体结构上插值（即定义形函数），而是采用了分片的插值，因此形函数的表达式（形状）可以相对简单。(2) 与集中质量法相比，有限元法中的广义坐标也采用了真实的物理量，具有直接、直观的优点，这与集中质量

《结构力学》课后习题答案 重庆大学出版社

第1章绪论（无习题）第2章平面体系的几何组成分析习题解答习题2.1是非判断题(1) 若平面体系的实际自由度为零，则该体系一定为 几何不变体系。( ) (2) 若平面体系的计算自由度W=0，则该体系一定为无多余约束的几何不变体系。( ) (3) 若平面体系的计算自由度W＜0，则该体系 为有多余约束的几何不变体系。( ) (4) 由三个铰两 两相连的三刚片组成几何不变体系且无多余约束。( ) (5) 习题2.1(5) 图所示体系去掉二元体CEF后，剩余部 分为简支刚架，所以原体系为无多余约束的几何不变 体系。( ) AE CFBD 习题2.1(5)图(6) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体ABC后，成为习题2.1(6) (b)图，故原体系是几何可变体系。( ) (7) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体EDF后，成为习题2.1(6) (c)图，故原体系是几何可变体系。( ) B EF DAC(a)(b)(c) 习题 2.1(6)图【解】（1）正确。 （2）错误。是使体系成为几何不变的必要条件而非 充分条件。（3）错误。（4）错误。只有当三个铰 不共线时，该题的结论才是正确的。（5）错误。CEF不是二元体。（6）错误。ABC不是二元体。（7）错误。EDF不是二元体。习题2.2填空(1) 习题2.2(1)图所示体系为_________体系。

习题2.2(1)图 (2) 习题2.2(2)图所示体系为__________体系。习题 2-2(2)图(3) 习题 2.2(3)图所示4个体系的多余约束数目分别为_______、________、__________、__________。习题 2.2(3)图 (4) 习题2.2(4)图所示体系的多余约束个数为___________。习题 2.2(4)图 (5) 习题2.2(5)图所示体系的多余约束个数为___________。习题 2.2(5)图 (6) 习题2.2(6)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。习题 2.2(6)图 (7) 习题2.2(7)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。 习题2.2(7)图【解】（1）几何不变且无多余约束。左右两边L形杆及地面分别作为三个刚片。（2）几何常变。中间三铰刚架与地面构成一个刚片，其与左边倒L形刚片之间只有两根链杆相联，缺少一个约束。（3）0、1、2、3。最后一个封闭的圆环（或框）内部有3个多余约束。（4）4。上层可看作二元体去掉，下层多余两个铰。（5）3。下层（包括地面）几何不变，为一个刚片；与上层刚片之间用三个铰相联，多余3个约束。（6）内部几何不变、0。将左上角水平杆、右上角铰接三角形和下部铰接三角形分别作为刚片，根据三刚片规则分析。（7）内部几何不变、3。外围封闭的正方形框为有3个多余约束的刚片；内部铰接四边形可选一对平行的对边看作两个 刚片；根据三刚片规则即可分析。习题2.3对习题2.3图所示各体系进行几何组成分析。 (a)(b) (c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)(k)(l)习题2.3图【解】（1）如习题解2.3(a)图所示，刚片AB与刚片I由铰A和支杆①相联组成几何不变的部分；再与刚片BC由铰B和支杆②相联，故原体系几何不变且无多余约束。 A BC21 Ⅰ习题解2.3(a)图（2）刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ由不共线三铰A、B、（Ⅰ，Ⅲ）两两相联，组成几何不变的部分，如习题解2.3(b)图所示。在此部分上添加二元体C-D-E，故原体系几何不变且无多余约束。( , )ⅠⅢ∞ⅡⅢCADBE Ⅰ习题解2.3(b)图（3）如习题解2.3(c)图所示，将左、右两端的折 形刚片看成两根链杆，则刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ由不共线三铰（Ⅰ，Ⅱ）、（Ⅱ，Ⅲ）、（Ⅰ，Ⅲ）两两相联，故体系几何不变且无多余约束。 ( , )Ⅱ( , )ⅢⅠⅢ( , )ⅠⅡⅠⅡⅢ习题解2.3(c)图（4）如习题解2.3(d)图所示，刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ由不共线的三铰两两相联，形成大刚片；该大刚片与地基之间由4根支杆相连，有一个多余约束。故原体系为有一个多余约束的几何不变体系。( , )ⅠⅡⅡⅠⅢ( , )( , )ⅠⅢⅡⅢ31 2习题解2.3(d)图（5）如习题解2.3(e)图所示，刚片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组成几何不变且无多余约束的体系，为一个大刚片；该大刚片与地基之间由平行的三根杆①、②、③相联，故原体系几何瞬变。Ⅱ( , )ⅠⅡⅠ3( , )ⅡⅢ( , )ⅠⅢⅢ12 习题解2.3(e)图（6）如习题解2.3(f)图所示，由三刚片规则可知，刚片Ⅰ、Ⅱ及地基组成几何不变且无多余约束的体系，设为扩大的地基。刚片ABC与扩大的地基由杆①和铰C相联；刚片CD与扩大的地基由杆②和铰C相联。故原体系几何不变且无多余约束。ⅡACⅠ1DB2 习题解2.3(f)图（7）如习题解2.3(g)图所示，上部体系与地面之间只有3根支杆相联，可以仅分析上部体系。去掉二元体1，刚片Ⅰ、Ⅱ由铰A和不过铰A的链杆①相联，故原体系几何不变且无多余约束。 11AⅠⅡ习题解2.3(g)图（8）只分析上部体系，如习题解2.3(h)图所示。去掉二元体1、2，刚片Ⅰ、Ⅱ由

《结构力学》名词解释大全

学习必备欢迎下载名词解释 1.计算图形 2.刚架 3.平面刚架 4.板架 5.弹性支座 6.梁的弯曲要素 7.梁的复杂弯曲 8.叠加原理 9.静定结构 10.超静定结构 11.几何不变体系 12.超静定次数 13.力法 14.位移法 15.矩阵位移法 16.三弯矩方程 17.杆元 18.平面刚架单元 19.平面板架单元 20.固端弯矩 21.结构刚度矩阵 22.单元刚度矩阵 23.节点未知位移向量 24.杆元定位向量 25.节点外荷载向量 26.节点自由度 27.单元自由度 28.对称阵 29.正定阵 30.方阵 31.稀疏矩阵 32.半带宽 33.强迫位移 34.乘大数法 35.降阶法 36.杆元内力 37.支反力 38.固端力向量 39.梁的应变能 40.几何非线性问题41.材料非线性问题 42.外力功 43.比能 44.泛函 45.余能 46.虚位移原理 47.结构总位能 48.位能驻值原理 49.应变能原理 50.虚力原理 51.余位能驻值原理 52.应力能原理 53.卡氏第二定理 54.最小余能原理 55.最小功原理 56.形（状）函数 57.李兹法 58.位移边界条件 59.应力边界条件 60.平衡方程 61.几何方程 62.物理方程 63.薄板 64.薄板的筒形弯曲 65.薄板的筒形横弯曲 66.薄板的筒形复杂弯曲 67.薄板的筒形大挠度弯曲 68.刚性板 69.柔性板 70.薄板小挠度弯曲的基本假定 71.屈曲 72.稳定平衡 73.中性平衡 74.最小临界荷载 75.中性平衡微分方程 76.稳定性方程式 77.欧拉（应）力 78.临界（应）力 79.压杆柔度 80.板的极限荷载