土木工程力学（本）形成性考核册作业一说明：本次作业对应于平面体系的几何组成分析和静定结构的受力分析，应按相应教学进度完成。一、 选择题（每小题2分，共20分）1三刚片组成几何不变体系的规则是（ B ）A 三链杆相联，不平行也不相交于一点 B 三铰两两相联，三铰不在一直线上C 三铰三链杆相联，杆不通过铰 D 一铰一链杆相联，杆不过铰2在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（C）A 可变体系 B 瞬变体系C 无多余约束的几何不变体系 D 有多余约束的几何不变体系3瞬变体系在一般荷载作用下，（C ）A产生很小的内力 B不产生内力C产生很大的内力 D不存在静力解答4已知某体系的计算自由度W=-3，则体系的（ D ）A自由度为3 B自由度等于0C 多余约束数等于3 D 多余约束数大于等于35不能作为建筑结构使用的是（ D ）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 几何不变体系 D几何可变体系6图示桁架有几根零杆（ D ）A 0 B 2C 4 D 67下图所示结构的弯矩图形状应为（ A ）8图示多跨静定梁的基本部分是（ B）A AB部分 B BC部分C CD部分 D DE部分9荷载作用下产生桁架位移的主要原因是（ A ）A 轴向变形 B 弯曲变形C 剪切变形 D 扭转变形10三铰拱在集中力作用下其合理拱轴线形状是（ D ）A 折线 B 圆弧C 双曲线 D 抛物线二、 判断题（每小题2分，共20分）1多余约束是体系中不需要的约束。（ ）2如果体系的计算自由度大于零，那么体系一定是几何可变体系。（ ）3两根链杆的约束作用相当于一个单铰。（ ）4一个体系是有n个自由度的几何可变体系，那么加入n个约束后就成为无多余约束的几何不变体系。（ ）5两刚片用三链杆相联，且三链杆平行不等长，则构成瞬变体系。 （ ）6图示两个单跨梁，同跨度同荷载。但横截面形状不同，故其内力也不相同。（ ）7三铰拱的矢高f越大，水平推力也越大。（ ）8求桁架内力时截面法所截取的隔离体包含两个或两个以上的结点。（ ）9某荷载作用下桁架可能存在零杆，它不受内力，因此在实际结构中可以将其去掉。（ ）10试判断下列弯矩图是否正确。（ ）三、 试对图示平面体系进行几何组成分析。（每小题5分，共20分） 11解：由二元体分析法原结构是一个无多余约束的几何不变体系。2解：由二元体分析法原结构是一个无多余约束的几何不变体系。3解：显然，体系是具有两个多余约束的几何不变体系。4解：由三刚片规则，可知体系是无多余约束的几何不变体系。 四、 绘制下图所示各结构的弯矩图。（每小题10分，共30分）ABCD1作弯矩图如下：ABCD56060(11.25)M图（kNm）解： 作弯矩图如下：ABCDFPLM图20kN/m40kN2m4mABCD40kN2m2m2mEF3解： ABCEFD4040120M图（kNm）作弯矩图如下：40kN40kN20kN/m2m2m2m2m2m2mACBDE五、计算图示桁架中指定杆件的内力。（10分）解：求支座反力 由 由 CDFN1FN4FN3FP 用-截面将桁架截开，保留右边部分，受力如图： 由 （压） 由 （拉）取结点C为研究对象，作受力图如下：CFN2FN4FPFN4 显然：（压）FPFP132DaaaaF作业二说明：本次作业对应于静定结构的位移计算和力法，应按相应教学进度完成。一、 选择题（每小题2分，共10分）1用力法计算超静定结构时，其基本未知量为（ D ）A 杆端弯矩 B 结点角位移 C 结点线位移 D 多余未知力2力法方程中的系数代表基本体系在作用下产生的（ C ）A B C 方向的位移 D 方向的位移3在力法方程的系数和自由项中（ B ）A 恒大于零 B 恒大于零 C 恒大于零 D 恒大于零4下列哪一条不是图乘法求位移的适用条件？（ D ）A直杆 B EI为常数C、至少有一个为直线形 D 、都必须是直线形5下图所示同一结构在两种不同荷载作用下，它们之间的关系是（ D ） A A点的水平位移相同 B C点的水平位移相同C C点的水平位移相同 D BC杆变形相同二、 判断题（每小题2分，共10分）1静定结构由于支座移动引起的位移与刚度无关。（ ）2反力互等定理仅对超静定结构才有使用价值。（ ）3用力法求解超静定刚架在荷载和支座移动作用下的内力，只需知道各杆刚度的相对值。（ ）4同一结构的力法基本体系不是唯一的。（ ）5用力法计算超静定结构，选取的基本结构不同，则典型方程中的系数和自由项数值也不同。（ ）三、求图示简支粱C点的竖向位移，EI =常数。（9分）解：（1）作MP图ABCMP图ABC1图（2）作图（3）计算C点竖向位移 qC2l/3l/3四、计算图示刚架结点C的水平位移和转角，EI=常数。ll/2qABC1计算C点水平位移解：（1）作MP图ABCMP图（2）作图ABC图1（3）计算C点水平位移 2计算C点转角 （1）MP图同上（2）作图ABC图11（3）计算C点转角 （ ）五、试求图所示刚架点D的竖向位移。为常数。（9分） 解：（1）作MP图FPABCDFPlFPl/2FPlMP图（2）作图1ABCDl/2l/2图（3）计算D点竖向位移 六、 求图示桁架结点B的竖向位移，已知桁架各杆的EA=21104kN。（9分）解：（1）计算实际荷载作用下桁架各杆的轴力ABCDE40kN40kN80kN-90kN-100kN50kN60kN60kN50kN-100kN（2）计算虚设单位荷载作用下桁架各杆的轴力ABCDE1（3）计算B点竖向位移 七、确定下列结构的超静定次数。（4分）1(a) (b)(c) (d)15次 21次 34次 47次 八、用力法计算图示结构，并作弯矩图。各杆相同且为常数。（10分）解：（1）梁为一次超静定结构，X1为多余未知力，取基本结构如下图所示：ABCX1基本结构（2）写出力法方程如下：11 X1+1P= 0（3）计算系数11及自由项1P作图和MP图如下：ABC1图440kNABCMP图（kNm）40 （4）求解多余未知力： （5）作M图：(40)ABC1532.5M图（kNm）九、用力法计算下列刚架，并作弯矩图。为常数。（10分）解：（1）基本结构如下图所示，X1 、X2为多余未知力。ABCDX1X2基本结构（2）写出力法方程如下： 11 X1+12 X2+1P= 0 21 X1+22 X2+2P= 0（3）计算系数及自由项：1ABCD4444图 6kNABCD24MP图（kNm）1ABCD444图 （4）求解多余未知力： 解得： X1=-2.4kN X2=-4.1kN（5）作M图：6kNABCD6.86.87