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结构力学大作业(华科)

结构力学大作业(华科)
结构力学大作业(华科)

一、任务

1.求解多层多跨框架结构在竖向荷载作用下的弯矩以及水平荷载作用下的弯矩和

各层的侧移。

2.计算方法:

(1)用近似法计算:水平荷载作用用反弯点法计算,竖向荷载作用采用分层法和二次力矩分配法计算。

(2)用电算(结构力学求解器)进行复算。

3. 就最大相对误差处,说明近似法产生误差的来源。

4. 将手算结果写成计算书形式。

二、结构形式及各种资料

1. 计算简图:如图1所示。

2. 基本计算参数

底层柱bXh(mm) 其它层bXh(mm) 边梁bXh(mm) 中间梁bXh(mm) 500X500 450X450 250X450 250X450

材料弹性模量:

72

3.210/

h

E kN m

=?

竖向荷载:

2

1

=23/

g kN m,2

2

=20/

g kN m

水平荷载:

=32

p

F kN

1,2

=18

P

F kN

3. 荷载分组:

(1)计算水平荷载(见图2);(2)计算竖向恒载(见图3);

L1L2H1

H2

H2

H2

H2

F

F

F

F

F

图1 计算简图图2 水平荷载作用

g2

g1

g1

g1

g1

q2

q1

图3 竖向荷载作用

三、计算内容

?水平荷载

1、反弯点法

(1)求柱的剪力

由所给数据可得各层梁柱的线刚度(单位:kN·m)如下表:

i底柱i其它柱i左梁i右梁

34792363331270825417

第五层柱;F

Q14

= F

Q25

= F

Q36

= 18/3kN = 6kN

第四层柱;F

Q47

= F

Q58

= F

Q69

= 50/3kN

第三层柱;F

Q710

= F

Q811

= F

Q912

= 82/3kN

第二层柱;F

Q1013

= F

Q1114

= F

Q1215

= 114/3kN

第一层柱;F

Q1316

= F

Q1417

= F

Q1518

= 146/3kN

(2)求柱的弯矩

第五层柱;M

14

= M

41

= M

25

= M

52

= M

36

= M

63

= 6×3/2 = 9kN·m

第四层柱;M

47

= M

74

= M

58

= M

85

= M

69

= M

96

= 50/3×3/2 = 25kN·m

第三层柱;M

710

= M

107

= M

811

= M

118

= M

912

= M

129

= 82/3×3/2 = 41kN·m

第二层柱;M

1013

= M

1310

= M

1114

= M

1411

= M

1215

= M

1512

= 114/3×3/2 = 57kN·m

第一层柱;M

1316

= M

1417

= M

1518

= 146/3×4.8/3 = 77.87kN·m

M

1613

= M

1714

= M

1815

= 146/3×2×4.8/3 = 155.74kN·m

(3)求梁的弯矩

分别取结点1、2为隔离体

1

M12 ∑M1=0 M12=M14=9kN·m

M14

2

M21 M23∑M2=0 M21=3kN·m

M 23=2M

21

M

23

=6kN·m

M25

同理可得其它梁各端弯矩;

M 32=9kN·m M

45

=34kN·m M

54

=11.33kN·m M

56

=22,67kN·m M

65

=34kN·m

M 78=66kN·m M

87

=22kN·m M

89

=44kN·m M

98

=66kN·m

M 1011=98kN·m M

1110

=32.67kN·m M

1112

=65.33kN·m M

1211

=98kN·m

M 1314=134.87kN·m M

1413

=44.96kN·m M

1415

=89.91kN·m M

1514

=134.87kN·m

弯矩图如下:

(4)求每层的位移

第五层;取如下基本结构图

1

与上图图乘得第五层水平位移;

X

5=3×3/2/3×(9+25+41+57)/EI

其它柱

+4.8×

(2×16.8×155.74-2×12×77.87+12×155.74-16.8

×77.87)/6EI

底柱

=20.62×10-3m

同理可得其它层水平位移;

第四层;

X

4=3×3/2/3×(25+41+57)/EI

其它柱

+4.8×

16.8 (2×13.8×155.74-2×9×77.87+9×155.74-13.8

×77.87)/6EI

底柱

=17.14×10-3m

第三层;X

3=3×3/2/3×(41+57)/EI

其它柱

+4.8×

(2×10.8×155.74-2×6×77.87+6×155.74-10.8 ×77.87)/6EI

底柱 =13.43×10-3m

第二层:X

2=3×3/2/3×57/EI

其它柱

+4.8×

(2×7.8×155.74-2×3×77.87+3×155.74-7.8 ×77.87)/6EI

底柱 =9.51×10-3m

第一层;X

1=4.8×4.8/2×155.74/2/ EI

底柱

=5.37×10-3m

2、结构力学求解器

计算参数:

结点,1,0,0 结点,2,0,4.8

结点,3,0,7.8 结点,4,0,10.8

结点,5,0,13.8 结点,6,0,16.8

结点,7,4.8,0 结点,8,4.8,4.8

结点,9,4.8,7.8 结点,10,4.8,10.8 结点,11,4.8,13.8 结点,12,4.8,16.8

结点,13,7.2,0 结点,14,7.2,4.8

结点,15,7.2,7.8 结点,16,7.2,10.8

结点,17,7.2,13.8 结点,18,7.2,16.8

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1

单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1

单元,5,6,1,1,1,1,1,1 单元,7,8,1,1,1,1,1,1

单元,8,9,1,1,1,1,1,1 单元,9,10,1,1,1,1,1,1

单元,10,11,1,1,1,1,1,1 单元,11,12,1,1,1,1,1,1

单元,13,14,1,1,1,1,1,1 单元,14,15,1,1,1,1,1,1

单元,15,16,1,1,1,1,1,1 单元,16,17,1,1,1,1,1,1

单元,17,18,1,1,1,1,1,1 单元,2,8,1,1,1,1,1,1

单元,8,14,1,1,1,1,1,1 单元,3,9,1,1,1,1,1,1

单元,9,15,1,1,1,1,1,1 单元,4,10,1,1,1,1,1,1

单元,10,16,1,1,1,1,1,1 单元,5,11,1,1,1,1,1,1

单元,11,17,1,1,1,1,1,1 单元,6,12,1,1,1,1,1,1

单元,12,18,1,1,1,1,1,1 结点支承,7,6,0,0,0,0

结点支承,1,6,0,0,0,0

结点支承,13,6,0,0,0,0

结点荷载,2,1,32,0

结点荷载,3,1,32,0

结点荷载,4,1,32,0

结点荷载,5,1,32,0

结点荷载,6,1,18,0

单元材料性质,1,1,8E6,1.67E5,0,0,-1

单元材料性质,6,6,8E6,1.67E5,0,0,-1

单元材料性质,11,11,8E6,1.67E5,0,0,-1

单元材料性质,2,5,6.48E6,1.09E5,0,0,-1

单元材料性质,7,10,6.48E6,1.09E5,0,0,-1

单元材料性质,12,15,6.48E6,1.09E5,0,0,-1

单元材料性质,16,25,3.6E6,0.61E5,0,0,-1

内力计算

杆端内力值 ( 乘子 = 1)

----------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2

--------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩

-----------------------------------------------------------------------------------------------

1 91.6477957 41.5868667 -139.956636 91.6477957 41.5868667 59.6603241

2 60.217890

3 20.9136559 -20.1687023 60.2178903 20.9136559 42.5722655

3 35.6974411 17.9393052 -18.4335661 35.6974411 17.9393052 35.3843496

4 17.7785994 11.8540971 -9.1369340

5 17.7785994 11.8540971 26.4253574

5 6.31520023 5.62088082 -1.70037808 6.31520023 5.62088082 15.1622643

6 158.18283

7 56.3611802 -163.376605 158.182837 56.3611802 107.157059

7 87.9743752 57.2464693 -81.0735487 87.9743752 57.2464693 90.6658593

8 38.5163078 39.1415323 -52.0686505 38.5163078 39.1415323 65.3559465

9 9.67843568 24.0410138 -29.9975315 9.67843568 24.0410138 42.1255100

10 -0.93769305 10.0271528 -10.0474779 -0.93769305 10.0271528 20.0339805

11 -249.830632 48.0519530 -149.963820 -249.830632 48.0519530 80.6855545

12 -148.192265 35.8398747 -46.0504376 -148.192265 35.8398747 61.4691864

13 -74.2137490 24.9191623 -30.0370679 -74.2137490 24.9191623 44.7204191

14 -27.4570351 14.1048889 -13.6313729 -27.4570351 14.1048889 28.6832939

15 -5.37750718 2.35196635 0.96683431 -5.37750718 2.35196635 8.02273336

16 -11.3267892 -31.4299053 79.8290265 -11.3267892 -31.4299053 -71.0345191

17 -12.2120783 -101.638367 117.196089 -12.2120783 -101.638367 -126.735992

18 -29.0256493 -24.5204491 61.0058316 -29.0256493 -24.5204491 -56.6923243

19 -10.9207123 -73.9785166 86.0421854 -10.9207123 -73.9785166 -91.5062544

20 -25.9147918 -17.9188417 44.5212837 -25.9147918 -17.9188417 -41.4891567

21 -10.8142733 -46.7567139 53.8643213 -10.8142733 -46.7567139 -58.3517920

22 -25.7667836 -11.4633991 28.1257354 -25.7667836 -11.4633991 -26.8985806

23 -11.7529226 -22.0795279 25.2744073 -11.7529226 -22.0795279 -27.7164596

24 -12.3791191 -6.31520023 15.1622643 -12.3791191 -6.31520023 -15.1506967

25 -2.35196635 -5.37750718 4.88328387 -2.35196635 -5.37750718 -8.02273336

-----------------------------------------------------------------------------------------------

电算弯矩图

59.66-139.96

42.57-20.1735.38-18.4326.43

-9.1415.16

-1.70107.16-163.3890.67-81.0765.36-52.0742.13-30.0020.03

-10.0580.69

-149.96

61.47

-46.0544.72-30.0428.68-13.638.02

0.97

-71.03

79.83

-126.74

117.20

-56.69

61.01

-91.5186.04

-41.49

44.52

-58.35

53.86

-26.9028.13

-27.7225.27

-15.1515.16-8.024.88

位移计算

杆端位移值 ( 乘子 = 1)

-----------------------------------------------------------------------------------------------

杆端 1杆端 2

---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码水平位移竖直位移转角水平位移竖直位移转角

-----------------------------------------------------------------------------------------------

1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00506450 0.00005499 -0.00115396

2 0.00506450 0.00005499 -0.00115396 0.00849562 0.00008287 -0.00084565

3 0.00849562 0.00008287 -0.00084565 0.01105299 0.00009939 -0.00061239

4 0.01105299 0.00009939 -0.00061239 0.01277797 0.00010762 -0.00037447

5 0.01277797 0.00010762 -0.00037447 0.01373952 0.00011055 -0.00018922

6 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00504940 0.00009491 -0.00080795

7 0.00504940 0.00009491 -0.00080795 0.00845692 0.00013564 -0.00067594

8 0.00845692 0.00013564 -0.00067594 0.01101843 0.00015347 -0.00049309

9 0.01101843 0.00015347 -0.00049309 0.01274361 0.00015795 -0.00032619

10 0.01274361 0.00015795 -0.00032619 0.01372302 0.00015752 -0.00018876

11 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00504126 -0.00014990 -0.00099562

12 0.00504126 -0.00014990 -0.00099562 0.00844964 -0.00021851 -0.00078343

13 0.00844964 -0.00021851 -0.00078343 0.01101122 -0.00025286 -0.00058137

14 0.01101122 -0.00025286 -0.00058137 0.01273577 -0.00026558 -0.00037423

15 0.01273577 -0.00026558 -0.00037423 0.01372145 -0.00026807 -0.00025052

16 0.00506450 0.00005499 -0.00115396 0.00504940 0.00009491 -0.00080795

17 0.00504940 0.00009491 -0.00080795 0.00504126 -0.00014990 -0.00099562

18 0.00849562 0.00008287 -0.00084565 0.00845692 0.00013564 -0.00067594

19 0.00845692 0.00013564 -0.00067594 0.00844964 -0.00021851 -0.00078343

20 0.01105299 0.00009939 -0.00061239 0.01101843 0.00015347 -0.00049309

21 0.01101843 0.00015347 -0.00049309 0.01101122 -0.00025286 -0.00058137

22 0.01277797 0.00010762 -0.00037447 0.01274361 0.00015795 -0.00032619

23 0.01274361 0.00015795 -0.00032619 0.01273577 -0.00026558 -0.00037423

24 0.01373952 0.00011055 -0.00018922 0.01372302 0.00015752 -0.00018876

25 0.01372302 0.00015752 -0.00018876 0.01372145 -0.00026807 -0.00025052

-----------------------------------------------------------------------------------------------

电算位移图

?竖向恒载

1.分层法

(1)确定计算简图。

本结构可分为顶层、中间层、底层三部分进行计算,然后再叠加即可。该结构顶层、中间层、底层的计算简图分别如下图所示

1 2 3

20kN/m 23kN/m

1 2 3 4 5 6

4 5 6 7 8 9

顶层中间层

10 11 12

20kN/m

13 14 15

16 17 18

底层

(2)顶层弯矩计算

①计算分配系数

注意柱的线刚度应乘折减系数0.9

对于结点1有

μ

12

=4×12708/(4×(0.9×36333+12708))=0.28

μ

14

=4×0.9×36333/(4×(0.9×36333+12708))=0.72

对于结点2有

μ

21

=4×12708/(4×(0.9×36333+12708+25417))=0.18

μ

25

=4×0.9×36333/(4×(0.9×36333+12708+25417)=0.46

μ23=4×25417/(4×(0.9×36333+12708+25417))=0.36

对于结点3有

μ

32

=4×25417/(4×(0.9×36333+25417))=0.44

μ

36

=4×0.9×36333/(4×(0.9×36333+25417))=0.56

②计算固端弯矩

M F

21=-M F

12

=ql2/12=20×4.82/12=38.4kN·m

M F

32=-M F

23

=ql2/12=20×2.42/12=9.6kN·m

③弯矩分配计算

顶层弯矩计算过程如下表所示

(3)中间层弯矩计算 ①计算分配系数

同样,柱的线刚度应乘折减系数0.9 对于结点4有

μ47=μ41=4×0.9×36333/(4×(0.9×36333×2+12708))=0.42 μ45=4×12708/(4×(0.9×36333×2+12708))=0.16 对于结点5有

μ52=μ58=4×0.9×36333 /(4×(0.9×36333×2+12708+25417))=0.32 μ54=4×12708/(4×(0.9×36333×2+12708+25417))=0.12 μ56=4×25417/(4×(0.9×36333×2+12708+25417))=0.24 对于结点6有

μ63=μ69=4×0.9×36333/(4×(0.9×36333×2+25417))=0.36 μ65=4×25417/(4×(0.9×36333×2+25417))=0.28 ②计算固端弯矩

M F 54=-M F 45=ql 2/12=23×4.82 /12=44.16kN ·m M F 65=-M F 56=ql 2/12=23×2.42 /12=11.04kN ·m ②弯矩分配计算

中间层弯矩计算过程如下表所示

结点编号 4 1 2 3 5 6 杆端编号 4-1 1-4 1-2 2-1 2-5 2-3 3-2 3-6 5-2 6-3 分配系数 0.72 0.28 0.18 0.46 0.36 0.44 0.56 固端弯矩

-38.4

38.4 -9.6 9.6

分 配 与 传 递 弯 矩

9.22 27.65 10.75 5.38

-2.11

-4.22 -5.38

-1.79 -2.89 -5.77 -14.75 -11.55 -5.78 -4.92 0.69 2.08 0.81

0.41

1.27

2.54

3.24 1.08 -0.15 -0.30 -0.78 -0.60 -0.30 -0.26 0.04 0.11 0.04 0.02 0.07 0.13 0.17 0.06

-0.02

-0.04

-0.03

最终弯矩

9.95 29.84 -29.84 38.12 -15.57 -22.55 1.97 -1.97 -5.18 -0.65

(4)底层弯矩计算

①计算分配系数

上层柱的线刚度应乘折减系数0.9,底层柱的线刚度不用折减。

对于结点13有

μ

1310

=4×0.9×36333/(4×(0.9×36333+34792+12708))=0.41

μ

1316

=34792×4/(4×(0.9×36333+34792+12708))=0.43

μ

1314

=4×12708/(4×(0.9×36333+34792+12708))=0.16

对于结点14有

μ

1413

=4×12708/(4×(0.9×36333+34792+12708+25417))=0.12

μ

1411

=4×0.9×36333/(4×(0.9×36333+34792+12708+25417))=0.31

μ

1417

=34792×4/(4×(0.9×36333+34792+12708+25417))=0.33

μ

141

5=4×25417/(4×(0.9×36333+34792+12708+25417))=0.24

对于结点15有

μ

1512

=4×0.9×36333/(4×(0.9×36333+34792+25417))=0.36

μ

1514

=4×25417/(4×(0.9×36333+34792+25417)) =0.27

μ

1518

=34792×4/(4×(0.9×36333+34792+25417)) =0.37

②计算固端弯矩

M F

1413=-M F

1314

=ql2/12=44.16kN·m

M F

1514=-M F

1415

=ql2/12=11.04kN·m

③弯矩分配计算

底层弯矩计算过程如下表所示

各杆端弯矩叠加、结点不平衡力矩一次分配及杆端最终弯矩如下列各表所示

结点编号123

杆端编号1-41-22-12-32-53-23-6分配系数0.720.280.180.360.460.440.56

不平衡力矩一次分配29.84-29.8438.12-22.55-15.57 1.97-1.97 6.48-3.82-0.81 -4.67-1.810.69 1.37 1.760.360.45

最终弯矩31.65-31.6538.81-21.18-17.63 2.33-2.33结点编号456

杆端编号4-14-54-75-45-25-85-66-36-56-9分配系数0.420.160.420.120.320.320.240.360.280.36

不平衡力矩一次分配9.95-5.18-0.65

19.46-38.9219.4643.56-11.47-11.47-20.62-2.41 4.82-2.41

6.48-3.82-0.81 -6.90-2.63-6.90 1.08 2.88 2.88 2.160.530.40.53

最终弯矩22.51-41.5519.0444.64-13.77-12.41-18.46-2.53 5.22-2.69结点编号789

杆端编号7-47-87-108-78-58-118-99-69-89-12分配系数0.420.160.420.120.320.320.240.360.280.36

不平衡力矩一次分配6.48-3.82-0.81

19.46-38.9219.4643.56-11.47-11.47-20.62-2.41 4.82-2.41

6.48-3.82-0.81 -5.44-2.08-5.440.92 2.44 2.44 1.840.580.460.58

最终弯矩20.5-4120.544.48-12.85-12.85-18.78-2.64 5.28-2.64

结点编号101112

杆端编号10-710-1110-1311-1011-811-1411-1212-912-1112-15分配系数0.420.160.420.120.320.320.240.360.280.36

不平衡力矩一次分配6.48-3.82-0.81

19.46-38.9219.4643.56-11.47-11.47-20.62-2.41 4.82-2.41

6.33-3.71-0.81 -5.38-2.05-5.380.9 2.41 2.41 1.810.580.460.58

最终弯矩20.56-40.9720.4144.46-12.88-12.77-18.81-2.64 5.28-2.64结点编号131415

杆端编号13-1013-1413-1614-1314-1114-1714-1515-1215-1415-18分配系数0.410.160.430.120.310.330.240.360.270.37

不平衡力矩一次分配6.48-3.82-0.81

18.99-38.9119.9243.55-11.13-11.84-20.58-2.42 4.91-2.49 -2.66-1.04-2.780.46 1.18 1.260.920.290.220.3

最终弯矩22.81-39.9517.1444.01-13.77-10.58-19.66-2.94 5.13-2.19结点编号161718

杆端编号16-1317-1418-15

最终弯矩9.96-5.92-1.27

最终弯矩图如图所示

2.二次力矩分配法

⑴计算框架各杆的线刚度及分配系数

构件名称转动刚度S 相对转动刚度S’框架梁左跨4i=4×12708=50832 1.000

右跨4i=4×25417=101668 2.000 框架柱底层4i=4×34792=139168 2.738

其它层4i=4×36333=145332 2.859

结点∑S’μ左梁μ右梁μ上柱μ下柱

1 1.000+2.859=3.859 0.26 0.74

2 1.000+2.000+2.859=5.859 0.17 0.34 0.49

3 2.000+2.859=4.859 0.41 0.59

4 2.859×2+1.000=6.718 0.14 0.43 0.43

5 2.859×2+1.000+2.000=8.718 0.11 0.23 0.33 0.33

6 2.859×2+2.000=7.718 0.26 0.3

7 0.37

7 2.859×2+1.000=6.718 0.14 0.43 0.43

8 2.859×2+1.000+2.000=8.718 0.11 0.23 0.33 0.33

9 2.859×2+2.000=7.718 0.26 0.37 0.37

10 2.859×2+1.000=6.718 0.14 0.43 0.43

11 2.859×2+1.000+2.000=8.718 0.11 0.23 0.33 0.33

12 2.859×2+2.000=7.718 0.26 0.37 0.37

13 2.859+2.738+1.000=6.597 0.15 0.43 0.42

14 2.859+2.738+1.000+2.000=8.597 0.12 0.23 0.33 0.32

15 2.859+2.738+2.000=9.597 0.26 0.38 0.36

⑵计算梁端固端弯矩

①顶层

左跨梁:

M F=ql2/12=20×4.82/12=38.4kN·m

右跨梁;

M F=ql2/12=20×2.42/12=9.6kN·m

右跨梁;

②其它层

左跨梁;

M F=ql2/12=23×4.82/12=44.16kN·m

右跨梁;

M F=ql2/12=23×2.42/12=11.04kN·m

⑶弯矩分配与传递

具体过程如下列各表所示

结点编号123

杆端编号1-41-22-12-32-53-23-6分配系数0.740.260.170.340.490.410.59固端弯矩-38.438.4-9.69.6

二次力矩分配28.429.98-4.9-9.79-14.11-3.94-5.66 9.5-2.45 4.99-1.97-5.47-4.9-2.04 -5.22-1.830.420.83 1.2 2.85 4.09

最终弯矩32.7-32.738.91-20.53-18.38 3.61-3.61

结点编号456

杆端编号4-14-54-75-45-25-85-66-36-56-9分配系数0.430.140.430.110.330.330.230.370.260.37固端弯矩-44.1644.16-11.0411.04

二次力矩分配18.99 6.1818.99-3.64-10.93-10.93-7.62-4.08-2.88-4.08 14.21-1.829.5 3.09-7.06-5.47-1.44-2.83-3.81-2.04 -9.41-3.07-9.41 1.2 3.59 3.59 2.5 3.21 2.26 3.21

最终弯矩23.79-42.8719.0844.81-14.4-12.81-17.6-3.7 6.61-2.91

结点编号789

杆端编号7-47-87-108-78-58-118-99-69-89-12分配系数0.430.140.430.110.330.330.230.370.260.37固端弯矩-44.1644.16-11.0411.04

二次力矩分配18.99 6.1818.99-3.64-10.93-10.93-7.62-4.08-2.88-4.08 9.5-1.829.5 3.09-5.47-5.47-1.44-2.04-3.81-2.04 -7.39-2.4-7.39 1.02 3.07 3.07 2.13 2.92 2.05 2.92

最终弯矩21.1-42.221.144.63-13.33-13.33-17.97-3.2 6.4-3.2

结点编号101112

杆端编号10-710-1110-1311-1011-811-1411-1212-912-1112-15分配系数0.430.140.430.110.330.330.230.370.260.37固端弯矩-44.1644.16-11.0411.04

二次力矩分配18.99 6.1818.99-3.64-10.93-10.93-7.62-4.08-2.88-4.08 9.5-1.829.5 3.09-5.47-5.47-1.44-2.04-3.81-2.1 -7.39-2.4-7.39 1.02 3.07 3.07 2.13 2.94 2.07 2.94

最终弯矩21.1-42.221.144.63-13.33-13.33-17.97-3.18 6.42-3.24

结点编号131415

杆端编号13-1013-1413-1614-1314-1114-1714-1515-1215-1415-18分配系数0.430.150.420.120.330.320.230.380.260.36固端弯矩-44.1644.16-11.0411.04

二次力矩分配18.99 6.6218.55-3.97-10.93-10.60-7.62-4.20-2.87-3.97 9.5-1.99 3.31-5.47-1.44-2.04-3.81

-3.23-1.13-3.150.43 1.19 1.150.83 2.22 1.52 2.11

最终弯矩25.26-40.6615.443.93-15.21-9.45-19.27-4.02 5.88-1.86弯矩图如下:

3.结构力学求解器

计算参数:

结点,1,0,0 结点,2,0,4.8

结点,3,0,7.8 结点,4,0,10.8

结点,5,0,13.8 结点,6,0,16.8

结点,7,4.8,0 结点,8,4.8,4.8

结点,9,4.8,7.8 结点,10,4.8,10.8 结点,11,4.8,13.8 结点,12,4.8,16.8

结点,13,7.2,0 结点,14,7.2,4.8

结点,15,7.2,7.8 结点,16,7.2,10.8

结点,17,7.2,13.8 结点,18,7.2,16.8

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1

单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1

单元,5,6,1,1,1,1,1,1 单元,7,8,1,1,1,1,1,1

单元,8,9,1,1,1,1,1,1 单元,9,10,1,1,1,1,1,1

单元,10,11,1,1,1,1,1,1 单元,11,12,1,1,1,1,1,1

单元,13,14,1,1,1,1,1,1 单元,14,15,1,1,1,1,1,1

单元,15,16,1,1,1,1,1,1 单元,16,17,1,1,1,1,1,1

单元,17,18,1,1,1,1,1,1 单元,2,8,1,1,1,1,1,1

单元,8,14,1,1,1,1,1,1 单元,3,9,1,1,1,1,1,1

单元,9,15,1,1,1,1,1,1 单元,4,10,1,1,1,1,1,1

单元,10,16,1,1,1,1,1,1 单元,5,11,1,1,1,1,1,1

单元,11,17,1,1,1,1,1,1 单元,6,12,1,1,1,1,1,1

单元,12,18,1,1,1,1,1,1 结点支承,7,6,0,0,0,0

结点支承,1,6,0,0,0,0

结点支承,13,6,0,0,0,0

单元荷载,25,3,23,0,1,90

单元荷载,24,3,23,0,1,90

单元荷载,16,3,20,0,1,90

单元荷载,17,3,20,0,1,90

单元荷载,18,3,20,0,1,90

单元荷载,19,3,20,0,1,90

单元荷载,20,3,20,0,1,90

单元荷载,21,3,20,0,1,90

单元荷载,22,3,20,0,1,90

单元荷载,23,3,20,0,1,90

单元材料性质,1,1,8E6,1.67E5,0,0,-1

单元材料性质,6,6,8E6,1.67E5,0,0,-1

单元材料性质,11,11,8E6,1.67E5,0,0,-1

单元材料性质,2,5,6.48E6,1.09E5,0,0,-1

单元材料性质,7,10,6.48E6,1.09E5,0,0,-1

单元材料性质,12,15,6.48E6,1.09E5,0,0,-1

单元材料性质,16,25,3.6E6,0.61E5,0,0,-1

内力计算

杆端内力值 ( 乘子 = 1)

----------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2

--------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩

-----------------------------------------------------------------------------------------------

1 -252.355570 -4.71088107 7.87304174 -252.355570 -4.71088107 -14.7391873

2 -204.239144 -13.5182332 21.6654220 -204.239144 -13.5182332 -18.8892775

3 -155.222967 -13.3476112 20.1184407 -155.222967 -13.3476112 -19.9243929

4 -105.668288 -12.4843621 20.1572313 -105.668288 -12.4843621 -17.2958549

5 -55.5601695 -21.5351951 24.7732318 -55.5601695 -21.5351951 -39.8323536

6 -355.066541 3.28661983 -5.09319439 -355.066541 3.28661983 10.6825807

7 -282.761583 9.37962984 -13.9499394 -282.761583 9.37962984 14.1889500

8 -214.138793 8.79768310 -12.4748041 -214.138793 8.79768310 13.9182451

9 -146.922597 7.82607680 -12.1931087 -146.922597 7.82607680 11.2851216

10 -82.9827409 14.1278536 -17.8523511 -82.9827409 14.1278536 24.5312098

11 -134.177888 1.42426124 -2.13965302 -134.177888 1.42426124 4.69680096

12 -110.599272 4.13860336 -5.50512243 -110.599272 4.13860336 6.91068766

13 -84.2382385 4.54992811 -6.22211034 -84.2382385 4.54992811 7.42767400

14 -57.0091137 4.65828531 -6.83003585 -57.0091137 4.65828531 7.14482007

15 -27.0570895 7.40734152 -9.95267949 -27.0570895 7.40734152 12.2693450

16 8.80735213 48.1164259 -36.4046094 8.80735213 -47.8835740 -35.8457650

17 2.71434212 24.4213839 -11.2132448 2.71434212 -23.5786160 -10.2019233

18 -0.17062199 49.0161764 -39.0077182 -0.17062199 -46.9838235 -34.1300712

19 0.41132475 21.6389662 -7.46631706 0.41132475 -26.3610337 -13.1327979

20 -0.86324911 49.5546791 -40.0816242 -0.86324911 -46.4453208 -32.6191642

21 0.10835719 20.7708751 -6.50781027 0.10835719 -27.2291248 -14.2577098

22 9.05083307 50.1081193 -42.0690868 9.05083307 -45.8918807 -31.9501142

23 2.74905622 18.0479758 -2.81264150 2.74905622 -29.9520241 -17.0974995

24 -21.5351951 55.5601695 -39.8323536 -21.5351951 -54.8398305 -38.1035400

25 -7.40734152 28.1429104 -13.5723301 -7.40734152 -27.0570895 -12.2693450

华科试卷及答案_数字电路与逻辑设计

华中科技大学计算机学院 《数字电路与逻辑设计》试卷A (闭卷) 班级 学号 姓名 成绩 一.单项选择题(每题1分,共10分) 1.表示任意两位无符号十进制数需要( )二进制数。 A .6 B .7 C .8 D .9 2.余3码10001000对应的2421码为( )。 A .01010101 B.10000101 C.10111011 D.11101011 3.补码1.1000的真值是( )。 A . +1.0111 B. -1.0111 C. -0.1001 D. -0. 1000 4.标准或-与式是由( )构成的逻辑表达式。 A .与项相或 B. 最小项相或 C. 最大项相与 D.或项相与 5.根据反演规则,()()E DE C C A F ++?+=的反函数为( )。 A. E )]E D (C C [A F ?++= B. E )E D (C C A F ?++= C. E )E D C C A (F ?++= D. E )(D A F ?++=E C C 6.下列四种类型的逻辑门中,可以用( )实现三种基本运算。 A. 与门 B. 或门 C. 非门 D. 与非门 7. 将D 触发器改造成T 触发器,图1所示电路中的虚线框内应是( )。 图1 A. 或非门 B. 与非门 C. 异或门 D. 同或门 8.实现两个四位二进制数相乘的组合电路,应有( )个输出函数。 A . 8 B. 9 C. 10 D. 11 9.要使JK 触发器在时钟作用下的次态与现态相反,JK 端取值应为( )。 A .JK=00 B. JK=01 C. JK=10 D. JK=11 10.设计一个四位二进制码的奇偶位发生器(假定采用偶检验码),需要( )个异或门。 A .2 B. 3 C. 4 D. 5 二.判断题(判断各题正误,正确的在括号内记“∨”,错误的在括号内记“×”, 并在划线处改正。每题2分,共10分) 1.原码和补码均可实现将减法运算转化为加法运算。 ( )

结构力学全部作业答案 2

名师整理优秀资源 1:[论述题] 1、(本题10分)作图示结构的弯矩图。各杆EI相同,为常数。图 参考答案: 先对右下铰支座取整体矩平衡方程求得左上活动铰支座反力为0,再对整体竖向投影平衡求得右下铰支座竖向反力为0;再取右下直杆作为隔离体可求出右下铰支座水平反力为m/l(向右),回到整体水平投影平衡求出左下活动铰支座反力为m/l(向左)。反力求出后,即可绘出弯矩图如图所示。图 2:[填空题]2、(本题3分)力矩分配法适用于计算无结点超静定刚 架。参考答案:线位移 3:[单选题]

7、(本题3分)对称结构在对称荷载作用下,内力图为反对称的是 :弯矩图和剪力图D:轴力图C:剪力图B:弯矩图A 名师整理优秀资源 参考答案:B 4:[填空题]1、(本题5分)图示梁截面C的弯矩M = (以下侧受拉C 为正)图 参考答案:aF P5:[判断题]4、(本小题2分)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。参考答案:错误 6:[判断题]3、(本小题 2分)在温度变化与支座移动因素作用下静定与超静定结构都有内力。 参考答案:错误 7:[判断题]1、(本小题2分)在竖向均布荷载作用下,三铰拱的合理轴线为圆弧线。 参考答案:错误 8:[论述题]2、(本小题10分)试对下图所示体系进行几何组成分析。 参考答案:结论:无多余约束的几何不变体系。 9:[单选题]1、(本小题3分)力法的基本未知量是 A:结点角位移和线位移B:多余约束力C:广义位移D:广义力 参考答案:B 10:[单选题]2、(本小题3分)静定结构有温度变化时 A:无变形,无位移,无内力B:有变形,有位移.无内力 C:有变形.有位移,有内力D:无变形.有位移,无内力 参考答案:B 11:[判断题]2、(本小题2分)几何可变体系在任何荷载作用下都不能平衡。参考答案:错误 12:[判断题]5、(本小题2分) 按虚荷载原理所建立的虚功方程等价于几何方程。参考答案:正确

结构力学习题及答案(武汉大学)

结构力学习题 第2章平面体系的几何组成分析2-1~2-6 试确定图示体系的计算自由度。 题2-1图题2-2图 题2-3图题2-4图 题2-5图题2-6图 2-7~2-15 试对图示体系进行几何组成分析。若是具有多余约束的几何不变体系,则需指明多余约束的数目。

题2-7图 题2-8图题2-9图 题2-10图题2-11图 题2-12图题2-13图 题2-14图题2-15图

题2-16图题2-17图 题2-18图题2-19图 题2-20图题2-21图2-1 1 W = 2-1 9 W - = 2-3 3 W - = 2-4 2 W = - 2-5 1 = W - 2-6 4 = W - 2-7、2-8、2-12、2-16、2-17无多余约束的几何不变体系 2-9、2-10、2-15具有一个多余约束的几何不变体系 2-11具有六个多余约束的几何不变体系 2-13、2-14几何可变体系为

2-18、2-19 瞬变体系 2-20、2-21具有三个多余约束的几何不变体系 第3章静定梁和静定平面刚架的力分析3-1 试作图示静定梁的力图。 (a)(b) (c) (d) 习题3-1图 3-2 试作图示多跨静定梁的力图。 (a) (b)

(c) 习题3-2图 3-3~3-9 试作图示静定刚架的力图。 习题3-3图习题3-4图 习题3-5图习题3-6图 习题3-7图习题3-8图

习题3-9图 3-10 试判断图示静定结构的弯矩图是否正确。 (a) (b) (c) (d) 部分习题答案 3-1 (a )m kN M B ?=80(上侧受拉),kN F R QB 60=,kN F L QB 60-= (b )m kN M A ?=20(上侧受拉),m kN M B ?=40(上侧受拉),kN F R QA 5.32=, kN F L QA 20-=,kN F L QB 5.47-=,kN F R QB 20=

华中科技大学结构力学试卷及答案

华中科技大学土木工程与力学学院 《结构力学》试卷 2003-2004学年度第一学期 姓名______________专业________________班级____________成绩______ 1、用位移法计算图示结构,EI 为常数。 (只需做到建立好位移法方程即可)。(15分) 2、用力矩分配法作图示对称结构的M 图。已知:40/q kN m =,各杆EI 相同。(15分) 3、已知图示结构B 点转角64 11B EI θ= ,各杆的EI 为常数,作M 图,8P kN =,12/q kN m =。 (13分)

q 4、图示结构,用矩阵位移法计算时(先处理法,计轴向变形),请标注编码,并给出各单元的定位向量。(10分) 5、请求出图示结构等效结点荷载列阵。(15分) q 6、请求出图示结构C 点的转角。(12分)

A B EI C φφ 7、求两端固定梁的极限荷载u P F ,已知梁截面的极限弯矩87.1, 4.37u M kN m L m =?=。(12分) A B 8、请确定位移法计算该题时的未知量数,并画出基本体系。(8分) 华中科技大学土木工程与力学学院 《结构力学》试卷 2004-2005学年度第一学期 姓名______________专业________________班级____________成绩______ 1、用位移法计算图示结构,并绘弯矩图。(25分) q q a a 2、请用力矩分配法作图示结构的弯矩图,并求D 点竖向位移。(25分) 3、指出图示结构位移法的未知量个数(最少),并在图上标出。(每题5分,共10分) 1)

结构力学大作业

结构力学大作业——五层三跨框架结构内力计算 专业班级:土木工程XXXX班 姓名 XXXXX 学号:XXXXX 指导教师:XX

目录 一、题目 (3) 二、任务 (5) 三、结构的基本数据 (5) 1.构件尺寸: (5) 2.荷载: (5) 3.材料性质: (5) 四、水平荷载作用下的计算 (5) 1.反弯点法 (6) 2.D值法 (8) 3.求解器法 (12) 五、竖直荷载作用下的计算 (15) 1.分层法 (16) 2.求解器法 (21) 六、感想 (24)

二、题目 结构(一) 1、计算简图如图1所示。 4 . 2 m 3 . 6 m 3 . 6 m 3 . 6 m 3 . 6 m 图1

’ 图2 q’ 图3

二、任务 1、计算多层多跨框架结构在荷载作用下的内力,画出内力图。 2、计算方法: (1) 水平荷载: D 值法、反弯点法、求解器,计算水平荷载作用下的框架 弯矩; (2) 竖向荷载:迭代法、分层法、求解器,计算竖向荷载作用下框架弯矩。 3、对各种方法的计算结果进行对比,分析近似法的误差。 4、把计算过程写成计算书的形式。 三、结构的基本数据 E h =3.0×107kN/m 2 柱尺寸:400×400,梁尺寸(边梁):250×600,(中间梁)300×400 竖向荷载:q '=17kN/m 水平荷载:F P '=15kN 构件线刚度:)12 (,3 bh I l EI i == 柱子:43-3 10133.212 400400m I ?=?= 柱 第一层:m kN i ?=???= -152382.410133.2100.33 71 第二--五层:m kN i ?=???= -177786.310133.2100.33 72 梁: 边梁:43-3105.412 600250m I ?=?=边梁 m kN i ?=???=-225006105.4100.3373 中间梁:43-3106.112 400300m I ?=?=中间梁 m kN i ?=???=-228571 .2106.1100.3374 四、水平荷载作用下的计算 水平荷载: F P =16kN ,F p '=15kN

(完整版)结构力学课程作业_B2

结构力学课程作业_B 一、单选题 1.(6分)计算刚架时,位移法的基本结构是() ? A. 超静定铰接体系 ? B. 单跨超静定梁的集合体 ? C. 单跨静定梁的集合体 ? D. 静定刚架 纠错 得分:6 知识点:位移法 收起解析 答案B 解析位移法 2.(6分)图70 ? A. a ? B. b ? C. c ? D. d 纠错 得分:0

知识点:静定结构总论 收起解析 答案A 解析 3.(6分)图12 ? A. a ? B. b ? C. c ? D. d 纠错 得分:6 知识点:结构的几何构造分析 收起解析 答案A 解析 4.(6分)用位移法计算超静定结构时考虑到的条件是() ? A. 物理条件、几何条件、平衡条件 ? B. 平衡跳江

? C. 平衡条件和物理条件 ? D. 平衡条件和几何条件 纠错 得分:6 知识点:力法 收起解析 答案A 解析位移法 5.(6分)用动平衡法进行动力分析时,其中的惯性力() ? A. 实际上不存在 ? B. 实际就作用在质点上 ? C. 实际存在,但不作用在质点上 ? D. 竖向振动时存在,其余方向不存在纠错 得分:0 知识点:结构的动力计算 收起解析 答案C 解析动平衡法 6.(6分)力法的基本结构是() ? A. 静定结构 ? B. 超静定结构 ? C. 单跨超静定梁 ? D. 多跨超静定梁 纠错

得分:6 知识点:回顾 收起解析 答案A 解析 7.(6分)图64 ? A. a ? B. b ? C. c ? D. d 纠错 得分:0 知识点:静定结构总论 收起解析 答案A 解析 8.(6分)在位移法中,按铰接端的角位移、滑动支承端的线位移作为基本未知量() ? A. 绝对不可以 ? B. 一定条件下可以 ? C. 可以但不必 ? D. 必须

结构力学试题及答案

、选择题(每小题3分,共18分) 1?图示体系的几何组成为: ( ) A. 几何不变,无多余联系; B. 几何不变,有多余联系; C.瞬 变; 4?图示桁架的零杆数目为:( ) A. 6; B. 7 ; C. 8 ; D. 9。 5?图a 结构的最后弯矩图为:( ) A.图 b ; B .图 c ; C .图 d ; B. 动 C. 会产生 体位 移; D. 3?在径向均布荷载作用下, 三铰拱的合理轴线为: A.圆弧线; B ?抛物线; C ?悬链线;D.正弦曲 D .都不 支 A.内力;

6.力法方程是沿基本未 A .力的平衡方程; C. 位移协调方程;D ?力的平衡及位 移为零方程。 :■、填空题(每题 3分,共9分) 1. 从几何组成上讲,静定和超静定结构都是 _______________________________ 体系, 前者 ___________ 多余约束而后者 ______________________ 多余约束。 2. 图b 是图a 结构 _______________ 截面的 ____________ 影响线。 3. __________________________________________________ 图示结构AB 杆B 端的转动 刚度为 ____________________________________________________ ,分配系数为 ________ , 传递系数为 ___________ 。 灯订,衷 i 三、简答题(每题 5分,共10分) 1. 静定结构内力分析情况与杆件截面的几何性质、材料物理性质是否相关? 为什么? 2. 影响线横坐标和纵坐标的物理意义是什么? 四、计算分析题,写出主要解题步骤 (4小题,共63分) 1?作图示体系的几何组成分析(说明理由) ,并求指定杆1和2的轴力。(本题16分) M/4 SI El M/4 3M4 量方向 移为零 知 B .位

2018西南大学[0729]《结构力学》大作业答案

1、结构的刚度是指 1. C. 结构抵抗变形的能力 2、 图7中图A~图所示结构均可作为图7(a)所示结构的力法基本结构,使得力法计算最为简便的 C 3、图5所示梁受外力偶作用,其正确的弯矩图形状应为()C 4、对结构进行强度计算的目的,是为了保证结构 1. A. 既经济又安全 5、改变荷载值的大小,三铰拱的合理拱轴线不变。 1. A.√ 6、多余约束是体系中不需要的约束。 1. B.×

7、结构发生了变形必然会引起位移,结构有位移必然有变形发生。 1. B.× 8、如果梁的截面刚度是截面位置的函数,则它的位移不能用图乘法计算。 1. A.√ 9、一根连杆相当于一个约束。 1. A.√ 10、单铰是联接两个刚片的铰。 1. A.√ 11、虚功原理中的力状态和位移状态都是虚设的。 1. B.× 12、带拉杆三铰拱中拉杆的拉力等于无拉杆三铰拱的水平推力。 1. A.√ 13、瞬变体系在很小的荷载作用下会产生很大的内力,所以不能作为结构使用。 1. A.√ 14、虚位移原理中的虚功方程等价于静力平衡方程,虚力原理中虚功方程等价于变形协调方程。 1. A.√ 15、体系的多余约束对体系的计算自由度、自由度及受力状态都没有影响,故称多余约束。 1. B.× 16、力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比,它与外因无关。 1. A.√ 17、当上部体系只用不交于一点也不全平行的三根链杆与大地相连时,只需分析上部体系的几何组成,就能确1. A.√ 18、用力法计算超静定结构时,其基本未知量是未知结点位移。

B.× 19、静定结构在非荷载外因(支座移动、温度改变、制造误差)作用下,不产生内力,但产生位移。 1. A.√ 20、力法和位移法既能用于求超静定结构的内力,又能用于求静定结构的内力。() 1. B.× 21、静定结构在非荷载外因(支座移动、温度改变、制造误差)作用下,不产生内力,但产生位移。()1. A.√ 22、位移法和力矩分配法只能用于求超静定结构的内力,不能用于求静定结构的内力。( ) 1. B.× 23、 图2所示体系是一个静定结构。() 1. B.× 24、力矩分配法中的分配系数、传递系数与外来因素(荷载、温度变化等)有关。 1. B.× 25、三铰拱的水平推力不仅与三铰的位置有关,还与拱轴线的形状有关。 1. B.× 26、三铰拱的主要受力特点是:在竖向荷载作用下产生水平反力。 1. A.√ 27、两根链杆的约束作用相当于一个单铰。 B.× 28、不能用图乘法求三铰拱的位移。

西南大学结构力学作业答案Word版

结构力学 1:[论述题] 简答题 1、简述刚架内力计算步骤。 参考答案: 答:(1)求支座反力。简单刚架可由三个整体平衡方程求出支座反力,三铰刚架及主从刚架等,一般要利用整体平衡和局部平衡求支座反力。(2)求控制截面的内力。控制截面一般选在支承点、结点、集中荷载作用点、分布荷载不连续点。控制截面把刚架划分成受力简单的区段。运用截面法或直接由截面一边的外力求出控制截面的内力值。(3)根据每区段内的荷载情况,利用"零平斜弯”及叠加法作出弯矩图。作刚架Q、N图有两种方法,一是通过求控制截面的内力作出;另一种方法是首先作出M 图;然后取杆件为分离体,建立矩平衡方程,由杆端弯矩求杆端剪力;最后取结点为分离体,利用投影平衡由杆端剪力求杆端轴力。当刚架构造较复杂(如有斜杆),计算内力较麻烦事,采用第二种方法。(4)结点处有不同的杆端截面。各截面上的内力用该杆两端字母作为下标来表示,并把该端字母列在前面。(5)注意结点的平衡条件。 2:[论述题] 简答题 2、简述力法的基本思路。 参考答案: 答:力法的基本思路:将超静定结构的计算转化为静定结构的计算,首先选择基本结构和基本体系,然后利用基本体系与原结构之间在多余约束方向的位移一致性和变形叠加列出力法典型方程,最后求出多余未知力和原结构的内力。第一步:去掉原结构的多余约束,代之以多余未知力,得到静定的基本体系。第二步:基本体系和原结构的变形相同,特别是基本体系上与多余未知力相应的位移与原超静定结构上多余约束处的位移条件一致,这是确定多余未知力大小的依据。一般情况下,当原结构上在多余约束处没有支座位移时,则基本体系应满足的变形条件是:与多余未知力相应的位移为零。 3:[论述题] 简答题 3、简述结构力学研究方法。 参考答案: 答:结构力学问题的研究手段包含理论分析、实验研究和数值计算,本课程只进行理论分析和计算。结构力学的计算方法很多,但都要考虑以下三方面的条件:(1)力系的平衡条件或运动条件。(2)变形的几何连续条件。(3)应力与变形间的物理条件(本构方程)。利用以上三方面进行计算的,又称为"平衡-几何”解法。采用虚功和能量形式来表述时候,则称为"虚功-能量”解法。随着计算机的进一步发展和应用,结构力学的计算由过去的手算正逐步由计算机所代替,本课程的学习将为进一步学习和掌握其他现代结构分析方法打下基础。 4:[论述题] 简答题 4、简述位移法计算超静定刚架的一般步骤。 参考答案: 答:用位移法计算超静定刚架的步骤如下:1)确定基本未知量;2)由转角位移方程,写出各杆端力表达式;3)在由结点角位移处,建立结点的力矩平衡方程,在由结点线位移处,建立截面的剪力平衡方程,得到位移法方程;4)解方程,求基本未知量;5)将已知的结点位移代入各杆端力表达式,得到杆端力;6)按杆端力作弯矩图;7)校核。 5:[单选题]

结构力学_习题集(含答案)

《结构力学》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院版权所有 习题 【说明】:本课程《结构力学》(编号为06014)共有单选题,判断题,计算题1,计算题2,计算题3,计算题4,几何构造分析等多种试题类型,其中,本习题集中有[计算题4]等试题类型未进入。 一、单选题 1.弯矩图肯定发生突变的截面是()。 A.有集中力作用的截面; B.剪力为零的截面; C.荷载为零的截面; D.有集中力偶作用的截面。 2.图示梁中C截面的弯矩是()。 4m2m 4m 下拉);上拉); 下拉);下拉)。 3.静定结构有变温时,()。 A.无变形,无位移,无内力; B.有变形,有位移,有内力; C.有变形,有位移,无内力; D.无变形,有位移,无内力。 4.图示桁架a杆的内力是()。 ; B.-2P;; D.-3P。 5.图示桁架,各杆EA为常数,除支座链杆外,零杆数为()。

A.四根; B.二根; C.一根; D.零根。 P a l = a P P P 6 6. 图示梁A 点的竖向位移为(向下为正)( )。 A.)24/(3EI Pl ; B.)16/(3EI Pl ; C.)96/(53EI Pl ; D.)48/(53EI Pl 。 P EI EI A l/l/22 2 7. 静定结构的内力计算与( )。 无关; 相对值有关; 绝对值有关; 无关,I 有关。 8. 图示桁架,零杆的数目为:( )。 ; ; ; 。 9. 图示结构的零杆数目为( )。 ; ; ; 。 10. 图示两结构及其受力状态,它们的内力符合( )。 A.弯矩相同,剪力不同; B.弯矩相同,轴力不同; C.弯矩不同,剪力相同; D.弯矩不同,轴力不同。

结构力学大作业(华科)

一、任务 1.求解多层多跨框架结构在竖向荷载作用下的弯矩以及水平荷载作用下的弯矩和 各层的侧移。 2.计算方法: (1)用近似法计算:水平荷载作用用反弯点法计算,竖向荷载作用采用分层法和二次力矩分配法计算。 (2)用电算(结构力学求解器)进行复算。 3. 就最大相对误差处,说明近似法产生误差的来源。 4. 将手算结果写成计算书形式。 二、结构形式及各种资料 1. 计算简图:如图1所示。 2. 基本计算参数 底层柱bXh(mm) 其它层bXh(mm) 边梁bXh(mm) 中间梁bXh(mm) 500X500 450X450 250X450 250X450 材料弹性模量: 72 3.210/ h E kN m =? 竖向荷载: 2 1 =23/ g kN m,2 2 =20/ g kN m 水平荷载: =32 p F kN 1,2 =18 P F kN 3. 荷载分组: (1)计算水平荷载(见图2);(2)计算竖向恒载(见图3); L1L2H1 H2 H2 H2 H2 F F F F F 图1 计算简图图2 水平荷载作用

g2 g1 g1 g1 g1 q2 q1 图3 竖向荷载作用 三、计算内容 ?水平荷载 1、反弯点法 (1)求柱的剪力 由所给数据可得各层梁柱的线刚度(单位:kN·m)如下表: i底柱i其它柱i左梁i右梁 34792363331270825417 第五层柱;F Q14 = F Q25 = F Q36 = 18/3kN = 6kN 第四层柱;F Q47 = F Q58 = F Q69 = 50/3kN 第三层柱;F Q710 = F Q811 = F Q912 = 82/3kN 第二层柱;F Q1013 = F Q1114 = F Q1215 = 114/3kN 第一层柱;F Q1316 = F Q1417 = F Q1518 = 146/3kN (2)求柱的弯矩 第五层柱;M 14 = M 41 = M 25 = M 52 = M 36 = M 63 = 6×3/2 = 9kN·m 第四层柱;M 47 = M 74 = M 58 = M 85 = M 69 = M 96 = 50/3×3/2 = 25kN·m 第三层柱;M 710 = M 107 = M 811 = M 118 = M 912 = M 129 = 82/3×3/2 = 41kN·m 第二层柱;M 1013 = M 1310 = M 1114 = M 1411 = M 1215 = M 1512 = 114/3×3/2 = 57kN·m 第一层柱;M 1316 = M 1417 = M 1518 = 146/3×4.8/3 = 77.87kN·m M 1613 = M 1714 = M 1815 = 146/3×2×4.8/3 = 155.74kN·m (3)求梁的弯矩 分别取结点1、2为隔离体 1 M12 ∑M1=0 M12=M14=9kN·m M14

华科钢结构课程设计(90分)

目录 1、设计资料 (1) 2、结构形式和布置 (2) 3、荷载计算 (4) 4、内力计算 (6) 5、杆件设计 (8) 5.1.上弦杆 (8) 5.2.下弦杆 (9) 5.3 端斜杆aB (10) 5.4 腹杆eg-gk (10) 5.5 腹杆Bb、bD、Dc、cF、Fd、dH、He、gI (11) 5.6竖杆Ie (16) 6、节点设计 (18) (1)下弦节点“b” (18) (2)下弦节点“c” (19) (3)下弦节点“d” (21) (4)下弦节点“e” (22) (5)上弦节点“B” (23) (6)节点“g” (25)

(7)屋脊节点“K” (26) (8)支座节点“a” (28) 7、填板设计 (30)

1、设计资料 某车间跨度为30m,厂房总长度102m,柱距6m,车间内设有两台50/10t中级工作制软钩桥式吊车,地区计算温度高于-20℃,无侵蚀性介质,地震设防烈度为6度,屋架下弦标高为18m;采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板,Ⅱ级防水,卷材屋面,桁架采用梯形钢桁架,两端铰支在钢筋混凝土柱上,上柱截面尺寸为450×450mm,混凝土强度等级为C25。屋架采用的钢材及焊条为:Q235B钢,焊条为E43型。 屋面坡度1/12 i ,端部高度为1.98米。 荷载(标准值): 永久荷载: 改性沥青防水层0.4kN/m2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层0.4kN/m2 150厚加气混凝土保温层0.9kN/m2 预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝) 1.4kN/m2 悬挂管道0.10N/m2 屋架和支撑自重为(0.120+0.011L)kN/m2 可变荷载 基本风压:0.40 kN/m2 基本雪压:(不与活荷载同时考虑)0.5kN/m2 积灰荷载0.7kN/m2 不上人屋面活荷载0.7kN/m2

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》作业2答案

1. 求图示体系的计算自由度,并分析其几何构造。 答W=-4,有多余约束的不变体系。 2. 求图示多跨静定梁的弯矩和剪力图。 rm 3. 试作下图所示结构的弯矩图。 lin 2iii lin I Jin

答. 4 . 答. L L L L Bl c d L ni/ L 利用静定结构的一般性质求图示桁架结构的内 力。 在F P作用下,只有右柱受了压力,而其它杆件的内力均为零。 5.用静力法求作图示多跨连续梁甩、RD M、F QE的影响线。 O D L h 4 C

A 支座往下位移了 b , B 支座往右位移了 a ,求 C 点的竖向位移 A cv 和C 1 , I b a —X b — — — — (向下) 2 4 2 4 下 7.试利用力法求解图示超静定结构,作出弯矩图,并求 答. R A 影响线 F D 影响线 M E 影响线 F QE 影响线 点的相对转角 2KN/in 6.图示三铰刚架 C 点水平位移。

答. 取BC 杆的轴力为基本未知量 X i , 则 X i =-3/2 M Dc =6KN- m (左侧受拉) C 点水平位移: 用位移法求解图示结构。 ¥ 牛1 J U llll II 1 zl t H 确定未制量, (2)尸斓穹範表达式 基本方程: II X I IP 0, 求得: 11 128 近T 仃 64 E? " ■ 6x2/ ,也 I 匚片=旳刊 —xA- — … 12J',空尸 3/ 、r M U gH + Al 虻=0 心+討 V F = O 卜g _打眩— 9/ 27/ 、&L L n 句 —H + - X uA — — Fp =0 h h … la If 2 9.试利用弯矩分配法求图示超静定结构,作出弯矩图。 EI=常数。 -m AB =n BA =30KN- m c =-20KN ?m 6麻N JL BC=3/7 2QKN/D] B J I J J I J Jc X 2 in lb 4in 20KN 最终弯矩: M A B =10KN- m (左侧受拉) Xr

结构力学习题测验集及答案

第三章 静定结构的位移计算 一、判断题: 1、虚位移原理等价于变形谐调条件,可用于求体系的位移。 2、按虚力原理所建立的虚功方程等价于几何方程。 3、在非荷载因素(支座移动、温度变化、材料收缩等)作用下,静定结构不产生内力,但会有位移且位移只与杆件相对刚度有关。 4、求图示梁铰C 左侧截面的转角时,其虚拟状态应取: A. ; ; B. D. C. M =1 5、功的互等、位移互等、反力互等和位移反力互等的四个定理仅适用于线性变形体系。 6、已知M p 、M k 图,用图乘法求位移的结果为:()/()ωω1122y y EI +。 M k M p 2 1 y 1 y 2 * * ωω ( a ) M 1 7、图a 、b 两种状态中,粱的转角?与竖向位移δ间的关系为:δ=? 。 8、图示桁架各杆E A 相同,结点A 和结点B 的竖向位移均为零。 a a 9、图示桁架各杆EA =常数,由于荷载P 是反对称性质的,故结点B 的竖向位移等于零。

二、计算题: 10、求图示结构铰A 两侧截面的相对转角?A ,EI = 常数。 q l l l /2 11、求图示静定梁D 端的竖向位移 ?DV 。 EI = 常数 ,a = 2m 。 a a a 10kN/m 12、求图示结构E 点的竖向位移。 EI = 常数 。 l l l /3 /3 q 13、图示结构,EI=常数 ,M =?90kN m , P = 30kN 。求D 点的竖向位移。 P 3m 3m 3m 14、求图示刚架B 端的竖向位移。 q 15、求图示刚架结点C 的转角和水平位移,EI = 常数 。

华科钢结构课程设计分

华科钢结构课程设计分Newly compiled on November 23, 2020

目录

1、设计资料 某车间跨度为30m ,厂房总长度102m ,柱距6m ,车间内设有两台50/10t 中级工作制软钩桥式吊车,地区计算温度高于-20℃,无侵蚀性介质,地震设防烈度为6度,屋架下弦标高为18m ;采用×6 m 预应力钢筋混凝土大型屋面板,Ⅱ级防水,卷材屋面,桁架采用梯形钢桁架,两端铰支在钢筋混凝土柱上,上柱截面尺寸为450×450mm ,混凝土强度等级为C25。屋架采用的钢材及焊条为:Q235B 钢,焊条为E43型。 屋面坡度1/12i =,端部高度为米。 荷载(标准值): 永久荷载: 改性沥青防水层 m 2 20厚1:水泥砂浆找平层 m 2 150厚加气混凝土保温层 m 2 预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝) m 2 悬挂管道 m 2 屋架和支撑自重为 (+)kN/m 2 可变荷载 基本风压: kN/m 2 基本雪压:(不与活荷载同时考虑) m 2 积灰荷载 m 2 不上人屋面活荷载 m 2 (可变荷载可按水平投影面积计算) 桁架的计算跨度为: 在30m 轴线处端部高度: m 980.1h 0= 桁架的中间高度: m 230.3h = 在处的端部高度: m 9925.1h 1= 桁架的跨中起拱60mm (=L/500)。 查表得:拉杆容许长细比350][=λ,压杆容许长细比150][=λ。 2、结构形式和布置 桁架形式及几何尺寸如图所示。

图1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图2所示。 图2 桁架支撑布置 符号说明:SC-上弦支撑;XC-下弦支撑;CC-垂直支撑; GG-刚性系杆;LG-柔性系杆 3、荷载计算 沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以0035.112/121cos /12=+=α换算成沿水平投影的分布荷载。屋架和支撑的自重按经验公式L 0110120p w ?+=..计算(L 为跨度,单位为m )。 标准永久荷载: 改性沥青防水层 22kN/m 4014.00.4kN/m 1.0035=? 20厚1:水泥砂浆找平层 22kN/m 4014.00.4kN/m 1.0035=? 150厚加气混凝土保温层 22kN/m 9032.00.9kN/m 1.0035=? 预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝) 22kN/m 4049.11.4kN/m 1.0035=? 悬挂管道 2kN/m 1.0 屋架和支撑自重 220.45kN/m 30kN/m 0.0110.120=?+ 共 m 2 标准可变荷载 基本雪压不与屋面活荷载同时考虑,由数据知,屋面活荷载大于基本雪压,故取屋面活荷载计算。 基本风压: m 2 积灰荷载: m 2 不上人屋面活荷载: m 2 设计桁架时,应考虑以下三种荷载组合: .全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合) 全跨节点荷载设计值: .全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载设计值: 对结构不利时:

结构力学大作业

西南大学网络与继续教育学院课程考 试答题卷 学号: 姓名: 层次: 类别: 专业: 201 年 月 课程名称【编号】: 【 】 卷 题号一二三四五总分评卷人 得分 (横线以下为答题区) 一、名词解释:本大题共10个名词,请任选5个作答,每个4分,共计20分。 1、结构的计算简图:实际结构往往是很复杂的,进行力学计算以前,必 须加以适当地简化,忽略次要因素,显示其基本的特点,用一个简化的 图形来代替实际结构,这个图形称为结构的计算简图。 2、几何不变体系:在不考虑材料应变的条件下,在任意荷载作用下, 几何形状和位置保持不变的体系。 3、自由度:是指物体或体系运动时可以独立变化的几何参数的数目。 即确定物体或体系位置所需的独立坐标数。 4、约束(或联系):用于限制体系运动的装置

5、叠加原理:结构中有一组荷载(外力、温度、支座沉陷等)产生的内力或位移等于每一荷载单独作用产生的内力或位移的总和。 二、简答题:本大题共3小题,请任选2小题作答,每题10分,共20分。 1、简述刚架内力计算步骤。 答:(1)求支座反力。简单刚架可由三个整体平衡方程求出支座反力,三铰刚架及主从刚架等,一般要利用整体平衡和局部平衡求支座反力。(2)求控制截面的内力。控制截面一般选在支承点、结点、集中荷载作用点、分布荷载不连续点。控制截面把刚架划分成受力简单的区段。运用截面法或直接由截面一边的外力求出控制截面的内力值。(3)根据每区段内的荷载情况,利用"零平斜弯”及叠加法作出弯矩图。作刚架Q、N图有两种方法,一是通过求控制截面的内力作出;另一种方法是首先作出M图;然后取杆件为分离体,建立矩平衡方程,由杆端弯矩求杆端剪力;最后取结点为分离体,利用投影平衡由杆端剪力求杆端轴力。当刚架构造较复杂(如有斜杆),计算内力较麻烦事,采用第二种方法。(4)结点处有不同的杆端截面。各截面上的内力用该杆两端字母作为下标来表示,并把该端字母列在前面。(5)注意结点的平衡条件。 2、简述计算结构位移的目的。 答:(1) 验算结构的刚度。校核结构的位移是否超过允许限值,以防止构件和结构产生过大的变形而影响结构的正常使用。(2) 为超静定结构的内力分析打基础。超静定结构的计算要同时满足平衡条件和变形连续条件。(3) 结构制作、施工过程中也常需先知道结构的位移。 三、分析计算题:本大题共3小题,每小题20分,共计60分。 1、几何组成分析:本题共3个体系如图1,图2,图3所示,任选2个进行分析,每个10分,计20分。

结构力学试题及答案

结构力学复习题 一、填空题。 1、在梁、刚架、拱、桁架四种常见结构中,主要受弯的是 和 ,主要承受轴力的是 和 。 2、选取结构计算简图时,一般要进行杆件简化、 简化、 简化和 简化。 3、分析平面杆件体系的几何组成常用的规律是两刚片法则、 和二元体法则。 4、建筑物中用以支承荷载的骨架部分称为 ,分为 、 和 三大类。 5、一个简单铰相当于 个约束。 6、静定多跨梁包括 部分和 部分,内力计算从 部分开始。 7、刚结点的特点是,各杆件在连接处既无相对 也无相对 ,可以传递 和 。 8、平面内一根链杆自由运动时的自由度等于 。 二、判断改错题。 1、三刚片用三个铰两两相联必成为几何不变体系。( ) 2、对静定结构,支座移动或温度改变会产生内力。( ) 3、力法的基本体系必须是静定的。( ) 4、任何三铰拱的合理拱轴都是二次抛物线。( ) 5、图乘法可以用来计算曲杆。( ) 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。( ) 三、选择题。 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( ) 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( ) A 、DC, EC, DE, DF , EF B 、DE, DF , EF C 、AF , BF , DE, DF , EF D 、DC, EC, AF, BF 3、右图所示刚架中A A 、P B 、2P - C 、P -

结构力学大作业1

《结构力学》大作业1 五类静定结构受力分析 学院:交通学院 姓名:张亚辉 学号:1133210115

《结构力学》大作业1 前言:通过计算五类静定结构在同跨同荷载作用下的内力,并通过改变荷载、结构形式寻找比较合理的体系形式和尺寸比,并进行对比,提出最优判断的依据和构想。五类静定结构:梁、刚架、桁架、曲拱和组合结构。 本文主要分为三个部分来讨论所要研究的问题: 1.在五类静定结构不同荷载作用下的相互对比的过程中,梁选取的是简支梁,刚架选取的是三铰型刚架,桁架采用的是平行弦桁架,曲拱采用的是具有合理轴线的曲拱(未用集中荷载模拟均布荷载)。 2.在同一类静定结构的不同类型比较中,梁主要比较简支梁、伸臂梁、悬臂梁的差别;刚架主要比较简支刚架、悬臂刚架的之间的区别;桁架比较平行弦桁架、三角形桁架的区别;曲拱主要是比较拥有合理拱轴线和未拥有合理拱轴线的三铰拱之间的差别。 3.以桁架为例来探讨结构尺寸比的变化对结构内力的改变,同时还探讨结构杆件截面尺寸的改变对材料利用率及结构安全性的影响。 一、五类静定结构在不同荷载作用下的相互比较: 1.五类静定结构在均布荷载作用下的内力比较(结构跨度为4m,均布荷载q=1KN/m) 表 1 五类静定结构在均布力作用下内力图

2.五类静定结构在集中力作用下的内力比较(结构跨度均为4m,集中力大小为1KN): 表 2 五类静定结构在集中力作用下内力图 荷载作用图弯矩图剪力图轴力图

分析与结论:同一静定结构在不同类型的荷载作用下比较:当集中力与均布荷载力大小相同时,对同一个结构来说,均布荷载作用时的最大弯矩值小于集中力作用时的最大弯矩值。不同形式的静定结构在同一形式荷载作用下比较:在集中力荷载作用下,桁架所受弯矩值为零是最小的,其次是三铰拱所受弯矩较小,组合结构次之,而简支梁、刚架、所受的弯矩值都较大;在均布荷载作用下,桁架、三铰拱的弯矩值依然较小,组合结构次之,而简支梁、刚架的弯矩值相对于桁架、三铰拱、组合结构来说依然是较大的。 梁和刚架以承受弯矩为主,因而截面应力分布不均匀,材料不能得到充分利用;桁架杆以承受轴力为主,由于杆横截面上正应力分布均匀,材料能够得到充分利用,因而可以克服梁和刚架的不足,所以桁架是合理的结构形式;三铰拱结构在竖向荷载作用下存在水平推力,其弯矩值比等代梁要小,三铰拱在竖向荷载作用下以轴压为主、压弯联合的截面应力分布比梁均匀;组合结构中受弯杆上的链杆也会使其产生负弯矩,从而降低最大弯矩值 二、同一类静定结构的不同类型比较 1.梁(长度为4m,q=1KN/m) 表 3 不同形式的梁相同均布荷载作用内力图

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