结构力学2 试卷及答案B.pdf

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1、专 业年 级结 构 力 学(二)试 题考试类型：开卷试卷类型：B 卷考试时量：120 分钟一、填空题：一、填空题：（20 分，每题 5 分，共 4 题）、已知l=2m，Mu=300KNm，则图 1 示等截面静定梁的极限荷载_。图 1图 22、请绘出图 2 示结构弯矩图，各杆 EI、l均相同。3、图 3 示结构的原始刚度矩阵是_。图 34、略去杆件自重及阻尼影响，图 4 示结构自振频率是_。二、简答题：二、简答题：（20 分，每题 5 分，共 4 题）图 41、什么是塑性铰，其与普通铰的区别是什么？2、矩阵位移法中何为单元分析？何为整体分析？3、剪力分配法中，若荷载不是作用在柱顶，而是作用在竖柱

2、上应如何处理？4、第一类失稳的特征、第二类失稳的特征分别是什么？四、计算题：四、计算题：（30 分，每题 15 分，共 2 题）1、请用无剪力分配法无剪力分配法绘制图 5 所示刚架的 M 图。2、试求图 6 示刚架的自振频率和主振型。五、综合题：五、综合题：（30 分，共 1 题）图所示刚架各杆 E、I、A 相同，且A A 图 510001000I I，试用矩阵位移法求其l l2 2内力。（提示：为计算方便，可暂设E=I=l=q=1，待求出结点线位移、ql ql4 4ql ql3 3角位移、杆端轴力、剪力、弯矩后，再分别乘上、ql ql、ql ql2 2即EIEIEIEI图 6可。）一、填空题

3、：一、填空题：（20 分，每题 5 分，共 4 题）1、_200KN_2、1 1k k11111 1k k21213、0 0 0 00 01 1k k12121 1k k2 2k k3 3k k2222222222222 2k k3232M/43 3k k42420 0M图 70 02 2k k23232 2k k33330 00 00 03 3k k24240 03 3k k4 4k k444444444 4k k5454。4 4k k45454 4k k55550 00 00 04、6 6EIEI3 35 5mama二、简答题：二、简答题：（20 分，每题 5 分，共 4 题）1、答：截面

4、的弯矩不能再增大，但弯曲变形可任意增长，这就相当于在该截面处出现了一个铰，我们称此为塑性铰。区别：1）普通铰不能承受弯矩，而塑性铰则承受极限弯矩Mu。2）普通铰可向两个方向自由转动，即为双向铰，而塑性铰是单向铰，只能沿弯矩方向转动，当弯矩减小时，材料则恢复弹性，塑性铰即告消失。2、答：单元分析：把结构离散成有限个较小的单元，分析单元的内力与位移之间的关系，建立所谓单元刚度矩阵或单元柔度矩阵。整体分析：把各单元集合成原来的结构，使各单元满足原结构的几何条件、平衡条件，从而建立整个结构刚度方程或柔度方程，以求解原结构的位移和内力。3、答：1）将结构分解为只有荷载单独作用和只有结点线位移单独作用两种

5、情况。2）计算出荷载单独作用时结构的内力图及支座链杆上反力 F1；将 F1反号作用于只有结点位移单独作用的结构，并用剪力分配法计算其内力图。3）将两内力图叠加，即得剪力分配法中，荷载作用在竖柱上时最终内力图。4、答：第一类失稳特征：结构平衡形式即内力和变形状态发生质的突变，原有平衡形式成为不稳定的，同时出现新的有质的区别的平衡形式。第二类失稳特征：平衡形式并不发生质变，变形按原有形式迅速增长，以致使结构丧失承载能力。三、计算题：（30 分，每题 15 分，共 2 题）1、解：取反对称的半结构：DE1）计算i，令i iABAB2）计算，BABAF F3）计算MF，MMBCBC2 2EIEIEIE

6、I3 3EIEI 2 2i iBCBC1 1i iCDCD i iBEBE 4 44 44 43 32 21 12 21 11 11 1 BCBC1 12 21 11 13 34 415151 12 21 11 13 34 41515FlFl40404 4FlFl40404 4F FF F 8080MMBABA MMABAB 8080F F MMCBCB 2 22 24）分配与传递5）计算M6）绘M图2、解：1）计算：2）计算w：3）计算：四、综合题：四、综合题：（30 分，共 1 题）1、解：1）编号、建坐标（见下图示）。2）计算Ke：令 E=I=l=q=1对单元1，=0，cos=1，sin=0对单元2，=0，cos=-0.6，sin=-0.8，sin2=-0.64，sincos=0.482 22 2cos2=-0.36，3）计算K：4）计算F：局部坐标固端力：整体坐标固端力：综合结点荷载：5）引入支承条件，修改原始刚度方程：支承条件：修改后刚度方程：6）解结构刚度方程，求结点位移：7）计算F F：e e