结构力学2试卷及答案D.pdf

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1、-1-专业 年级 结构力学(二)试题 考试类型：开卷 试卷类型：D 卷 考试时量：120 分钟 一、填空题：（分，共题）1、图 1 示结构的原始刚度矩阵 是_。（分）2、图示等截面梁，截面的极限弯矩为 2Mu，则结构的极限荷载 Pu 为_。（分）3、悬臂结构和简支结构的各振型所具有的共同特性：（1）第一主振型_不动点，（2）第 n 主振型，具有个_不动点，两不同振型之间具有_性。（分）二、简答题：（分，每题 5 分，共题）1、什么是塑性铰，其与普通铰的区别是什么？2、第一类失稳的特征、第二类失稳的特征分别是什么？题 号 一 二 三 四 总分 统分人 得 分 阅卷人 复查人 图 1 图 -2-E

2、I 2EI A C EI 3、剪力分配法中，若荷载不是作用在柱顶，而是作用在竖柱上应如何处理？三、计算题：（40 分，每题 20 分，共 2 题）1、用力矩分配法计算图示结构，做出弯矩图。（20 分）30KN/m 60KN 8m 4m 4m 8m 图 -3-2、一简支梁（I28b），惯性矩 I=7480cm4，截面系数 W=534cm3，E=2.1104kN/cm2。在跨度中点有电动机重量 Q=35kN，转速 n=500r/min。由于具有偏心，转动时产生离心力 P=10kN，P 的竖向分量为 Psint。忽略梁的质量，试求强迫振动的动力系数和最大挠度和最大正应力。（梁长 l=4m）(简支梁跨

3、中最大挠度为 )(20 分)EIPl483max-4-四、综合题：（30 分，共 1 题）1、图所示刚架各杆 E、I、A 相同，且21000lIA，试用矩阵位移法求其内力。（提示：为计算方便，可暂设 E=I=l=q=1，待求出结点线位移、角位移、杆端轴力、剪力、弯矩后，再分别乘上EIql4、EIql3、ql、2ql即可。）图 -5-专业 年级 结构力学(二)试题 考试类型：开卷 试卷类型：D 卷 考试时量：120 分钟 一、填空题：（分，共题）1、455454445444344342233232324223322222122121112111000000000000kkkkkkkkkkkkkk

4、kk。2、lMu15 3、没有 正交 二、简答题：（分，每题 5 分，共题）1、答：截面的弯矩不能再增大，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：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。3、答：1）将结构分

5、解为只有荷载单独作用和只有结点线位移单独作用两种情况。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。三、计算题：（40 分，每题 20 分，共 2 题）1、（20 分）解：1）求固端弯矩 MAB=-3082/12=-160KNm MBA=3082/12=160KNm MBC=-608/8=-60KNm MBC=608/8=60KNm -6-91.63 183.25 113.5 22.05 52.23 2)求分配系数 SBC=4EI/8=EI

6、/2 SBA=4EI/8=EI/2 SB=EI BC=0.5 BA=0.5 SCB=32EI/8=3EI/4 SCD=4EI/8=EI/2 SC=5EI/4 CB=0.4 CD=0.6 3）力矩的分配与传递 0.5 0.5 0.4 0.6 -160 160 -60 60 -25 -50 -50 -25 -7 -14 -21 1.75 3.5 3.5 1.75 0.7 -1.05 183.25 113.5 113.5 22.05 22.05 2、（20 分）解：1）求自振频率和荷载频率 2）求动力系数 M 图 KNm stgSQlEIg13434.57400359807480101.24848S

7、n13.526050014.3260288.54.573.5211112222-7-3）求最大正应力 175.6MPa 4）求最大挠度 0.35cm 四、综合题：（30 分，共 1 题）1、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 46026061206120001000001000260460612061200010000010001221211121111kkkkk 对单元2，=0，cos=-0.6，sin=-0.8，cos2=-0.36，sin2=-0.64，sincos=0.48 WlPQWPlWQl4)(44maxEIPlEIQlystst484833max-8-463842638463264424474632644244740244746836702447468367263844638463326442447463326442447402447468367024474683673332313132112.kkkkk 3）计算K：23323112212121311221111100kkkkkkkkK 4）计算F：局部坐标固端力：整体坐标固端力：-9-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eF：-10-