1、结构力学纸质作业答案第一章重点要求掌握：第一章介绍结构力学基本概念、结构力学研究对象、结构力学的任务、解题方法、结构计算简图及其简化要点、结构与基础间连接的简化、计算简图、杆件结构的分类、载荷的分类。要求掌握明确结构力学求解方法、会画计算简图，明确铰结点、刚结点、滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座的力学特点作业题：无第二章重点要求掌握：第二章介绍几何不变体系和几何可变体系的构造规律和判断方法，以及平面杆系体要求掌握几何不变体系的构造规律,会进行几何分析，判定静定结构和超静定结构 瞬 变 体 系常 变 体 系几 何 可 变 体 构有 多 余 约 束 超 静 定 结无 多 余 约 束 静 定 结
2、 构几 何 不 变 体体 系作业题：2-1 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：从基础开始分析：将地基看成刚片，刚片 AB 与地基有三个链杆连接，三链杆不交同一点，组成几何不变体；刚片 CD 与扩大的地基有三个链杆连接三链杆不交同一点，组成几何不变体；刚片 EF 与扩大的地基有三个链杆连接三链杆不交同一点，组成几何不变体。总计，图示体系为几何不变体，没有多于约束2-2 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：从基础开始分析：A 点由两个链杆固定在地基上，成为地基一部分；BC 杆由三根不交同一点的链杆固定在基
3、础上；D 点由两根链杆固定在基础上，组成没有多于约束的几何不变体。2-3 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目 中国石油大学（北京）远程教育学院1解：把地基看成刚片，杆 AB 和杆 BC 是两外两个刚片，三个刚片由铰 A、B、C 链接，三铰共线，所示体系为几何瞬变体（几何可变体的一种）2-4 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：将 ABC 看成一个刚片，将 CDE 看成另一个刚片，地基是第三个刚片，三个刚片由铰 A、C、E 链接，三铰不共线，组成没有多于约束的几何不变体2-5 对图示体系作几何组成分析，如果
4、是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解： 中国石油大学（北京）远程教育学院2用一根链杆将 BB连接起来，所示体系按照二元体规则，A、A 、E、E点拆掉，然后，将体系按照H、D、D 、C、C 、G 顺序逐步拆完，剩下一个三角形 BFB（几何不变体） ，原来体系缺少一个必要约束（图中的 BB杆） ，所以原来体系是几何可变体。2-6 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：按照二元体规则，ADC 可以看成刚片，与地基通过瞬铰 F 相连，同样，BEC 可以看成刚片，与地基通过瞬铰G 相连，刚片 ADC 和刚片 BEC 通过铰 C 相连，F、C、G
5、三铰不共线，图示结构为没有多于约束的几何不变体。2-7 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：杆 ADE 和杆 BE 通过铰 E 相连，在通过铰 A、B 与地基相连，A、B、E 三铰不共线，组成几何不变体成为扩大的地基，刚片 CE 通过两根杆与地基连接，所以图示体系缺少一个必要约束，是几何可变体。2-8 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目 中国石油大学（北京）远程教育学院3解：将曲杆 AC 和曲杆 BD 看成刚片，两刚片通过瞬铰 G 相连，地基为第三个刚片，三个刚片通过 A、B、G 三铰相连，三铰不共线，所
6、示体系是没有多于约束的几何不变体。2-9 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：从左侧开始分析，AE 是固定在地基上，是基础的一部分，刚片 BG 通过链杆 EF 和铰 B 固定在地基上；刚片 CH 通过链杆 GH 和铰 C 固定在地基上；刚片 DI 通过链杆 HI 和铰 D 固定在地基上；所示体系为没有多于约束的几何不变体。2-10 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目 中国石油大学（北京）远程教育学院4解：杆 AE 和杆 DI 固定在地基上，成为地基的一部分，刚片 CH 通过铰 C 和链杆 HI 固定在基础
7、上，成为不变体，刚片 BG 通过三根杆约束到地基上，整个体系是没有多于约束的几何不变体。2-11 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：节点 D 通过两根链杆固定在地基上，同样节点 C、E 分别通过两根链杆固定在地基上，构成几何不变体，扩大了基础，在从左向右分析，刚片 FG 通过不交一点的三根链杆连接到基础上，节点 H、I、J 分别用两根链杆约束，整个体系是没有多于约束的几何不变体。2-12 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：刚片 AB 由三根不交一点的小链杆固定在基础上，节点 D 有三根链杆固定，所以
8、体系为有一个多于约束的几何不变体，即一次超静定结构。 中国石油大学（北京）远程教育学院52-13 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：杆 AC 和 BD 固定在基础上，成为基础的一部分，CD 杆为多于约束，整个结构是有一个多于约束的几何不变体，即一次超静定结构2-14 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：先分析内部，杆 AC、AF、FD 组成的三角形为一个刚片，杆 BC、BG、GE 组成的三角形为另一个刚片，EF为第三个刚片，三个刚片通过不再同一条直线上的三铰 C、F、G 相连，构成一个大刚片，大刚片再
9、由三个小链杆与基础相连，整个体系是没有多于约束的几何不变体。2-15 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目解：先分析内部，杆 AC、AD、DC 组成的三角形为一个刚片，中间多余一个链杆 DF，杆 BC、BE、EC 组成的三角形为另一个刚片，中间多余一个链杆 EG，DE 为第三个刚片，三个刚片通过不再同一条直线上的三铰D、E、C 相连，构成一个大刚片，大刚片再由三个小链杆与基础相连，整个体系是有两个多于约束的几何不变体，即两次超静定结构2-16 对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目 中国石油大学（北京）远程教育学
10、院6解：约束对象(刚片或结点)的选择至关重要,若选择不当将给构造分析带来很大困难,特别是在分析较复杂的三刚片体系时。这时,应考虑改变约束对象的选择方案。例如上图所示体系，一般容易将地基和 ABD、BCF 分别看作刚片、(约束对象)。此时刚片、之间既无实饺也无瞬铰连接,无法进行分析。若改变约束对象,将刚片换成杆 DE(见上图),而链杆 AB 、BD、DA 变成约束。于是,刚片 I、由瞬铰 E 连接,刚片、由点瞬铰 O 相连,刚片、由瞬铰 C 相连。再判定三瞬铰是否共线即可得到正确结论。可以看出,新方案中每两个刚片间均以两链杆形成的瞬铰相连;原方案中刚片 I、间和刚片、间均以实佼紧密相连,造成刚片
11、、间无法实现有效连接。 中国石油大学（北京）远程教育学院7第三章重点要求掌握：本章结合几种常用的典型结构型式讨论静定结构的受力分析问题，涉梁、刚架、桁架、组合结构、拱等。内容包括支座反力和内力的计算、内力图、受力特性分析等，讲解内容是在材料力学等课程的基础上进行的，但在讨论问题的深度和广度上有显著的提高，要求掌握静定多跨梁和静定平面刚架的受力分析，静定平面桁架的受力分析，组合结构和三铰拱的受力分析，隔离体方法、构造和受力的对偶关系。作业题：3-1 试作图示静定多跨梁的弯矩图和剪力图解：（1）求支座反力，此题为静定组合梁，ABE 为基本部分，EC 为附加部分，先分析附加部分 kNFFMRCRCE
12、 32012030kEEy 4也就是说，基础部分在 E 点向上给附加部分 支撑，反过来，附加部分在 E 点给基础部分向下的压N34力 kN340 kNFmkNFMRBRBA 31015.43105.73460 kkNFRARBAy 32030（2）求剪力，逐步取隔离体 kNkFkNFNkkRQBRBALQRADA 3403103072,2 中国石油大学（北京）远程教育学院8kNFkkNFkRCLQFRCLQRCRCQ 3402020320剪力图（3）求弯矩，采用取隔离体方法，求出关键点弯矩，其中匀布载荷作用的 DB 部分，叠加上匀布载荷作用在简支梁的效果 下 沿 受 拉上 沿 受 拉 mkN
13、FMmkNRAD 513201530.4EB上 沿 受 拉32CFMmkN下 沿 受 拉BD 杆中点弯矩 kDB 75.108252中3-2 试作图示静定多跨梁的弯矩图和剪力图解：（1）求支座反力，此题为静定组合梁，ABF 为基本部分，GD 为附加部分，先分析附加部分 中国石油大学（北京）远程教育学院9kFNFMFRDCRDRCGy 5.72105102对 ABF 基本部分 kNRBARBAFy 375.2465.731500（2）求剪力，逐步取隔离体 kNFkRQEALQ375.9621.0;1QFRBL0205.70LQG RDCRQGRDCRLDCQRDFkNFk剪力图（3）求弯矩，采用取隔离体方法，求出关键点弯矩，其中匀布载荷作用的 FB 部分，叠加上匀布载荷作用在简支梁的效果
