土木工程计算题.docx
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土木工程计算题.docx
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土木工程计算题
窗体顶端
59、求图示刚架A,B两截面的相对转角。
各杆EI为常数。
60、
60题参考答案:
解:
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61、用力法作图3所示结构的M图.EI=常数
62、
试用位移法计算图所示刚架,并作出弯矩M图。
各杆线刚度均为i。
63、试用力法计算图所示刚架,并作出弯矩M图。
EI=常数。
64、试计算如图所示简支梁中点的竖向位移。
EI为常数。
65、
65参考答案:
66、用力法计算图所示刚架,取图示基本结构,建立力法基本方程,求出方程中的系数和自由项,不必解方程和作弯矩图。
各杆EI=常数。
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本题参考答案:
1、结构力学的主要研究内容。
答:
结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差引起的内力计算——称为强度计算;结构由荷载、支座移动、温度变化、制造误差引起的变形及位移计算——称为刚度计算;结构的稳定计算;结构的组成规律及计算简图的选择。
“结构力学”就是研究结构在荷载作用下的内力和变形的计算问题。
2、几何组成分析目的。
答:
(1)判别某一体系是否为几何不变,从而决定它能否作为结构。
(2)区别静定结构、超静定结构,从而选定相应计算方法。
(3)搞清结构各部分间的相互关系,以决定合理的计算顺序。
3、如何确定独立角位移数目。
答:
由于在同一结点处,各杆端的转角都是相等的,因此每一个刚结点只有一个独立的角位移未知量。
在固定支座处,其转角等于零为已知量。
至于铰结点或铰支座处各杆端的转角,它们不是独立的,可不作为基本未知量。
这样,结构独立角位移数目就等于结构刚结点的数目。
4、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。
5、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。
6、在位移法中须解决哪些问题。
答:
(1)单跨超静定梁在杆端发生各种位移、荷载、温度等因素作用下的内力。
(2)哪些结点位移作为基本未知量。
(3)如何确定基本未知量(求出位移)。
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本题参考答案:
1、结构:
建筑物和工程设施中承受、传递荷载而起骨架作用的部分称为工程结构,简称结构。
例如房屋中的梁柱体系,水工建筑物中的挡土墙、闸门和水坝,公路和铁路上的桥梁和隧洞等等。
2、荷载:
是主动作用于结构的外力,例如结构的自重,加于结构的水压力和土压力。
除外力外,还有其他因素可以使结构产生内力或变形,如温度变化、基础沉陷、材料收缩等。
从广义上讲,这些因素也可以称为荷载。
3、约束:
约束(或联系)是指限制杆件或体系运动的各种装置。
4、弯矩:
截面一边的所有外力对截面形心之矩的代数和。
在水平杆件中,使杆件下侧受拉的弯矩及外力矩取正,否则取负。
5、静定结构:
在几何组成上是几何不变、无多余约束的体系,其全部支反力和内力均可由静力平衡条件唯一确定。
6、转动刚度:
杆件的近端发生单位转角时,在该端需要施加的力矩。
7、位移:
结构上各点或截面位置发生改变。
这种位置的变动称为位移。
8、形常数:
由杆元的杆端发生某单位位移而引起的杆端内力的大小,该常数值与杆件尺寸和材料性质相关。
9、刚架:
是由梁和柱组成的结构,各杆件主要受弯。
刚架的结点主要是刚结点,也可以有部分铰结点或组合结点。
10、虚功互等定理:
在线弹性体系中,第一状态的外力在第二状态的对应位移上所做的虚功,等于第二状态的外力在第一状态对应位移上所做的虚功。
11、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。
12、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。
13、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。
14、约束(或联系)用于限制体系运动的装置
15、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。
16、超静定结构:
在几何组成上是几何不变、有多余约束的体系,其全部支反力和内力均不可由静力平衡条件唯一确定,还须补充其他条件。
17、桁架:
一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。
桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构,桁架杆件主要承受轴向拉力或压力,从而能充分利用材料的强度,在跨度较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度。
18、结构位移:
结构上点的位置的移动(线位移)或截面的转动(角位移)。
主要由荷载作用、温度变化、支座沉陷、结构构件尺寸的误差以及结构材料性质随时间的变化等原因引起。
19、对称荷载:
所谓对称荷载是指荷载绕对称轴对折后,左右两部分的荷载彼此重合,具有相同的作用点、相同的数值和相同的方向。
20、转动刚度(Sij):
表示杆端对转动的抵抗能力。
在数值上等于使杆端产生单位角度j=1时,在该杆端所需施加的力矩,用Sij表示。
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