结构力学2试卷及答案B.doc

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：（20分，每题5分，共4题）
图1
１、已知l=2m，Mu=300KNm，则图1示等截面静定梁极限荷载________________________。
图2
2、请绘出图2示结构弯矩图，各杆EI、l均相同。
图3
3、 图3示结构原始刚度矩阵

是______________________________________________。
4、略去杆件自重及阻尼影响，图4示结构自振频率是______________________________。
图4
二、简答题：（20分，每题5分，共4题）
1、什么是塑性铰，其和一般铰区分是什么？
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，而是作用在竖柱上应怎样处理？
4、第一类失稳特征、第二类失稳特征分别是什么？
四、计算题：（ 30分，每题15分，共2题）
图5
请用无剪力分配法 绘制图5所表示刚架M图。
图6
2、试求图6示刚架自振频率和主振型。
五、综合题：（ 30分，共1题）
图7
图７所表示刚架各杆E、I、A相同，且，试用矩阵位移法求其内力。（提醒：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、、、即可。）

一、填空题：（20分，每题5分，共4题）
1、___200KN___
M
M/4
2、
3、。
4、
二、简答题：（20分，每题5分，共4题）
1、答：截面弯矩不能再增大，但弯曲变形可任意增加，这就相当于在该截面处出现了一个铰，我们称此为塑性铰。
区分：1）一般铰不能承受弯矩，而塑性铰则承受极限弯矩Mu。2）一般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单元，分析单元内力和位移之间关系，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结构，使各单元满足原结构几何条件、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情况。
2）计算出荷载单独作用时结构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突变，原有平衡形式成为不稳定，同时出现新有质区分平衡形式。
第二类失稳特征：平衡形式并不发生质变，变形按原有形式快速增加，以致使结构丧失承载能力。
三、计算题：（ 30分，每题15分，共2题）
（反对称）
（正对称，各杆弯矩皆为零，只有水平杆有轴力）
1、解：
D
E
取反对称半结构：
1）计算i，令
2）计算μ，

3）计算MF，
4）分配和传输
5）计算M
6）绘M图
2、解：
1）计算δ：

2）计算w：

3）计算ρ：
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，α=0°，cosα=1，sinα=0

对单元，α=0°，cosα= -，sinα= -，cos2α=