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2018年同济大学汽车学院808材料力学与结构力学之结构力学考研核心题库

  摘要

一、计算题

1. 用位移法分析图(a )所示结构,绘M 图。设各受弯杆EI 值相同,各拉压杆EA 值相同。CD 杆的EI 如图所示。

【答案】结构的上半部分是静定的桁架结构,易得:

求出桁架对下部结构的反作用力,见图(b ),GEC 及HFD 为静定部分,将荷载进行平移化为图(c ),ACDB 部分可以利用结构对称性进行简化。

将荷载分解为正对称与反对称:

正对称荷载作用下取半结构如图(d )所示,

C 点不发生线位移和转角,因此

AC 杆不产生弯

矩,

CD 杆刚度无穷大,

按照结点弯矩与外力偶平衡画出弯矩图,如图(e )所示。

反对称荷载作用下取半结构,如图(f )所示

,只有D' 处有水平位移未知量所示。

由转角位移方程

位移图如图(g )

杆作隔离体[见图(h )],由

有:

解方程得:

代入转角位移方程得:

作出反对称荷载下的弯矩图如图(a )所示,图中刚结点连接的两杆弯矩不相等是因为结点处还作用外力偶。

正反对称弯矩图叠加得原结构弯矩图和各杆轴力,见图(j )。

2. 用位移法作图(a )所示结构的弯矩图。各杆EI 相同且为常数。

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【答案】先大致画出变形图见图(b ),

从图中可以看出,整个结构为中心对称结构,有两个转角和一个水平位移,

由于荷载反对称,因此两个转角的绝对值是相等的,方向也从图中容易看出,

所以本题采用两个未知量计算,基本体系见图(c )。

再画出的弯矩。

位移法方程为:

求刚度系数和自由项应注意,

将各系数代入位移法方程并求解,得:

叠加得最后弯矩图见图(g )。

3. 求出图所示梁的整体刚度方程。

应等于两个附加刚臂上的力之和。

和MP 图

图中AB 杆弯矩为两端固定杆在两端同时发生支座转角时产生

【答案】单元1和单元2的单元刚度矩阵是相同的,即