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2018年上海大学土木工程系935结构力学(专)考研核心题库

  摘要

一、计算题

1. 验证:

工字形截面的极限弯矩为

图1

圆形截面的极限弯矩为环形截面的极限弯矩为【答案】

等面积轴为工字形截面的形心轴,则

工程中,工字形截面的

都很小,所以可以忽略高阶小量,则原式变为

代入计算,极限弯矩(b )如图所示,

图2

半圆对向的形心坐标为:

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则极限弯矩为

:(c )由

中推导可得,半圆对轴的静矩为

极限弯矩为

2. 试用能量法求图1示两端固定梁的第一频率。

图1

【答案】取梁的自重作用下的挠度曲线作为第一振型,即

上式满足两端固定梁的位移边界条件:(2)代入自振第一频率近似计算式得,

所以

其中,

(3)也可取振型函数曲线

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3. 计算图a 所示结构左部双层刚架时,可采用图b 所示计算简图。在下列两种情形下试求弹性支座A 的刚度系数k 值:

为刚性水平支杆?

为常数。并讨论:

什么情况下支座A 可简化

对图b 所示结构选择较简便的计算方法。

【答案】题意是将链杆AB 和立柱BC 看作双层刚架的弹性支座。弹簧刚度系数k 是指当A 点产生单位水平位移

(1)

时弹簧中的反力。

时,水平力

时,链杆无轴向变形,k 值就是使立柱顶端B 产生单位水平位移时所需的水平

力(图c ), 此即立柱BC 的抗侧移刚度,

(2)当EA 为常数时,链杆为弹性杆,可发生轴向变形。如图d 所示,当k 与链杆轴向变形的关系为

而对立柱来说

又因链杆的抗拉压刚度

立柱侧移刚度

这就是链杆刚度(3)讨论 ①当

图b 的支座A 可简化为刚性支杆。

与立柱刚度串联时构成体系的总侧移刚度的计算方法。

可解得

代入上式得弹性支座的总侧移刚度为

②图b 所示刚架(横梁不变形)可采用力法与剪力分配法联合求解。首先,解除A 处弹性约束得力法超静定基本体系如图e 所示,力法方程为剪力分配法求得弯矩

图。

图,计算与

将荷载单独作用于基本结构求

再将

f ),

求得固端弯矩

图及支杆反力

作用于基本结构,用

图。先在结点附加水平支杆(图

根据

艘反向加于刚架结点,用剪力分配法求

叠加即得荷载q

作用于基本结构的弯矩图