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2018年河北大学建筑工程学院919结构力学考研基础五套测试题

  摘要

一、计算题

1. 计算图(a )所示体系中的自振频率。m 为集中质量,各杆EI=常数。

【答案】取两个质点的水平位移为广义坐标,如图(b )所示,利用柔度法求解。运动方程为:

图、

图如图(c )、(d )所示。

柔度系数为:

振型方程:

将系数代入振型方程,得到:

用乘以上式各项,并令则振型方程简化为:

令简化后振型方程的系数行列式等于零,得到频率方程为:

展开此行列式得:自振频率为:

解得:

2. 已知图1

(外侧受拉),利用这一结论,用力法计算图

图结构的弯矩图。

所示结构角点处弯矩为所

示结构时,可取图所示基本体系,按此思路完成全部计算,并画出

图1

【答案】

为基本体系,只有个未知量,建立力法基本方程:

(2)利用已知

作弯矩图。

如图

图2

(3)图乘法计算系数和常数

(4)确定基本未知量

(5)作最后弯矩图如。

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图3

3. 图示析架在结点A 有荷载

作用,材料为线性弹性。设各杆杆长和截面均相同。

图1

(a )试求出在真实位移状态下桁架的势能,记为

(b )考虑桁架的任一几何可能位移状态,此时结点

A 的竖向位移为一变量,记为

A 。试求

出在几何可能位移状态下桁架势能

(c )试求出函数

的表示式。这里

是A 的函数,即

如下图所示。

的极小值,记为

并验证:

此时结点A 的竖向位移为一常量,记为

【答案】(a )桁架在竖向力作用下,只产生竖向位移则

图2

所以桁架的势能为

(b )当A 点竖向位移为变量为时, 桁架应变能为