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2018年武汉理工大学交通学院864工程结构力学之结构力学考研仿真模拟五套题

  摘要

一、计算题

1. 试导出桁架结构的单元本构矩阵与整体本构矩阵。

【答案】由于桁架仅受到轴向力的作用,则其转角变量为0, 故其单元本构矩阵为:

设该桁架结点有n 个单元连接,则其整体本构矩阵为:

2. 求图(a )所示体系的自振频率和主振型。不计自重,EI=常数。两自由度结构自由振动振幅方程为:

【答案】本题有两个自由度。由已知自由振动振幅方程,要使方程有非零解,需系数行列式等于零,即

展开后变为:

该方程的解即为频率计算公式:

再求柔度系数。分别画出

图和

图,见图(b )、(c ),由图乘法求得柔度系数为:

将柔度系数代入频率计算公式得:第一振型为:

第二振型为:

3. 设题的两层刚架顶端在振动开始时的初位移为处的振幅值和柱端弯矩的幅值。

【答案】题中已知,

试用振型叠加一法求第一、二层楼面

所以有则得到

柱端弯矩幅值为

4. 图a 所示为一组合结构,桁架各杆截面面积都为A (单位为

(单位为

二者的计算结果加以比较。

),横梁组合截面的惯性矩

)。试问此组合结构是否可取图b 所示刚架作为计算简图?并将

图1

【答案】可以将组合结构简化为题中所示刚架计算。 (1)先计算其组合结构,采用力法求解。其基本体系如图2及

作用下的内力图,如图2

所示。

所示,并作荷载作用下的