梁和刚架、梁和拱、刚架和桁架是什么、桁架是什么和组合结构这四种那种受力性质差别最大

 第一节 直杆的受力分析

1、如何根據内力的微分、积分关系对内力进行校核

2、用叠加法作弯矩图时,为什么要强调弯矩图的叠加是指两个弯矩图纵坐标的叠加而不是两杆图形的简单拼合?

第二节 曲杆的受力分析

1、根据曲杆荷载与内力之间的微分关系说明内力图的特点在无荷载区间,弯矩剪力,轴力嘚极值点有何特征

2、试用式(2-8)直接由例2-4和例2-5中的弯矩表达式推导剪力和轴力的表达式。

第三节 静定结构支座反力的分析方法

1、为什么汾析时的计算次序应与其几何组成次序相反

第四节 静定多跨梁及刚架

1、静定多跨梁当荷载作用在基本部分上时,在附属部分是否引起内仂为什么?

2、为什么说一般情况下静定多跨梁的弯矩比一串简支梁的弯矩小?

1、在三铰拱中吊杆起到什么作用?拉杆上为什么设置婲篮螺丝

2、什么是拱的合理轴线?

1、对于简单桁架是什么和联合桁架是什么怎样利用桁架是什么的几何构造特点简化计算,以避免解聯立方程

2、在图解法中桁架是什么图与轴力图之间有何对应关系?

1、为什么静定空间桁架是什么可以分解成平面桁架是什么计算

2、用結点法求轴力时,为了避免求解联立方程如何建立平衡方程?

第八节 应用刚体体系虚位移原理求静定结构内力

1、用虚功法求静定结构某┅约束力时为什么必须撤去与之相应的约束,代之以未知力

2、应用虚功法求解静定结构某一约束力时,怎样确定与各主动力相应的虚位移的正负号

第四章 静定结构的影响线

第一节 移动荷载和影响线的概念

1、影响线的意义是什么?

第二节 静定法作影响线

1、什么称为挠度影响线挠度影响线与挠度曲线有什么区别?

2、只有在叠加原理成立的条件下才能引入影响线的概念,对吗由此说明影响线的应用条件。

第三节 机动法作影响线

1、从静定多跨梁的力学特性说明为什么附属部分的内力(或支座反力)影响线在基本部分上的线段应与基线偅合?

2、作影响线的机动法和求静定结构内力的虚功法有何异同

1、什么是临界荷载和临界位置?

2、如果整组荷载向左和向右移动后得箌的判定条件为负值,则何载如何移动才能得到临界位置

第六节 简支梁的包络图和绝对最大弯矩

1、 包络图与内力图、影响线有什么区别?

2、梁的绝对最大弯矩与跨中截面最大弯矩是否相等

第一节 虚力原理求刚体体系的位移

1、应用虚力原理求位移时,怎样选择虚设单位荷載

2、如何选择虚设力系?

第三节 变形体的虚功原理

1、说明变形体虚功原理与刚体虚功原理的区别

2、说明变形体虚功原理的应用条件有應用范围。

第四节 温度作用时的位移计算

1、计算温度改变引起的位移时各项符号如何确定?

第五节 荷载作用下的位移计算

1、在非弹性的凊况下如何确定计算荷载作用下的位移?

2、在计算桁架是什么中结点的竖向位移时将均布荷载简化为结点荷载,试问这一变换对所求嘚位移有什么影响

1、图乘法的适用条件是什么?求变截面梁和拱的位移时是否可以用图乘法如果梁的截面沿杆长或阶梯形变化,求位迻是是否可以用图乘法

2、应用图乘法计算位移时,如何确定正负号

1、反力互等定理是否可以用于静定结构?这时会得出什么结果

2、位移反力互等定理是否可以用于静定结构?是否可用于静定结构是否可用于非弹性结构?

第二节 力法的基本概念

1、用力法解超静定结构嘚思路是什么什么是力法的基本体系和基本未知量》?为什么首先要计算基本未知量基本体系与原结构有何异同?

2、力法方程的物理意义是什么

1、为什么超静定结构的刚度改变时,内力状态也随之改变为什么在荷载作用下超静定刚架的内力状态只与各杆刚度的相对徝有关,而与其绝对值无关

2、排架计算中所取得的基本未知力是链杆的轴力。这时力法方程的物理意义是什么方程中的每一项的物理意义是什么、

第四节 超静定拱的计算

1、计算拱的位移时,弯矩、剪力、和轴力哪个更重要在什么情况下又可用不考虑他们的影响?

2、试仳较在荷载作用下用力法计算刚架、排架、组合结构和拱的异同、

第五节 力法计算的简化

1、怎样利用结构的对称性以简化计算

2、为什么用仂法计算任何对称结构只要所取的基本结构是对称结构,而且基本未知量是对称力或反对称力则力法方程自然地分成两组?

第十二节 支座移动和温度改变时的计算

1、没有荷载就没有内力这个结论在什么情况下适用?在什么情况下不适用

2、计算超静定结构时,考虑支座移动时温度改变等因素的影响与考虑荷载作用的影响,二者有何异同 第十三节 超静定结构的位移计算和力法计算的校核

1、计算超静萣结构的位移与计算静定结构的位移,两者有何异同

2、说明变形条件的物理意义是什么?

第二节 等截面杆件的计算

1、试从两端刚结的杆杆端弯矩公式推求一端刚结、一端铰接的杆端弯矩公式

2、验算固端弯矩公式。

第三节 无侧移刚架的计算

1、为什么支座处的角位移可用不選作基本未知量试比较当支座处角位移选作与不选作基本未知量时两种计算法的优缺点。

2、为什么求内力时可以采用刚度的相对值而求位移时则需采用绝对值

第四节 有侧移刚架的计算

1、在什么条件下独立的结点线位移的数目等于铰接体系自由度的数目?

2、在力法和位移法中各以什么方式满足平衡条件和变形条件

第五节 位移法的基本体系的算法

1、把力法与位移法加以比较。

第六节 对称结构的计算

1、为什麼对称结构在对称或反对称荷载作用时可以取半边结构计算荷载不对称时还能不能取半边结构计算?

2、对称结构如不取半边结构而直接利用原结构进行计算是否可以利用对称性简化计算?

第七节 支座位移和温度改变时的计算

1、用位移法计算超静定结构时由于支座位移囷温度改变的作用,与荷载的作用在计算上有何异同

2、弹性支座处的位移补充方程的左右两边是否总是相差一个负号?

第一节力矩分配法的基本概念

1、什么叫固端弯矩转动刚度?传递力矩

2、力矩分配法的基本运算有哪些步骤?每一个步骤的物理意义是什么

第二节 多結点的力矩分配

1、在多结点的力矩分配中,为什么每次只放松一个结点

2、用力矩分配法计算连续梁和刚架时为什么结点的约束力矩会趋於零,即为什么计算过程是收敛的

第三节 力矩分配法应用举例

1、用力矩分配法计算对称结构时,如不取半边结构而直接利用原结构进荇计算如何利用对称性简化计算?

2、力矩分配法只适合解结点无线位移的结构当连续梁的支座移动时结点是有线位移的,为什么还可以矗接用力矩分配法计算

第四节 无剪力分配法的概念

1、什么叫无剪力分配?它的应用条件是什么

2、无剪力分配为什么可用于单跨对称刚架?单跨不对称刚架直接用无剪力分配有什么问题

1、用能量法计算问题时,得出来的解是近似解还是精确解为什么?

1、为什么说应变能是标量

2、标量与向量有何区别?

1、矩阵位移法对静定结构和超静定结构是否适用计算步骤是否相同?

1、试比较平面刚架结构、平面桁架是什么结构、组合结构单元定位向量的异同、并考虑连续梁结构单元定位向量如何形成

1, 结构动力计算与静力计算的主要区别是什麼

2, 本节自由度概念与上册第一章中的自由度概念有何异同

1, 为什么说自振周期是结构的固有性质它与结构哪些固有量有关?

2 试鼡柔度法推导例11-3中的自由振动微分方程。

1 什么叫动力系数?动力系数的大小与哪些因素有关单自由度体系位移的动力系数与内力的动仂系数

2, 在杜哈梅积分中时间变量τ与t有什么区别怎样应用杜哈梅积分求解任意动荷载作用下的动力位移

问题?简谐荷载下的动位移可鉯用杜哈梅积分求吗

1, 什么叫临界阻尼什么叫阻尼比?怎样量测体系振动过程中的阻尼比

2, 如果阻尼系数值变大振动的周期将如哬变化?

1 对比刚度法和柔度法求频率的原理和计算步骤。在什么情况下用刚度法较好在什么情况下用柔度较

2, 在什么情况下多自由度體系只按某个特定的主振型振动

1, 试对频率方程具有p重根(2<p≤n)的情况加以讨论

2, 试写出11-7和11-10中所示结构的主振型矩阵[Y]、广义质量矩陣[M﹡]和广义刚度矩阵[K﹡] §10-7思考题

1, 多自由度体系各质点的位移动力系数是否都是一样的它们与内力动力系数是否相同?与单自由度体

2 主振型叠加法用到了叠加原理,在结构动力计算中什么情况下能用这个方法?什么情况下不能应用 §10-8思考题

1, 什么是等效粘滞阻尼轉化为粘滞阻尼的

2, 主振型叠加法有阻尼时是否仍可以应用

1, 试从运动方程、正交关系、展开公式等方面将有自由度体系与无限自由喥体系的自由振动加以对比 2, 试应用正交关系式(11-116)导出式(11-122)

1, 为什么受轴向压力后梁的弯曲自由振动的频率会降低

2, 为什么剪切变形和惯性力矩对梁的弯曲自由振动的影响与比值h/H有关是怎样的关系?

1 在初参数法中为什么只考虑各种荷载对其作用点右边各截面嘚附加影响,难道它们对左边各截面没有

2 在无限自由度体系的受迫振动中,考虑与不考虑阻尼在振动方程和计算结果中各有什么区别? §10-14思考题

1 为什么说有限元法是一种近似解法,与位移法的精确解法相比它的近似性在何处?

2 试比较用有限元法进行动力计算与用囿限元法进行静力计算的异同之处。

1 在瑞利法和瑞利-里兹法中,所设的位移函数应满足什么条件

2, 采用瑞利-里兹法求得的频率值是否總是真实频率的一个上限

1, 对图12-11所示单自由度完善体系试作出其P-θ曲线。

2, 设杆AB有初倾角ε(图12-11)试作出其P-θ曲线。

1, 静力法和能量法的特征各是什么用两种方法求临界荷载的计算步骤各是怎样的?它们间的异同处是

2 试应用式(12-1)或(12-3)求例12-1的临界荷载。

1 增加戓减少杆端的约束刚度,对压杆的计算长度和临界荷载值有什么影响

2, 能够利用思考题1的概念估计计算长度和临界荷载的范围吗

1, 用菦似刚度方程(12-23)代替精确刚度方程(12-17)进行稳定分析时在什么条件下误差较小? §11-9思考题

1 为什么两铰拱和无铰拱在反对称失稳时的臨界荷载值比对称失稳时的要小?试用计算长度的概念粗

2, 为什么两铰拱和三铰拱反对称失稳时临界荷载值(表12-3)是一样的

1, 说明求給定截面极限弯矩的步骤

第三章 静定结构的内力计算 3.1静萣梁 3.2静定平面刚架 3.3三铰拱 3.4静定平面桁架是什么 3.5静定平面组合结构 3.6静定结构的特性 第三章 静定结构的内力计算 本章介绍静定结构的内力分析和计算静定结构内力分析的基本方法是截面法,利用截面法求出控制截面上的内力值再利用内力变化规律,最后绘出结构的内力图静定结构的内力计算是静定结构位移计算和超静定结构内力计算的基础。 3.1静定梁 3.1.1单跨静定梁 3.1.2斜梁 3.1.3多跨静定梁 3.1.1单跨静定梁 单跨静定梁包括簡支梁、外伸梁和悬臂梁三种形式单跨静定梁的内力计算和内力图的绘制方法在材料力学中已作了介绍,由于它们是其他结构内力分析嘚基础因此,在这里作简要复习 3.1.1单跨静定梁 1. 内力计算法则 在任意荷载作用下,梁的横截面上通常存在三种内力即轴力FN、剪力FS和弯矩M。利用截面法可得到梁任意横截面上内力的计算法则如下: 1) 轴力FN的数值等于截面任一边所有外力在梁轴线方向投影的代数和 2) 剪力FS的数值等于截面任一边所有外力在与梁轴线垂直方向投影的代数和。 3) 弯矩M的数值等于截面任一边所有外力对该截面形心之矩的代数和 3.1.1单跨静定梁 2. 内力图的绘制方法 1) 内力方程法。列出梁的内力方程由方程绘制内力图。 2) 微分关系法根据梁上外力把梁分成若干段,由弯矩、剪力和汾布荷载间的微分关系导出的内力变化规律来确定各段内力图的形状计算控制截面上的内力值,绘制梁的内力图 3) 区段叠加法。求出梁某段两侧截面上的弯矩值用虚直线连接两截面上的弯矩值,然后以它为基线叠加上该段在所受荷载单独作用下的相应简支梁的弯矩图,即得该段梁的弯矩图 3.1.1单跨静定梁 2. 内力图的绘制方法 通常先选取梁的端点和梁上的外力不连续点(如集中力、集中力偶作用点,分布荷载莋用的起点和终点等)作为控制截面并求出各控制截面上的内力值,然后由内力变化规律及区段叠加法绘出内力图 在以后的结构内力分析中,为了使杆件内力表达得清晰在内力符号的右下方标注两个下标。第一个下标表示内力所属的截面;第二个下标表示杆段(或杆件)的叧一端例如杆段AB,A端截面上的内力分别用MAB、FSAB和FNAB表示而B端截面上的内力则分别用MBA、FSBA和FNBA表示。 3.1.1单跨静定梁 【例3.1】试绘制图3.1(a)所示单跨梁的内仂图 3.1.1单跨静定梁 【解】 1) 求支座反力。由梁整体的平衡方程∑MA=0∑Y=0可求出支座反力为 FAy=45kN, FBy=25kN 2) 绘制FS图根据荷载作用的情况,可以紦整个梁分成CA、AE、EF、FG和GB五段利用q、FS、M三者之间的微分关系绘梁的剪力图。CA、FG和GB三段无荷载作用AE段上的力偶Me对FS无影响,各段的FS为常数FS圖为一水平直线。EF段有均布荷载作用FS图是一条斜直线。先求出各控制截面上的剪力值为 FSCA=FSAC=-30kN FSAE=FSEA=FSEF=15kN 在基线上依次定出以上各点竖标AC為无荷载作用段,用直线把相邻竖标相连即可在AE段D截面处有集中力偶作用,弯矩图在D处出现突变突变值等于集中力偶矩的大小。EF、FB段仩分别作用有均布荷载、集中荷载先用虚直线分别连接E、F及F、B两点竖标,EF段在虚直线的基础上叠加上相应简支梁在均布荷载作用下的弯矩图FB段在虚直线的基础上叠加上相应简支梁在跨中点受集中荷载作用下的弯矩图,即可绘出整个梁的弯矩图如图3.1(c)所示 需要指出的是,鼡区段叠加法绘制弯矩图并不是必须把所有外力不连续点作为控制截面,只要每段相应简支梁的弯矩图容易绘制即可 3.1.2 斜梁 在工程结構中,经常会遇到杆轴线倾斜的梁称为斜梁。常见的斜梁有楼梯、锯齿形楼盖和火车站雨篷等斜梁与水平直梁的内力分析方法是

  • 作者: 赵才其赵玲著
  • 出版社:東南大学出版社
  • 版权提供:东南大学出版社
  高等学校土木建筑专业应用型系列规划教材

赵才其、赵玲主编的《结构力学》是高校土木工程專业本科生的一门主干课程,是本专业最重要的专业基础课之一通过本课程的学习,可以使学生获得清晰的力学概念掌握常见结构的仂学分析方法和建立合理力学模型的基本技能,为后续相关专业课程的学习打下坚实的力学基础

本书共12章,内容符合教育部审定的《结構力学课程教学基本要求》(约110学时)在编写过程中尽量采用形象而直观的比喻,来解释那些不易理解的理论难点力争使教材体系结构严謹,阐述深入浅出在强调基本理论的同时尽量做到通俗易懂,理论紧密联系实际

1.1 结构力学的研究内容

1.2 结构的计算简图

1.3 平面杆系结构的汾类

2 平面体系的几何构造分析

2.2 几个重要的概念

2.3 几何不变体系的判定规则

2.4 瞬变及常变体系

2.5 几何构造分析应用示例

2.6 虚铰在无穷远处的几何构造汾析

3 静定结构的内力分析

3.2 静定梁和刚架的内力分析

3.3 三铰拱的内力分析

3.4 平面桁架是什么的内力分析

3.5 组合结构的内力分析

3.6 用零载法分析复杂体系的几何构造性质

4 静定结构的位移计算

4.2 实功和虚功的概念

4.3 变形体虚功原理

4.4 静定结构在荷载作用下的位移计算

4.5 位移计算的实用方法——图乘法

4.6 非荷载因素作用下的位移计算

4.7 线弹性体系的互等定理

5.1 超静定结构概述

5.2 超静定次数的确定

5.3 力法基本原理及典型方程

5.4 一般荷载作用下的内力汾析

5.5 非荷载因素作用下的内力分析

5.6 利用对称性简化分析

5.7 超静定拱的内力分析

5.8 超静定结构的位移计算及最终内力图的校核

6.1 位移法的基本概念

6.2 等截面直杆的转角位移方程

6.3 位移法基本未知量的确定

6.4 位移法之一:基本结构—典型方程法

6.5 位移法之二:结点和截面平衡方程法

6.6 用位移法求解某些特定问题

7.2 力矩分配法的基本原理

7.3 连续梁和无侧移刚架的计算

7.4 有侧移刚架的计算

8.2 静力法作影响线

8.3 间接荷载作用下的影响线

8.4 平面桁架是什么的内力影响线

8.5 机动法作影响线

9.2 杆端位移和杆端内力的表示方法

9.3 局部坐标系下的单元分析

9.4 整体坐标系下的单元分析

9.5 结构的整体分析

10.2 单自甴度体系的自由振动

10.3 单自卣度体系的强迫振动

10.4 多自由度体系的自由振动

10.5 多自由度体系的强迫振动

11.2 静力法求临界荷载

11.3 能量法求临界荷载

11.4 组合壓杆的稳定分析

11.5 刚架结构的稳定分析

12.2 静定梁的极限荷载

12.3 单跨超静定梁的极限荷载

12.4 多跨超静定梁的极限荷载

12.5 比例加载定理

12.6 刚架的极限荷载

《高等学校土木建筑专业应用型本科系列规划教材:结构力学》共12章,其中第1~8章即绪论、平面体系的几何构造分析、静定结构的内力分析、静定结构的位移计算、力法、位移法、渐近法、影响线及其应用为基本内容一般需安排64学时;第9~12章即矩阵位移法、结构的动力分析、结构的稳定分析、结构的极限分析为专题内容,各校可根据具体情况选学一般需安排48学时左右。

《高等学校土木建筑专业应用型本科系列规划教材:结构力学》内容精练通俗易懂,便于自学既重视基本概念、基本原理的讲解和基本方法的训练,又注重理论知识与应鼡背景的结合以及本学科最新成果及发展趋势的介绍。

本书既可作为普通高校本科土木工程专业(包括建筑工程、道路桥梁及工程管理等专业方向)以及水利工程、港口航道工程等相近专业的教材更适合于各类应用型本科院校使用。同时也可供上述专业的广大工程技术囚员参考

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