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吉林大学《结构力学》期末考试学习资料 (八)
解:根据对称性质,AB杆不会弯曲而只受轴力。不计轴向变形影响,故将AB杆看作轴向刚度无限的链杆,则A,B两点的竖向位移相同,简化分析半结构如图b所示。
位移法基本方程
本题有两个独立未知数
系数和自由项的计算
按叠加法:
十一、利用对称性简化图a所示的对称结构,取出最简的计算简图、基本体系,并作出M图。
解:首先化简,如下:
(4)系数和自由项的计算
(5)绘出最后弯矩图
以上各系数、自由项代入典型。
十七、已知图示刚架的支座A顺时针转动;支座B向下沉陷0.02l。试用位移法绘制弯矩图。
解:(1)选择基本结构,如下:
(2)位移法的典型方程:
式中 、 分别表示基本结构在支座位移作用下在附加约束中产生的约束力。在基本结构中,支座位移作用下个杆端产生的固端弯矩值可查表10-1得出
取结点C为隔离体,由 ,求附加刚臂中的反力矩;
截取CD柱顶部分为隔离体,由 ,求附加链杆中的反力。
(4)计算自由项RiP
取结点C为隔离体,由 ,求附加刚臂中的反力矩;
截取CD柱顶部分为隔离体,由 ,求附加链杆中的反力。
(5)解基本方程,求出基本未知量
解得:
(6)作M图
(7)扩展1
(8)扩展2
(9)扩展3
最简的计算简图及M图
十二、利用对称性简化图a所示的对称结构,取出最简的计算简图、基本体系,并作出M图。
解:
最简的计算简图及M图
十三、利用对称性简化图示的对称结构,取出最简的计算简图、基本体系。
解:
刚结点A,B处,转角为零,且刚架又不计轴向变形影响,故只有一个线位移未知数。
系数和自由项的计算
十四、利用对称性简化图示的对称结构,取出最简的计算简图、基本体系,并作出M图。
(3)绘出基本结构已知支座位移的弯矩图,绘出基本结构上的单位弯矩图,并求出系数及自由项,如下:
(4)将系数和自由项代入典型方程中,并解得
(5)绘出最后弯矩图
根据叠加原理得:
求出各杆端的最后弯矩值,并绘出最后弯矩图。
十八、已知图示结构的支座C顺时针转动 弧度,引起结点D产生角位移 弧度(逆时针)。试绘出其弯矩图。
解: 此刚架在荷载作用下,结点C和结点D上分别有一个水平线位移Z1、Z2。
(1)位移法典型方程为
(2)求系数和自由项
(3)结构的最后弯矩图
将系数和自由项代入典型方程中,并解得
结构的最后弯矩图可按式:
计算各杆端弯矩值,在各杆段内用叠加法绘出弯矩图。
十、利用对称性简化图a所示的对称结构,取出最简的计算简图、基本体系,并作出M图。
解:如下图所示
十五、利用对称性简化图示的结构,取出最简的计算简图及基本体系。
解:如下图所示:
十六、试计算图示弹性支承连续梁,梁的EI= 常数,弹性支座刚度
解:(1)选择基本体系如下:
(2)位移法典型方程:用位移法求解时,基本未知量为结点B的转角Z1和竖向位移Z2,位移法典型方程为:
(3)绘出基本结构的 图。
八、用位移法计算图示刚架,绘弯矩图。E= 常数。
解:因为横梁弯曲刚度无穷大,结点处不产生转动,故本题只有一个线位移未知数。
求系数和自由项
用叠加法作弯矩图
按平衡条件绘出EI=∞杆件的杆端弯矩
九、用位移法绘制图示刚架的弯矩图。EI= 常数
此刚架CD及DE为二力杆,EA为有限值,故在确定位移未知数的数目时要考虑链杆CD及DE的轴向变形影响。
结构的最后弯矩图可按式:
计算各杆端弯矩值,在各杆段内用叠加法绘出弯矩图。
五、用位移法计算两个未知数的刚架。EI= 常数。
解:(1)选择基本体系,建立位移法基本方程是:附加刚臂的反力矩和附加链杆反力应为零的平衡条件
(2)为计算系数,绘出
(3)计算系数
取结点C为隔离体,由 ,求附加刚臂中的反力矩;
截取CD柱顶部分为隔离体,由 ,求附加链杆中的反力。
解:位移法基本方程为:
由题意可知:
最后弯矩图按式:
绘出弯矩图,如下:
(10)扩展4
六、两个角位移未知数的刚架
位移法典型方程:
绘出单位和荷载弯矩图,并计算系数项和自由项,如下:
按叠加法绘制最后弯矩图:
七、用位移法计算一个未知数排架
解:选择基本体系,建立位移法典型方程,绘出单位和荷载弯矩图,如下:
截取CD柱顶部分为隔离体,由 ,求附加链杆中的反力。
按叠加法绘制最后弯矩图
位移法方程是:附加刚臂的反力矩和附加链杆反力应为零的平衡条件。
(2)分别绘出基本结构上
(3)绘出基本结构上的MP
(4)求系数
由 图,取结点C为隔离体,由 ,求附加刚臂中的反力矩:
由 图,截取柱顶以上部分为隔离体,由 求附加链杆中的反力:
(5)求自由项RiP
(6)绘出最后弯矩图
将系数和自由项代入典型方程中,并解得:
吉大
第八章
一、试选择图示结构的基本结构
1)
2)
3)
4)
二、利用铰结法选图示结构的基本结构
1)
2)
三、求图示具有无限刚性杆件的结构的基本结构
1)
2)
3)
4)
四、试用位移法绘制图示刚架的弯矩图。
此刚架B点的左边部分为静定悬臂梁,其B端的弯矩和剪力可由静力平衡条件得出,并将它们反向作用于结点B上。
解:
(1)该刚架在结点C上有一个角位移Z1和一个水平位移Z2。