1. 解:依题意得
(1)先求W。
W=3×9-3×0-2×12-3=0
(2)Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三刚片以不在同
一直线的三个铰两两相连,再
与地面以不全平行也不全交于一点的三根连杆相连,故原体系为几何不变,且无多与约束。
2. 解:依题意得
(1)在A点处施加竖直向下的单位荷载,并作M图如图示
1
3ql
8
2 2
ql
8
ql
8
2
3ql
8
2
2
2
3ql
2
2
q l
4
M p图
ql
8
ql
4
ql
4
3ql
8
l
2
l
2
1
2
1
1
2
l
2
l
2
M图
(2)作M P图如图示
,Ⅲ)
(3)求ΔA V 。
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯+⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛⨯⨯⨯⨯-⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛⨯⨯⨯⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛⨯
⨯⨯⨯⨯=∆322832l 23182l EI 13232222183322221EI 143222l EI 1A 222
2
2
V l ql l l ql l ql l l ql l l ql l l =384EI
552ql (
) 3. 解:依题意得
(1)取基本结构如图所示。
6
6
6M 图
基本结构
X 1=1
X 1
(2)作M 图如图所示。
(3)求系数和自由项。
,0,216
63266214661111=∆=
⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=
c EI
EI δ m 31104-⨯-=∆-=∆
(4)列力法方程并求解基本未知量。
)(27
1
10421613111111↓-=⨯-=⇒
∆=∆+-KN X X EI X c 。
解得δ
(5)由叠加法可作M 图,即M=MX 1
M 图
29
29
2
94. 解:依题意得
(1)取基本结构如图所示。
M p 图
M 1图
基本结构
2
ql 8
6EI L
2
6EI L
2
6EI L
2
2
6EI L
Z 1=1
Z
1
(2)作M 1图,M P 图如图所示。
(3)求系数和自由项。
.81
,301212613
33311ql R l EI l EI l EI l EI r p
-==++=
(4)列力法方程并求解基本未知量。
.2400813004
1131111EI ql X ql Z l
EI R Z r p
==-⇒=+。
解得
(5)由叠加法可作M 图,即M=M 1Z 1+M P
ql 8
2
2
ql 8
2
ql 8
M 图
ql 82
5. 解:依题意得
N 2
N 1
H
B
E D
C
A
II
II
I
I
作支反力RA ,RB 的影响线如图所示:
1
1
RB 的影响线
RA 的影响线
(1)作N1的影响线 作截面I-I
当P在C点以左时,以右边为研究对象:
B B R N N R y 2,02
2
,0F 11==-=∑
当P在D点以右时,以左边为研究对象:
A A R N N R y 2,02
2
,0F 11-==+
=∑ 故可以N1的影响线如图所示: (2)作N 2的影响线 作截面II-II
当P在D点以左时,以右边为研究对象:
B DE B DE H R N d R d N 2,042,0M ==•-•=∑
当P在E点以右时,以左边为研究对象:
A DE A DE H R N d R d N ==•-•=∑,022,0M
以E为研究对象
DE X N N ==∑2,0M
故可以N2的影响线如图所示:
N 1影响线
N 2影响线
12
23
223
6
26. 解:依题意得
取正对称半刚架结构,加刚臂如图所示。
A
BA AB
AC CA EI
EI
0.5
0.5
-20 5
10 10
5 5 10 10
5
由对称性可以作出M 图如图所示:
M 图
20
10
10
10
5
5
52010
5
7.解:依题意得
当绕B 点发生转角θ时,如图所示:
m θL 4
由达朗伯尔原理可得ΣM B =0即有:
即为所求
m
k
k m l m l l k l l m l l m 71201270
3
1
232242=⇒=+⨯=⨯⨯-⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-⨯⨯⨯•••••••
•ωθθθθθθ 8.解:依题意得
给单元和结点编号如图所示: 结点的约束特征和定位向量
结点 约束特征 定位向量 单元定位向量:
4
321 ⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----------111111001111 ⎥⎥
⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡000
000210000
)3()2()1( 4
33221--- ⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡000210000210210000 单元(1)的刚度矩阵: 单元贡献矩阵:
[K](1)=2
1000081212242
23⎥⎥⎥
⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣
⎡
--l EI l
EI l
EI l EI
[K](1)
= ⎥⎥
⎥⎦
⎤⎢⎢
⎢⎣⎡--
l EI l
EI l EI l EI 8121224223
单元(2)的刚度矩阵: 单元贡献矩阵:
[K](2)=000210466122
23⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎢
⎢
⎢⎢⎢⎣
⎡l
EI l EI l EI l EI
[K](2)= ⎥⎥
⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡l EI l EI l EI l EI
46612223
单元(3)的刚度矩阵: 单元贡献矩阵:
[K](3)=0002
100
00⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣
⎡l
EA
[K](3)= ⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣⎡000l EA 结构总刚度矩阵为:
[K]= ⎥
⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣
⎡--+l EI l EI l EI l EA
l EI 126636223。