习题7-1 试确定图示结构的位移法基本未知量数目，并绘出基本结构。

(a) (b) (c)1个角位移3个角位移，1个线位移4个角位移，3个线位移(d) (e) (f)3个角位移，1个线位移2个线位移3个角位移，2个线位移(g) (h) (i)一个角位移，一个线位移一个角位移，一个线位移三个角位移，一个线位移7-2 试回答：位移法基本未知量选取的原则是什么？为何将这些基本未知位移称为关键位移？是否可以将静定部分的结点位移也选作位移法未知量？7-3 试说出位移法方程的物理意义，并说明位移法中是如何运用变形协调条件的。

7-4 试回答：若考虑刚架杆件的轴向变形，位移法基本未知量的数目有无变化？如何变化？7-5 试用位移法计算图示结构，并绘出其力图。

(a)解：（1）确定基本未知量和基本结构有一个角位移未知量，基本结构见图。

（2）位移法典型方程11110pr Z R +=（3）确定系数并解方程iql Z ql iZ ql R i r p 24031831,821212111==-∴-==（4）画M 图 (b)lll解：（1）确定基本未知量1个角位移未知量，各弯矩图如下（2）位移法典型方程11110pr Z R +=（3）确定系数并解方程 1115,352p r EI R ==- 153502EIZ -=114Z EI=（4）画M 图(c)6m6m9m4m4m4m解：（1）确定基本未知量一个线位移未知量，各种M 图如下1M 图243EI 243EI 1243EI（2）位移法典型方程 11110pr Z R +=（3）确定系数并解方程 1114,243p pr EI R F ==- 140243p EIZ F -=12434Z EI=（4）画M 图(d)a2aa 2aaF P解：（1）确定基本未知量一个线位移未知量，各种M 图如下11r 252/25EA a 简化（2）位移法典型方程 11110pr Z R +=（3）确定系数并解方程 11126/,55p pr EA a R F ==-126055p EA Z F a -=13a Z EA=（4）画M 图 (e)解：（1）确定基本未知量两个线位移未知量，各种M 图如下图1=11211 EA r l r ⎛⇒=⎝⎭1M（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++=（3）确定系数并解方程l11122122121,4414,0p p p EA r r r l l EA r l R F R ⎛⎫=+== ⎪⎝⎭⎛=+ ⎝⎭=-=代入，解得12p p lZ F EAlZ F EA=⋅=⋅（4）画M 图7-6 试用位移法计算图示结构，并绘出M 图。

(a)解：（1）确定基本未知量两个角位移未知量，各种M 图如下6m6m6m23EI 23EI 112121 3r EI r EI⇒==图1M（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++=（3）确定系数并解方程111221221212,311630,0p p r EI r r EI r EIR R ======代入，解得 1215.47, 2.81Z Z =-= （4）画最终弯矩图 (b)解：（1）确定基本未知量CED 6m6m两个位移未知量，各种M 图如下（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++=（3）确定系数并解方程 111221221211,03430,30p p r i r r ir R KN R KN====-==-代入，解得123011,4011Z Z i i=-⋅=⋅ （4）画最终弯矩图(c)2m2m解：（1）确定基本未知量两个位移未知量，各种M 图如下（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++=（3）确定系数并解方程1112212212311,2640,30p p ir i r r i r R R KN===-===-代入，解得126.31646.316,Z Z EI EI== （4）求最终弯矩图 (d)ll解：（1）确定基本未知量两个位移未知量，各种M 图如下（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++=（3）确定系数并解方程1112212222212133,181,16p p EI EI r r r l l EI r l R ql R ql======-代入，解得341266211,36003600ql ql Z Z EI EI=-⋅=⋅ （4）求最终弯矩图(e)8m4m 4m 4m 4m解：（1）确定基本未知量两个角位移未知量，各种M 图如下（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++=（3）确定系数并解方程111221221251,447845,0p p r EI r r EI r EIR KN m R =====⋅=代入，解得1238.18,10.91Z Z =-= （4）求最终弯矩图7-7 试分析以下结构力的特点，并说明原因。

若考虑杆件的轴向变形，结构力有何变化？(a)(c)F P F P(d) (e) (f)7-8 试计算图示具有牵连位移关系的结构，并绘出M 图。

(a)解：（1）画出p MM M ,,21图81EI 3EI q EI 1=∞EI对称轴 F PF P20kN8m8m6m3m A CD EB FGEI 1=∞EI 1=∞ 3EI3EI3EIEI由图可得：1112211124,813r EI r r EI ===1由图可知： 22149r EI=12200p p R KN R ⇒=-= （2）列方程及解方程组12121124200813414039EIZ EIZ EIZ EIZ ⎧+-=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ 解得：121183.38,71.47Z Z EI EI==- （3）最终弯矩图 (b)4m6m 8m 4m10kN10kN BC ADEI=常数解：C 点绕D 点转动，由Cy=1知，45,43==⊥CD x C C知EIEI EI r r EI EI EI r EI EI EI r r EI r r EI r 16027403323,1098410412833231289,4,3223221331211211-=--===+=-=-=====KN R R m KN R p p p 25.6,0,10321-==⋅=求33r0=∑DM知EI EI EI EI EI EI r 055.081481289128912834031602733=⨯⨯+-++=⎪⎩⎪⎨⎧==-=⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+--=-+=+-+EIZ EI Z EI Z EIZ Z EIZ EIZ Z EI Z EI EIZ Z EI EIZ /6.285/5.58/9.17025.6055.0160271283016027109401012834321321321321(c)F P EI 1=∞EIEIDCB Aa2a 2aa解：（1）作出各M 图26EI a 1M 图()1133113918018EI EIMr a a a aEIr a =⇒⨯=+⨯∴=∑图p M110022p p aMP R a PR =⇒⋅+⋅==-∑ （2）列出位移法方程11110p r Z R +=解得：31Z（3）最终M 图解：基本结构选取如图所示。

作出1M 及p M 图如下。

3222211292/2910810l EI l l EI l EI l l EI l EI r =⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=qll ql ql R p 127/1212121-=⎪⎭⎫⎝⎛+-=由位移法方程得出：EIql Z R Z r p 34870411111=⇒=+作出最终M 图7-9 试不经计算迅速画出图示结构的弯矩图形。

l2l 2l l题7-9图7-10 试计算图示有剪力静定杆的刚架，并绘出M 图。

解：（1）画出pM M M ,,21图由图可知，得到各系数：y Baa a a222122211211813,858,,7qa R qa R ir i r r i r p p -=-==-=== 求解得：5512,4405321==Z Z（2）求解最终弯矩图7-11 试利用对称性计算图示刚架，并绘出M 图。

解：（1）利用对称性得：（2）由图可知：m KN R EI rp ⋅-==300,341110300341=-∴EIZ可得：EIEI Z225433001=⨯= （3）求最终弯矩图 (b)4m3m4m6m解：（1）利用对称性，可得：（2）由图可知，各系数分别为：02020212020215441111=-⋅-==+=EIZ m KN R EI EI EI r p解得：EIZ214001=（3）求最终弯矩图如下解：（1）在D 下面加一支座，向上作用1个单位位移，由于BD 杆会在压力作用下缩短，所以先分析上半部分，如下图。

lllDED 点向上作用1个单位，设B 向上移动x 个单位，则()x l EI x l EI -=112333，得54=x 个单位。

（2）同理可求出Mp 图。

Pl R l EI l EI x l EI r p 54,5132512121332311==+=可得：3331Pl Z -=（3）求最终弯矩图4m4m4m 4m(e)解：（1）利用对称性，取左半结构（2）由图可知：KNR R EI r EI r r EI r p p 25,02720,94,382122122111======解得：EIZ EI Z375,42521-==（3）求得最终弯矩图(f)10kN 10kN EI=常数ABCD EF2m2m2m 2m′′3m3m 3m 3m′解：由于Ⅱ不产生弯矩，故不予考虑。

只需考虑（Ⅰ）所示情况。

对（Ⅰ）又可采用半结构来计算。

如下图所示。

5kN5kN5kN 5kN5kN5kN5kN5kN +原图=（I）（II）7-12 试计算图示结构在支座位移作用下的弯矩，并绘出M图。

(b)解：（1）求p M M MM ,,,321图。

（2）由图可知：li R i R R li r i r l i r r i r r i r p p p φφ18,8,024,16,6,6,1632133223223211211=====-=====代入典型方程，得：l Z Z Z 763.0,374.0,426.0321=-==（3）求最终弯矩图3EIlADCBlEIEIϕl Δ=ϕ7-13 试用位移法求作下列结构由于温度变化产生的M 图。