附录B 部分习题答案2 平面体系的几何组成分析2-1 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×。
2-2 (1)无多余约束几何不变体系 ;(2)无多余约束几何不变体系;(3)6个;(4)9个 ; (5)几何不变体系,0个;(6)几何不变体系,2个。
2-3 几何不变,有1个多余约束。
2-4 几何不变,无多余约束。
2-5 几何可变。
2-6 几何瞬变。
2-7 几何可变。
2-8 几何不变,无多余约束。
2-9几何瞬变。
2-10几何不变,无多余约束。
2-11几何不变,有2个多余约束。
2-12几何不变,无多余约束。
2-13几何不变,无多余约束。
2-14几何不变,无多余约束。
5-15几何不变,无多余约束。
2-16几何不变,无多余约束。
2-17几何不变,有1个多余约束。
2-18几何不变,无多余约束。
2-19几何瞬变。
2-20几何不变,无多余约束。
2-21几何不变,无多余约束。
2-22几何不变,有2个多余约束。
2-23几何不变,有12个多余约束。
2-24几何不变,有2个多余约束。
2-25几何不变,无多余约束。
2-26几何瞬变。
3 静定梁和静定刚架3-1 (1) √;(2) ×;(3) ×;(4) √;(5) ×;(6) √;(7) √;(8) √。
3-2 (1) 2,下;(2) CDE ,CDE ,CDEF ;(3) 15,上,45,上;(4) 53,-67,105,下; (5) 16,右,128,右;(6) 27,下,93,左。
3-3 (a) 298AC M ql =-,Q 32AC F ql =;(b) M C = 50kN·m ,F Q C = 25kN ,M D = 35kN·m ,F Q D = -35kN ;(c) M CA = 8kN·m ,M CB = 18kN·m ,M B = -4kN·m ,F Q BC = -20kN ,F Q BD = 13kN ; (d) M A = 2F P a ,M C = F P a ,M B = -F P a ,F Q A = -F P ,F Q B 左 = -2F P ,F Q C 左 = -F P 。
3-4 (a) M B = -6kN·m ,F Q B 左 = -8kN ,F Q B 右 = 2kN ; (b) M A = -24kN·m ,F Q AB = 4kN ,F Q BC = F Q CD = 2kN ; (c) M B = -21kN·m ,M E = 28.5kN·m ,F Q A 右 = 13.5kN ,F Q E 右 = -16.5kN ;(d) 234B M ql =,234D M ql =-左,214D M ql =左。
3-5 (a) M BA = M BC = 48kN·m (内侧受拉),F Q AB = 24kN ,F Q BC = 16kN ,F N BC = 0; (b) M BC = 16kN·m (下侧受拉),F Q BC = F Q CB = 0.25kN ,F N CD = 0.25kN ; (c) M E = F P l /2(上侧受拉),M FC = F P l ,F Q BA = -F P ,F N CF = -F P 。
3-6 (a) M BE = M CE = 12kN·m (上侧受拉),F Q EB = -2kN ,F Q EC = -6kN ,F N CD = -6kN ; (b) M BA = 5kN·m (右侧受拉),M BE = 3kN·m (上侧受拉),M CE = 15kN·m (上侧受拉), F Q E = -5kN ,F Q CD = 3.75kN ,F N BA = -15kN ,F N BC = 1.25kN ; (c) M BE = 24kN·m (上侧受拉),M CE = 12kN·m (上侧受拉),F Q E = 3kN ,F N BA = -21kN 。
3-7 (a) M A = 122.5kN·m (左侧受拉),F Q A = 35kN ,F Q BC = 16kN ,F N A = 0,F N BC = 12kN ; (b) M A = 30kN·m (右侧受拉),M BA = 30kN·m (左侧受拉), F Q EB = -5kN ,F Q EA = -15kN ,F N BA = -20kN ; (c) M CF = M CG = ql 2(上侧受拉),M CB = M BC = 0,M BA = M AB = 2ql 2(左侧受拉), F Q CF = -2ql ,F Q CG = 2ql ,F Q BA = 0,F N CB = F N BC = F N BA = F N AB = -4ql 。
3-8 (a) 212DA M ql =(下侧受拉),234DB M ql =(左侧受拉),234DC M ql =(右侧受拉);(b) M A = M (上侧受拉),M CA = 2M (右侧受拉),M DC = 2M (右侧受拉); (c) M EC = F P l (左侧受拉),M AC = 0,M DC = F P l (下侧受拉);(d) M BA = 20kN·m (左侧受拉),M CD = 20kN·m (右侧受拉),M EF = 20kN·m (下侧受拉)。
4 三铰拱4-1 (1)√; (2)√; (3)√;(4)×;(5)√;(6)√;(7)√;(8)×;(9)√;(10)√。
4-2 (1)抛物线;(2)F 5.1;(3)0.5F ;(4)0.5Fa / f ;(5)支座反力相同;(6)250mm ;(7)拱高f ;(8)F AV > F BV 。
4-3 AV F =10kN ,BV F =20kN ,H F =20kN 。
4-4 kN F H 90= ,m kN M K ⋅=6.65,kN F L QK 6.38=,kN F RQK 3.36-=,kN F L NK 6.110=,kN F R NK 5.82=。
4-5 拉杆轴力kN F N 5=,m kN M K ⋅=44,kN F QK 6.0-=,拉力)(8.5kN F NK -=。
4-6 )21(27x xy -=。
5 静定平面桁架和组合结构5-1 (1)×; (2)×; (3)× ;(4)×。
5-2 (1)简单桁架 、联合桁架 ;(2)联合桁架、复杂桁架;(3)9根零杆、12根零杆 ;(4)11根零杆、4根零杆。
5-3 (1)F N DG =60kN ,F N AF =-30kN ;(2)F N AD =-33.33kN ,F N BE =-6.67kN ,F N CD =25kN ;(3)F N12 =-2 F P ,F N23 =22F P ,F N47 =5F P ;(4)F N46 =-3.606 F P ,F N56 =1.677F P ,F N57 =2.25F P 。
5-4 (1)F N1 =4P F ,F N2 =P F 22-,F N3 = P F 85; (2)F N1 =27.04kN ,F N2 =78.75kN ,F N3 =54.08kN ; (3)F N a =-60kN ,F N b =602kN ; (4)F N a =0,F N b =P F 22-; (5)F N a = F P ,F N b =5-F P ,F N c = 31-F P ; (6)F N a =-35kN ,F N b =102kN ,F N c =25kN 。
5-5 (1)F N DG =32kN ,M E =24kN·m (下侧受拉);(2)F N DB =-322kN ,M B =128kN·m (右侧受拉); (3)F N CD =-8F P ,M C = 6F P d (上侧受拉);(4)F N CD =1513kN ,M AC 跨中 = 45 kN·m (下侧受拉)。
6 静定结构的位移计算6-1 (1)×;(2)×;(3)√;(4)×;(5)×;(6)×;(7)√;(8) ×;(9) √;(10)√。
6-2 (1)∆/3(→);(2)虚位移、虚力,虚力; (3)广义单位力; (4)EI 为常数的直线杆; (5)43.875/EI(↓);(6)1.5cm(↑),0;(7) ∆/a (↑);(8)11/16(↓)。
6-3 )(483↓=∆EIl F P CV。
6-4 )(3680↓=∆EICV 。
6-5 )(244↓=∆EIql CV。
6-6 385ql EIA =ϕ( )。
6-7 )(834→=∆EIql CH。
6-8 ∆CV =2.64mm (↓)。
6-14 )(32354↓=∆q EI CV 。
6-15 31213ql EI D =ϕ( )。
6-16 32411ql EIAB =ϕ( )。
6-17 EI l F P CD2423=∆(→←),26121l F EIP C C =ϕ( )。
6-18 EIql AB604=∆(→←)。
6-19 ∆CV =9mm (↓)。
6-20 q =32.04k N /m 。
6-21 ∆CV =0.07a (↓), 21B B ϕ=0。
6-22 (a )∆AB =0,(b )∆BH =1.16cm (→)。
6-23 ∆GH =1.1cm (→)。
7 力法7-1(1)×;(2)√;(3)√;(4)√;(5)×。
7-2(1)6;(2)F P /2;(3)基本体系沿基本未知力方向的位移;原结构沿基本未知力方向的位移;(4)2m /3l ;(5)-l θ。
7-3(a )2次;(b )3次;(c) 5次;(d )2次。
7-4(a )P QAB F F 1611=;(b )l F M P BA 81=(上侧受拉);(c )l F M P AB 21=(上侧受拉);(d) 当10=k 时,2881ql M B =(上边受拉);当1.0=k 时,28.81ql M B =(上边受拉)。
7-5(a )向左)(6q F F xB xA ==;(b )2141qa M CA =(左侧受拉)。