中南大学土木2009级结构力学（下）试卷.doc

中南大学考试试卷 2011-2012 学年 1 学期 时间120分钟 结构力学(下) 课程 32 学时 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级： 土木工程 2009级 总分100分，占总评成绩 70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、选择、填空题（共20分，每小题4分） 1. 已知图示刚架各杆EI = 常数，当只考虑弯曲变形，且各杆单元类型相同时，如果采用先处理法进行结点位移编号，其正确编号是(即基本未知量都是哪些)： 2. 利用单元刚度矩阵形成的方法，分析同一单元i , j 在图示两种不同局部坐标系中的单元刚度矩阵 ：（ ） A. 完全相同 B.第2，5行（列）等值异号 C. 第2、3、5、6行（列）等值异号 D. 第3，6 列等值异号 3. 图示结构原始刚度矩阵的最大带宽为________；缩减后总刚阶数为 。 题2图 题3图 4. 已知图示梁3个结点的转角列阵为，常数。计算B支座的反力为 。 5. 图示结构，不计杆件质量和轴向变形，其振动自由度是 。 题4图 题5图 二、分析计算题（本题共50分） 1．图示平面结构用矩阵位移法计算，结构原始刚度矩阵的阶数为多少，并求点2结点5的综合结点荷载列阵。（14分） 2. 图示悬臂梁，在其右端处有一重8.5kN的重物，并被一个竖向弹簧约束。不计梁和弹簧的质量，求在初始位移，初速度初始条件下梁端的振幅，以及体系的自振频率（10分） 梁抗弯刚度EI=293N.cm ； 弹簧刚度K=3.57kN/cm 3. 已知：，干扰力转速为150r/min，不计杆件的质量，。求质点的最大位移以及悬臂处最大弯矩。（12分） 4. 求图示结构的自振频率和主振型，已知EI=常数，梁的自重不计。（14分）两自由度结构自由振动振幅方程 三、根据PF程序的计算结果绘制图示结构的弯矩图 （各单元的节点编号均有（ij， ，, ）。（本题10分） The Terminal Forces Member N(st) Q(st) M(st) N(en) Q(en) M(en) 1 93.745 19.332 -41.397 -93.745 220.668 -361.275 2 320.668 93.745 -38.725 -320.668 106.255 -198.807 四、矩阵位移法上机题（20分,此题不用再作） 1．作图示刚架的、、图，已知各杆截面均为矩形，柱截面宽0.4m,高0.4m, 大跨梁截面宽0.35m,高0.85m，小跨梁截面宽0.35m,高0.6m，各杆E=3.0×104 MPa。10分 2、计算图示桁架各杆的轴力。A=2400mm2,E=2.0×105 MPa。5分 3．作图示连续梁的、图，已知各梁截面面积A=6.5,惯性矩I=5.50，各杆E=3.45×104MPa。5分  1