《结构力学》纸质作业答案。
第一章重点要求掌握：
第一章介绍结构力学基本概念、结构力学研究对象、结构力学的任务、解题方法、结构计算简图及其简化要点、结构与基础间连接的简化、计算简图、杆件结构的分类、载荷的分类。
要求掌握明确结构力学求解方法、会画计算简图，明确铰结点、刚结点、滚轴支座、铰支座、定向支座、固定支座的力学特点。
作业题：无。
第二章重点要求掌握：
第二章介绍几何不变体系和几何可变体系的构造规律和判断方法，以及平面杆系体要求掌握几何不变体系的构造规律，会进行几何分析，判定静定结构和超静定结构。
作业题：2-1对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：从基础开始分析：将地基看成刚片，刚片ab与地基有三个链杆连接，三链杆不交同一点，组成几何不变体；刚片cd与扩大的地基有三个链杆连接三链杆不交同一点，组成几何不变体；刚片ef与扩大的地基有三个链杆连接三链杆不交同一点，组成几何不变体。
总计，图示体系为几何不变体，没有多于约束。
2-2对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：从基础开始分析：a点由两个链杆固定在地基上，成为地基一部分；bc杆由三根不交同一点的链杆固定在基础上；d点由两根链杆固定在基础上，组成没有多于约束的几何不变体。
2-3对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：把地基看成刚片，杆ab和杆bc是两外两个刚片，三个刚片由铰a、b、c链接，三铰共线，所示体系为几何瞬变体（几何可变体的一种）
2-4对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：将abc看成一个刚片，将cde看成另一个刚片，地基是第三个刚片，三个刚片由铰a、c、e链接，三铰不共线，组成没有多于约束的几何不变体。
2-5对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：用一根链杆将bb’连接起来，所示体系按照二元体规则，a、a’、e、e’点拆掉，然后，将体系按照h、d、d’、c、c’、g顺序逐步拆完，剩下一个三角形bfb’（几何不变体），原来体系缺少一个必要约束（图中的bb’杆），所以原来体系是几何可变体。
2-6对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：按照二元体规则，adc可以看成刚片，与地基通过瞬铰f相连，同样，bec可以看成刚片，与地基通过瞬铰g相连，刚片adc和刚片bec通过铰c相连，f、c、g三铰不共线，图示结构为没有多于约束的几何不变体。
2-7对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：杆ade和杆be通过铰e相连，在通过铰a、b与地基相连，a、b、e三铰不共线，组成几何不变体成为扩大的地基，刚片ce通过两根杆与地基连接，所以图示体系缺少一个必要约束，是几何可变体。
2-8对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：将曲杆ac和曲杆bd看成刚片，两刚片通过瞬铰g相连，地基为第三个刚片，三个刚片通过a、b、g三铰相连，三铰不共线，所示体系是没有多于约束的几何不变体。
2-9对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：从左侧开始分析，ae是固定在地基上，是基础的一部分，刚片bg通过链杆ef和铰b固定在地基上；刚片ch通过链杆gh和铰c固定在地基上；刚片di通过链杆hi和铰d固定在地基上；所示体系为没有多于约束的几何不变体。
2-10对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：杆ae和杆di固定在地基上，成为地基的一部分，刚片ch通过铰c和链杆hi固定在基础上，成为不变体，刚片bg通过三根杆约束到地基上，整个体系是没有多于约束的几何不变体。
2-11对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：节点d通过两根链杆固定在地基上，同样节点c、e分别通过两根链杆固定在地基上，构成几何不变体，扩大了基础，在从左向右分析，刚片fg通过不交一点的三根链杆连接到基础上，节点h、i、j分别用两根链杆约束，整个体系是没有多于约束的几何不变体。
2-12对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：刚片ab由三根不交一点的小链杆固定在基础上，节点d有三根链杆固定，所以体系为有一个多于约束的几何不变体，即一次超静定结构。
2-13对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：杆ac和bd固定在基础上，成为基础的一部分，cd杆为多于约束，整个结构是有一个多于约束的几何不变体，即一次超静定结构。
2-14对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：先分析内部，杆ac、af、fd组成的三角形为一个刚片，杆bc、bg、ge组成的三角形为另一个刚片，ef为第三个刚片，三个刚片通过不再同一条直线上的三铰c、f、g相连，构成一个大刚片，大刚片再由三个小链杆与基础相连，整个体系是没有多于约束的几何不变体。
2-15对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：先分析内部，杆ac、ad、dc组成的三角形为一个刚片，中间多余一个链杆df，杆bc、be、ec组成的三角形为另一个刚片，中间多余一个链杆eg，de为第三个刚片，三个刚片通过不再同一条直线上的三铰d、e、c相连，构成一个大刚片，大刚片再由三个小链杆与基础相连，整个体系是有两个多于约束的几何不变体，即两次超静定结构。
2-16对图示体系作几何组成分析，如果是具有多于约束的几何不变体系，指出多于约束的数目。
解：约束对象(刚片或结点)的选择至关重要，若选择不当将给构造分析带来很大困难，特别是在分析较复杂的三刚片体系时。这时，应考虑改变约束对象的选择方案。
例如上图所示体系，一般容易将地基和abd、bcf分别看作刚片ⅰ、ⅱ约束对象)。此时刚片ⅰ、ⅲ之间既无实饺也无瞬铰连接，无法进行分析。若改变约束对象，将刚片ⅱ换成杆de(见上图),而链杆ab 、bd、da变成约束。
于是，刚片i、ⅱ由瞬铰e连接，刚片ⅱ、ⅲ由∞点瞬铰o相连，刚片ⅰ、ⅲ由瞬铰c相连。再判定三瞬铰是否共线即可得到正确结论。可以看出，新方案中每两个刚片间均以两链杆形成的瞬铰相连；原方案中刚片i、ⅱ间和刚片ⅱ、ⅲ间均以实佼紧密相连，造成刚片ⅰ、ⅲ间无法实现有效连接。
第三章重点要求掌握：
本章结合几种常用的典型结构型式讨论静定结构的受力分析问题，涉梁、刚架、桁架、组合结构、拱等。内容包括支座反力和内力的计算、内力图、受力特性分析等，讲解内容是在材料力学等课程的基础上进行的，但在讨论问题的深度和广度上有显著的提高，要求掌握静定多跨梁和静定平面刚架的受力分析，静定平面桁架的受力分析，组合结构和三铰拱的受力分析，隔离体方法、构造和受力的对偶关系。
作业题：3-1试作图示静定多跨梁的弯矩图和剪力图。
解：1）求支座反力，此题为静定组合梁，abe为基本部分，ec为附加部分，先分析附加部分。
也就是说，基础部分在e点向上给附加部分[kn', altimg': w': 56', h':
43'}]支撑，反过来，附加部分在e点给基础部分向下的压力[kn', altimg': w': 56', h':
43'}]
2）求剪力，逐步取隔离体。
剪力图。3）求弯矩，采用取隔离体方法，求出关键点弯矩，其中匀布载荷作用的db部分，叠加上匀布载荷作用在简支梁的效果。
bd杆中点弯矩。
3-2试作图示静定多跨梁的弯矩图和剪力图。
解：1）求支座反力，此题为静定组合梁，abf为基本部分，gd为附加部分，先分析附加部分。
对abf基本部分。
2）求剪力，逐步取隔离体。
剪力图。3）求弯矩，采用取隔离体方法，求出关键点弯矩，其中匀布载荷作用的fb部分，叠加上匀布载荷作用在简支梁的效果。
3-3试作图示静定多跨梁的弯矩图、剪力图和轴力图，并校核所得结果。
解：1)支座反力
2)杆端剪力。
对dc杆。对bc杆。
对ab杆。剪力图。
3)轴力。对dc杆。
对bc杆。对ab杆。
轴力图。4）弯矩图。
对dc杆。对bc杆。
对ab杆 [=30knm(外侧受拉);m_=60knm(右侧受拉)',altimg': w': 441', h': 23'}]
弯矩图。3-4试作图示静定多跨梁的弯矩图、剪力图和轴力图，并校核所得结果。
解：1）支座反力。
2）求杆端剪力。
取bd杆作为隔离体。
取cb杆作为隔离体。
取ab杆作为隔离体。
剪力图。3）求杆端轴力。
取bd杆作为隔离体。
取cb杆作为隔离体。
取ab杆作为隔离体。
轴力图。4）求杆端弯矩，画弯矩图。
取bd杆作为隔离体。
取cb杆作为隔离体。
取ab杆作为隔离体，因为杆ab上剪力为零，则弯矩保持为常数。
3-7试作图示静定多跨梁的弯矩图、剪力图和轴力图，并校核所得结果。
解：1）先求支座反力。
2）求杆端弯矩。
取bc杆作为隔离体。
bc杆中点的弯矩。
再叠加上匀布载荷作用在剪质量上的效果，就得到bc杆的弯矩图。
取ac杆作为隔离体。
弯矩图。3）求杆端剪力。
取bc杆作为隔离体。
取ac杆作为隔离体。
剪力图。4）求杆端轴力。
取bc杆作为隔离体。
取ac杆作为隔离体。
轴力图。3-8试作图示静定多跨梁的弯矩图、剪力图和轴力图，并校核所得结果。
解：（1）求支座反力。
2）求杆端弯矩取dc杆为隔离体。
取bc杆为隔离体t': latex', orirawdata': m_=m_=20×3=60knm\\begin上侧受拉\\end', altimg':
w': 373', h': 23'}]
取ab杆为隔离体t': latex', orirawdata': m_=20×3=60knm\\begin左侧受拉\\end\\\m_=20×3\\begin\\frac×40×6\\end×\\begin\\frac×6\\end=180knm\\begin左侧受拉\\end', altimg':
w': 531', h': 68'}]
剪力图轴力图户忽略。
3-9试作图示静定多跨梁的弯矩图、剪力图和轴力图，并校核所得结果。
解：1）求支座反力。
2）求杆端剪力。
取be作为隔离体t': latex', orirawdata': f_=\fracql;f_=\fracql', altimg': w': 187', h': 43'}]
取de作为隔离体t': latex', orirawdata': f_=\fracql;f_=\fracql', altimg': w': 219', h': 43'}]
取ad作为隔离体 [=fracql;f_=\fracqlql=\\fracql', altimg': w': 290', h': 43'}]
剪力图。3）求杆端轴力。
取be作为隔离体t': latex', orirawdata': f_=\fracql;f_=\fracql', altimg': w': 215', h': 43'}]
取de作为隔离体t': latex', orirawdata': f_=\fracql;f_=\fracql', altimg': w': 217', h': 43'}]
取ad作为隔离体t': latex', orirawdata': f_=\fracql;f_=\fracql', altimg': w': 189', h': 43'}]
轴力图。3）求杆端弯矩。
取be作为隔离体t': latex', orirawdata': m_=0;m_=\fracql^\\begin右侧受拉\\end', altimg':
w': 277', h': 43'}]
取de作为隔离体
取ad作为隔离体t': latex', orirawdata': m_=0;m_=\fracql^\\begin右侧受拉\\end', altimg':
w': 281', h': 43'}]
弯矩图。3-14试作图示静定多跨梁的弯矩图、剪力图和轴力图，并校核所得结果。
解：1)求支座反力。
剪力图。轴力图。
弯矩图。3-16试求图示三铰拱的支座反力，并求界面k的内力。
结构力学 纸质作业答案
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