结构力学课程作业答案。
第一章绪论。
1、按照不同的构造特征和受力特点，平面杆件结构可分为哪几类？
平面杆件结构根据其组成特征和受理特点可以分成如下几种类型梁、(刚架) 、桁架)、拱以及组合结构。
2、何为静定结构和超静定结构？
从几何构造分析的角度看，结构必须是几何不变体系。根据多余约束 n ，几何不变体系又分为： 有多余约束( n > 0)的几何不变体系——超静定结构；
无多余约束( n = 0)的几何不变体系——静定结构。
从求解内力和反力的方法也可以认为：
静定结构：凡只需要利用静力平衡条件就能计算出结构的全部支座反力和杆件内力的结构。
超静定结构：若结构的全部支座反力和杆件内力，不能只有静力平衡条件来确定的结构。
3、土建、水利等工程中的荷载，根据其不同的特征，主要有哪些分类？
第二章平面结构的几何组成分析。
作业题：1、何为平面体系的几何组成分析？
按照机械运动及几何学的观点，对平面结构或体系的组成情况进行分析，称为平面体系的几何组成分析。
2、 何为几何不变体系？何为几何可变体系？
几何不变体系—若不考虑材料的应变，体系的位置和形状不会改变。
几何可变体系—若不考虑材料的应变，体系的位置和形状是可以改变的。
3、 几何组成分析的目的是什么？
1）保证结构的几何不变性，以确保结构能承受荷载和维持体系平衡。
2）判别某一体系是否为几何不变，从而决定它能否作为结构。
3）研究几何不变体系的组成规则，以保证所设计的结构是几何不变体系，从而能承受荷载而维持平衡。
4）根据体系的几何组成分析，正确区分静定结构和超静定结构，从而选择适当的计算方法进行结构的反力和内力计算。
5）通过几何组成分析，明确结构的构成特点，从而选择结构受力分析的顺序以简化计算。
4、 何为一个体系的自由度？知悉体系计算自由度的公式。
5、 试对下图所示体系进行几何组成分析。图1图2
图3图4
6、试求图示各体系的计算自由度数w。
7、例2-1 例2-2
8、习题 2.1～2.12 试对图示体系作几何组成分析。
第三章静定梁、静定平面刚架和三角拱的计算。
作业题：1、单跨静定梁有简支梁、外伸梁、悬臂梁等形式。
2、作图示多跨静定梁的内力图（fq图、m图）。（选做）
3、作图示简支梁的内力图（fs图、m图）。（选做）
4、计算图示多跨静定梁的反力，并绘内力图。
5、绘出图示多跨静定梁的内力图。
第四章静定桁架的计算。
作业题：1、试利用结点法计算图示桁架各杆的内力。
2、例4-1 用节点法计算图4-7（a）所示桁架在半跨集中荷载作用下各杆的内力。
3、试利用截面法求图示桁架中a、b、c三杆的内力。
4、例4-3 试用截面法求图4-12 （a）所示桁架中a、 b及c杆的内力na、 nb、 nc， a＝2 m， p1＝24 kn， p2＝12 kn。
5、习题4.1 习题4.3 （选做）
第五章虚功原理和结构位移的计算。
作业题：1、何谓绝对位移？何谓相对位移？试举例说明。
所谓绝对位移，就是说选定参考系（一定要先选定）后，用该参考系的位置矢量表示的位移，和物体在该参考系的运动状态无关。不比如选定地面为参考系后，箱子无论怎么座飞机还是火车，都要以地面参考系的坐标表示其位移。如果你选定火车，就不要去考虑地面。
而相对位移，是指除已经选定的参考系后，还有一个相对选定参考系运动的非选定参考系，位移用非选定参考系的的坐标表示。应该说，大家概念的错误并不在于相对和绝对，而是在选定参考系后，不可变换或者使用其他参考系。
2、满足什么条件才是线性变形体系？
线性变形体系就是满足以下三个条件的体系１.材料满足虎克定律 σ=eε； 小变形假定。 ２小变形假定。 ３结构各部分的约束为理想约束。
3、在求结构的位移时，为了使计算简化，常采用哪些假定？
4、试说明计算常力做功与变力做功的区别。
常力无非是不变的力，而外力可以是合力，可以是变化的力，也可以是恒力，可以用力的合成或分解计算，也可以单独计算。
5、体系处于平衡时需满足什么条件？
受到的合力为零，或者不受力。受到的合力矩为零，或者无力矩。
6、什么是体系的变形谐调条件？
变形协调条件是指建筑物在静荷载、活荷载、温度、沉降、风、雪等作用下产生的变形经计算设置的结构条件，来均衡建筑物的稳定性和刚度。
7、虚功原理与虚功方程是如何推证出来的？如何应用？
8、为什么说虚力状态下的虚功方程本质上描述了结构的实际位移状态的几何关系？为什么说虚位移状态下的虚功方程则描述了结构的实际受力状态的平衡关系？
9、例5-4 试求图5-19（a）所示刚架a 端截面的角位移θa。已知柱的弯曲刚度为ei，梁的弯曲刚度为2 ei，分布荷载集度为q。
10、例5-8 试求图5-27（a）所示结构上 c、 d 两点之间的距离变化△c-d。设各杆 ei为常数。
作业题：1、 说明静定结构与超静定结构的区别，多余约束与非多余约束的区别。
静定结构的自由度数量和约束数量相等，超静定结构是约束数量大于自由度数量。也就是说，静定结构只要有一个约束出现故障失效，那么整个结构就成为可变结构了。而超静定有多余的约束，个别约束失效了还可以是稳定状态。
静定结构的约束刚好能保持结构静定，超静定结构的约束多于结构保持静定所需要的。
减少体系独立运动参数的装置称为约束，被约束的物体称为对象。使体系减少一个独立运动参数的装置称为一个约束。例如一根链杆相当于一个约束；一个连接两个刚片的单铰相当于二个约束；一个连接n个刚片的复铰相当于n—1个单铰；一个连接二个刚片的单刚性节点相当于三个约束；一个连接n个刚片的复刚性节点相当于n—1个单刚性节点。
如果在体系中增加一个约束，体系减少一个独立的运动参数，则此约束称为必要约束。如果在体系中增加一个约束，体系的独立运动参数并不减少，则此约束称为多余约束。平面内一个无铰的刚性闭合杆(或称单闭合杆)具有三个多余约束。
2、用力法解超静定结构的思路是什么？何谓基本结构？
3、力法方程的物理意义是什么？
方程的物理意义：基本结构在荷载等外因和结点位移的共同作用下，每一个附加联系处附加反力矩或附加反力都应为零。
实质：是反映结构的静力平衡条件。
基本体系在荷载等外因和多余未知力共同作用下产生多余未知力方向的位移等于原结构相应的位移。实质上是位移条件。方程右端项也可能不为零。
4、力法方程中哪些项是主系数？哪些项是副系数？副系数有什么特性？主系数为什么不得小于零？是否可以等于零？
主系数δii—xi=1作用引起的在xi方向的位移；位移的方向和xi的方向是一致的，因此，总为正值。
副系数δij—xj=1作用引起的在xi方向的位移，位移的方向可能和xi的方向一致，也可能和xi的方向相反，也可能引起xi方向的位移为零。因此，副系数可为正值，也可为负值或为零。
5、力法原理与叠加原理有什么联系？当叠加原理不适用时，是否还能用力法原理分析超静定结构？
6、例6-1 试作图6-13（a）所示梁的弯矩图。设 b 端弹簧支座的弹簧刚度系数为k， ei为常数。
作业题：1、位移法与力法的主要区别是什么？
2、为什么说位移法的基本结构是单个杆件组成的组合体？它在荷载作用下杆件的杆端有可能产生角位移或线位移吗？
3、试问计算附加约束反力时，什么情况下取节点为隔离体，利用力矩平衡条件？什么情况下取包括杆件和节点之结构的一部分为隔离体，利用力的投影平衡条件？
4、用位移法计算超静定结构的步骤是什么？
用位移法计算超静定结构的步骤为：
(1)确定结构的基本未知量，选取基本结构。
(2)建立位移法方程。
(3)绘制基本结构的单位弯矩图和荷载弯矩图。
(4)利用平衡条件求位移法方程中的各系数和自由项，解方程求各基本未知量。
(5)由叠加法绘出最后的弯矩图。
5、例7-1 试用位移法计算图7-26（a）所示刚架。
作业题：1、 何为影响线？
结构力学作业
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结构力学作业
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