题目
用位移法计算图示刚架,列出典型方程,求出系数项和自由项。各杆EI=常数。 (14分)-|||-2m 2m注:位移法解题中用到的形常数和载常数见表1表1单跨超静定梁杆端弯矩和杆端剪力-|||-2m 2m⏺试卷代号:1129国家开放大学2 0 2 0年春季学期期末统一考试
用位移法计算图示刚架,列出典型方程,求出系数项和自由项。各杆EI=常数。 (14分)

注:位移法解题中用到的形常数和载常数见表1
表1单跨超静定梁杆端弯矩和杆端剪力

⏺
试卷代号:1129
国家开放大学2 0 2 0年春季学期期末统一考试
题目解答
答案
用位移法计算图示刚架,列出典型方程,求出系数项和自由项。各杆EI=常数。(14分)

(2分)
I=EI/4 (2分)
K11=8i (2分)
·m (2分)
解析
步骤 1:确定基本体系
将刚架在B点处切开,形成一个单跨超静定梁,B点处的转角为未知量,记为$\Delta_1$。基本体系为一个单跨超静定梁,其两端为固定端,中间受集中力作用。
步骤 2:绘制单位弯矩图
在基本体系中,令$\Delta_1=1$,绘制单位弯矩图$M_1$。根据表1中的形常数,$M_{AB}=4i$,$M_{BA}=2i$。
步骤 3:绘制荷载弯矩图
在基本体系中,考虑实际荷载作用,绘制荷载弯矩图$M_{p}$。根据表1中的载常数,$M_{AB}=-\dfrac{Fl}{8}=-\dfrac{8\times2}{8}=-2kN\cdot m$,$M_{BA}=\dfrac{Fl}{8}=\dfrac{8\times2}{8}=2kN\cdot m$。
步骤 4:列出典型方程
根据位移法的基本原理,列出典型方程$K_{11}\Delta_1+F_{1p}=0$。其中,$K_{11}$为刚度系数,$F_{1p}$为荷载引起的力。
步骤 5:计算刚度系数和荷载引起的力
根据单位弯矩图和荷载弯矩图,计算刚度系数$K_{11}$和荷载引起的力$F_{1p}$。$K_{11}=8i$,$F_{1p}=-2kN\cdot m$。
将刚架在B点处切开,形成一个单跨超静定梁,B点处的转角为未知量,记为$\Delta_1$。基本体系为一个单跨超静定梁,其两端为固定端,中间受集中力作用。
步骤 2:绘制单位弯矩图
在基本体系中,令$\Delta_1=1$,绘制单位弯矩图$M_1$。根据表1中的形常数,$M_{AB}=4i$,$M_{BA}=2i$。
步骤 3:绘制荷载弯矩图
在基本体系中,考虑实际荷载作用,绘制荷载弯矩图$M_{p}$。根据表1中的载常数,$M_{AB}=-\dfrac{Fl}{8}=-\dfrac{8\times2}{8}=-2kN\cdot m$,$M_{BA}=\dfrac{Fl}{8}=\dfrac{8\times2}{8}=2kN\cdot m$。
步骤 4:列出典型方程
根据位移法的基本原理,列出典型方程$K_{11}\Delta_1+F_{1p}=0$。其中,$K_{11}$为刚度系数,$F_{1p}$为荷载引起的力。
步骤 5:计算刚度系数和荷载引起的力
根据单位弯矩图和荷载弯矩图,计算刚度系数$K_{11}$和荷载引起的力$F_{1p}$。$K_{11}=8i$,$F_{1p}=-2kN\cdot m$。