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第11章 结构的稳定计算习题解答
习题11.1 是非判断题
(1)要提高用能量法计算临界荷载的精确度,不在于提高假设的失稳曲线的近似程度,而在于改进计算工具。( )
(2)对称结构承受对称荷载时总是按对称形式失稳。( )
(3)刚架的稳定问题总是可以简化为具有弹性支座的单根压杆进行计算。( ) (4)结构稳定计算时,叠加原理已不再适用。( )
(5)有限自由度体系用能量法求出的临界荷载是精确解。( )
(6)当结构处于不稳定平衡状态时,可以在原结构位置维持平衡,也可以在新的形式下维持平衡。( )
【解】(1)错误。能量法计算临界荷载的精确度,直接取决于所假设的失稳曲线的近似程度。
(2)错误。既可按对称形式失稳也可按反对称形式失稳。
(3)错误。在能求出刚度系数的情况下,才可简化为具有弹性支座的单根压杆进行计算。
(4)正确。一般情况下,结构的稳定计算中,既要考虑几何非线性也要考虑材料非线性,因此,不能采用适用于线性弹性理论的叠加原理。
(5)正确。 (6)错误。 习题 12.2 填空题
(1)结构由稳定平衡到不稳定平衡,其临界状态的静力特征是平衡形式的 。
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(2)临界荷载与压杆的支承情况有关,支承的刚度越大,则临界荷载越 。 (3)用能量法求无限自由度体系的临界荷载时,所假设的失稳曲线y(x)必须满足 条件,并尽量满足 条件。
(4)利用对称性,求习题11.2(4)图所示结构的临界荷载FPcr= 。
AEIEIFPll
习题11.2(4)图
(5)习题11.2(5)图(a)所示结构可简化为习题11.2(5)图(b)所示单根压杆计算,则弹簧抗转动刚度系数k= 。
FPAEIBEI0=∞CEI3lBkAFPEIlk1=l (a) (b)
习题11.2(5)图
(6)习题11.2(6)图(a)所示结构可简化为习题11.2(6)图(b)计算,则抗移动弹簧刚度系数k1= ,抗转动弹簧刚度系数k2= 。
FPAEI0=∞EIEIEIAFPk1lBBk2l
(a) (b)
习题11.2(6)图
【解】(1)二重性。 (2)大。
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(3)位移边界;力的边界。 (4)(5)
?2EIl2。该对称结构的临界荷载,可按反对称失稳形式(即两端简支压杆)确定。
EI。 l3EI3EI(6)3;。
ll 习题11.3 用静力法计算习题11.3图所示体系的临界荷载。
FPFPkFPlkEI0=∞EI0=∞EI0=∞lklk
ll2llll
习题11.3图
(a) (b) (c)
【解】(1)给出失稳形式,如习题解11.3(a)图所示。 由
?MA?0得
(3FP?kl)y?0 ∴FPcr?
FPFPyFPkFRkyFPAAyyky3ky2y1ky21kl 3F y/lPF y/lPAFP(a)FP(b)(c)习题解11.3图
(2) 给出失稳形式,如习题解11.3(b)图所示。