建筑力学习题答案集 .doc

填空一1、对于作用在刚体上的力，力的三要素是大小、 方向 、 作用点 。2、力对矩心的矩，是力使物体绕矩心 转动 效应的度量。3、杆件变形的基本形式共有 轴向拉伸（压缩）变形 、 弯曲 、 剪切 和扭转 四种。4、轴力是指沿着 杆件轴线 的内力。5、轴向拉伸（压缩）的正应力大小和轴力的大小成 正比 ，规定 受拉 为正， 受压 为负。6、两端固定的压杆，其长度系数是一端固定、一端自由的压杆的 4 倍。7、细长压杆其他条件不变，只将长度增加一倍，则压杆的临界应力为原来的 0.25 倍。8、在力法方程中，主系数ii恒 大于 零。9、力矩分配法的三个基本要素为转动刚度、 分配系数 和 传递系数 。10、梁的变形和抗弯截面系数成 反 比。11、结构位移产生的原因有 荷载作用 、 温度作用 、 支座沉降 等。填空二1、 在任何外力作用下,大小和形状保持不变的物体称_刚体_。2、 2、力是物体之间相互的_机械作用_。这种作用会使物体产生两种力学效果分别是_外效果_和_内效果_。3、 力的三要素是_力的大小_、_力的方向_、_力的作用点4、 4、加减平衡力系公理对物体而言、该物体的_外_效果成立。5、一刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必_汇交于一点_。6、使物体产生运动或产生运动趋势的力称_荷载（主动力）_。7、约束反力的方向总是和该约束所能阻碍物体的运动方向_相反_。8、柔体的约束反力是通过_接触_点，其方向沿着柔体_中心_线的拉力。9、平面汇交力系平衡的必要和充分的几何条件是力多边形_自行封闭_。10、平面汇交力系合成的结果是一个_合力_。合力的大小和方向等于原力系中各力的_矢量和_。11力垂直于某轴、力在该轴上投影为_零_。12、X表示力系中所有的力在_X_轴上的投影的_代数和_为零。13、力偶对作用平面内任意点之矩都等于_力偶矩_。14、力偶在坐标轴上的投影的代数和_为零_。15、力偶对物体的转动效果的大小用_力偶矩_表示。16、力可以在同一刚体内平移，但需附加一个_力偶_。力偶矩等于_原力_对新作用点之矩。17、平面一般力系向平面内任意点简化结果有四种情况，分别是_主矢和主矩都不为零_ 、_主矢不为零主矩为零_ 、_主矢为零主矩不为零_、_主矢和主矩都为零_。18、力偶的三要素是_力偶矩的大小、_力偶的转向、_力偶的作用面。19、平面一般力系的三力矩式平衡方程的附加条件是_A、B、C三点不共线。20、摩擦角的正切值等于_静摩擦系数_。21、摩擦角是当静摩擦力下达到_最大值_时，全反力与支承面的_法_线的夹角。22、最大静摩擦力与两物体接触面积的大小_无关_。与两物体间的_法向压力_成正比。23、杆件的四种基本变形是_拉（压）变形_、_剪切变形 、 _扭转变形_、 _弯曲变形。24、材料力学对变形固体的基本假设是_均匀连续假设_和_各向同性假设_。25、由于外力作用，构件的一部分对另一部分的作用称为_内力_。26、内力在一点处的集度值称为_应力27、轴向拉压时与轴线相重合的内力称_轴力_。28、轴向拉压时正应力计算公式的应用条件是_等截面直杆_和_外力作用线与轴线重合或内力只有轴力_。29、轴向拉（压）时，用虎克定律求变形时，应用条件是_或杆内应力不超过比例极限和_在l长度内E、A、N均为常数_。30、低碳钢拉伸试验中的应力应变图可分为四个阶段分别是弹性阶段_ 、_屈服阶段_、_强化阶段、_颈缩阶段_。31、材料在受力过程中各种物理性质的数据称材料的_力学性能_。32、对其它塑性材料，卸载后试件残留的塑性应变达到0.2时， 对应的应力值作为材料的_名义屈服_ 极限。33、通常规定铸铁在产生0.1的应变时，所对应的应力范围作为_弹性_的范围。34、铸铁压缩破坏面与轴线大致成_45_角，说明铸铁的_抗剪_强度低于抗压强度。35、塑性材料以_屈服_极限作为极限应力，脆性材料以_强度_极限作为极限应力。36、单位长度上的纵向变形称_纵向线应变_。37、强度条件有三方面的力学计算分别是_强度校核_ 、 _设计截面_ 、 _确定许用荷载_。38、由于杆件外形的突然变化而引起局部应力急剧增大的现象称_应力集中_。39、图形对所有平行轴的惯性矩中，图形对形心轴的惯性矩为_最小_。40、对直径为d的圆形截面，它的惯性半径为_i=d/4_。41、以弯曲变形为主要变形的杆件称_梁_。42、梁的内力正负号规定弯矩使梁_下拉上压_为正。43、主应力按代数值排列为_123_。44、在应力单元体中，若某一截面上的剪应力为零，则该截面称_主平_面。45、结构计算简图选取的两大原则是(1)_真实性:计算简图尽可反映结构的实际受力情况_(2)_实用性:计算简图尽可能使力学计算简化_46、荷载按其作用时间的长短可分_恒载_和_活载_。47、平面内一个点有_2_个自由度,平面内一刚片有_3_个自由度:一个连接三根杆件的复铰,可使系统减少_4_个自由度;一个连接几个刚片的复铰,可使体系减少_2(n-1)_个自由度48、一根链杆相当于一个约束,而一个单铰相当于_2_个约束,一个_单刚结点_或_固定端支座_相当于三个约束。49、平面内两个刚片用三根链杆组成几何不变体系，这三根链杆必须是_不全平行_、_不全交于一点_。50、在忽略材料应变的前提下，几何形状和位置是不会改变的体系称_几何不变体系_。51、在忽略材料应变的前提下，几何形状和位置是可以改变的体系称_几何可变体系_。52、 确定物体的运动所需的独立几个参数的个数称_自由度_。53、 53、静定结构可分为_梁_、 _刚架_、 _桁架_和 _三铰拱_四大类54、梁和刚架的主要内力是弯矩M_；桁架的主要内力是_轴力N_55、桁架计算简图选取的基本假设是_光滑铰节点_ 、 _直杆_、_节点荷载_。56、桁架从几何组成角度上来分类。可分为_简单桁架_、 _联合桁架_和 _复杂桁架_三大类57、拱与梁的主要区别是：拱在竖向荷载作用下有_水平推力H_。58、刚结点的两大特征是（1）_夹角相等_; （2）_能承受并传递弯矩_59、一次截取一个结点为研究对象,来计算杆件内力的方法称_结点法_。60、在一定荷载下,拱每一截面弯矩_等于零_时的拱轴线，称合理拱轴线。61、力在其它原因引起的位移上所做的功称_虚功_。62、在变形过程中，某截面所转过角度，称为该截面的_角位移_。63、位移符号“ip”中的两个下标i、p，其中下标i的含义是_“i”产生位移的位置_；下标p表示“p”引起位移的原因_64、当求得的位移ip为负植时，说明了_实际位移与虚拟力方向相反 _。65、图(a)、(b)、(c)中共标出了9个位移i，其中有3对位移的数值相等，试根据位移互等定理，写出这3对位移答案：2=93=65=766、结构的反力和内力完全可以由静力平衡方程加于确定结构称为_静定结构_。67、超静定结构_结构的反力或内力不能全部由静力平衡条件来确定，约束有多余_。68、超静定结构与静定结构相比，其不同之处是：（1）_计算方法_；（2）_有多余约束69、力法的基本未知量是_多余约束力x_；力法方程是通过_比较变形_而建立的。70、切断一根链杆相当于解除_1个_约束，而切断一根梁式杆相当于解除_3个_个约束选择1 固定端约束通常有（ C ）个约束反力。（A）一 （B）二 （C）三 （D）四2如右图所示结构为（ A ）。 A几何瞬变体系 B. 几何可变体系 C几何不变体系，无多余约束 D几何不变体系，有一个多余约束 3若刚体在二个力作用下处于平衡，则此二个力必（ A ）。A大小相等，方向相反，作用在同一直线。 B大小相等，作用在同一直线。C方向相反，作用在同一直线。 D大小相等。4力偶可以在它的作用平面内（ D ），而不改变它对物体的作用。A任意移动 B既不能移动也不能转动C任意转动 D任意移动和转动5一个点和一个刚片用（ C ）的链杆相连，组成几何不变体系。A两根共线的链杆 B两根不共线的链杆C三根不共线的链杆 D三根共线的链杆6静定结构的几何组成特征是（ D ）。A体系几何可变 B体系几何瞬变C体系几何不变 D体系几何不变且无多余约束7图示各梁中Mmax为最小者是图( D )。 A B C D 8简支梁受力如图示，则下述正确的是( B )。A. FQC(左)=FQC(右)，MC(左)=MC(右) B. FQC(左)=FQC(右)-F，MC(左)=MC(右) C. FQC(左)=FQC(右)+F，MC(左)=MC(右) D. FQC(左)=FQC(右)-F，MC(左)MC(右)9工程设计中，规定了容许应力作为设计依据：。其值为极限应力 除以安全系数，其中为（ D ）。A B C110图示构件为矩形截面，截面对轴的惯性矩为（ D ）。bCZZ1ABC D11. 如图所示的矩形截面柱，受FP1和FP2力作用，将产生（ C ）的组合变形。 A. 弯曲和扭转 B. 斜弯曲 C. 压缩和弯曲 D. 压缩和扭转 12. 在力法典型方程的系数和自由项中，数值范围可为正、负实数或零的有（ D）。A主系数 B主系数和副系数C主系数和自由项 D副系数和自由项13. 位移法的基本未知量是（ A ）。A结点位移 B多余约束力C杆件的变形 D支座位移14图示单跨梁的转动刚度是（ D ）（）。 A2 BCD15如图所示为四根材料相同、直径相等的杆件。承载能力大的是( D )杆。A. 图a。 B. 图b。 C. 图c。 D. 图d。16、能够限制物体角位移的约束是（ B）。A固定铰支座 B固定端支座C简单铰 D滚动铰支座17、桁架中的二杆结点，如无外力作用，如果二杆（A），则此二杆都是零杆。I不共线II共线III互相垂直AIBIICI、IIIDII、III18、如图所示各杆的受载情况中，使杆件产生纯扭转变形的是图( b )。19、正方形结构如图所示，已知各杆的EA都相同，则斜杆1-3的伸长为( C )。A. l=2FaEA B. l=0。 C. l=Fa2EA。 D. A、B、C均错20、如图所示为四根材料相同、直径相等的杆件。承载能力大的是( D )杆。A. 图a。 B. 图b。 C. 图c。 D. 图d。21、图示单跨梁的转动刚度是（B ）。ABCD判断1对于作用在刚体上的力，力的三要素是大小、方向和作用线。( ) 2梁按其支承情况可分为静定梁和超静定梁。( ) 3力偶的作用面是组成力偶的两个力所在的平面。( ) 4如果有n个物体组成的系统，每个物体都受平面一般力系的作用，则共可以建立3个独立的平衡方程。( X ) 5未知量均可用平衡方程解出的平衡问题，称为稳定问题；仅用平衡方程不可能求解出所有未知量的平衡问题，称为不稳定问题。( X ) 6平面弯曲是指作用于梁上的所有荷载都在梁的纵向对称面内，则弯曲变形时梁的轴线仍在此平面内。( ) 7应力是构件截面某点上内力的集度，垂直于截面的应力称为剪应力。( X ) 8在工程中为保证构件安全正常工作，构件的工作应力不得超过材料的许用应力 ，而许用应力f)是由材料的极限应力和安全因素决定的。( ) 9压杆丧失了稳定性，称为失稳。( ) 10折减系数甲可由压杆的材料以及柔度查表得出。( ) 11在使用图乘法时，两个相乘的图形中，至少有一个为三角图形。( X ) 12位移法的基本未知量为结构多余约束反力。( X ) 13轴力是指沿着杆件轴线方向的内力。( ) 14桁架中内力为零的杆件称为零杆。( ) 15无多余约束的几何不变体系组成的结构为静定结构。( )16、合力不一定比分力大。（ ）17、平面图形的静矩与坐标系有关。（ ）18、压杆的柔度越大，压杆的稳定性越差。 （ ）19、约束是限制物体自由度的装置。（ ）20、约束反力的方向一定与被约束体所限制的运动方向相反。 （ ）21、力平移，力在坐标轴上的投影不变。（ ）22、力偶在坐标轴上有投影。（ ）23、平面一般力系简化的结果是主矢和主矩，主矩的计算与简化中心无（ ）24、弯矩越大梁的弯曲应力也一定越大。（ ）25、内力是由于外力作用构件内引起的附加力。（ ）简答题1、低碳钢在拉伸试验的整个过程可分为几个阶段，并简单叙述每个阶段的试验特征。答：四个阶段（1）弹性阶段：满足胡克定律（2）屈服阶段：应力不变，应变迅速增大（3）强化阶段：金属晶粒重组，强度进一步提高（4）颈缩阶段：应力降低，应变增大，在某一位置出现断面收缩，最终断裂2、请列举提高梁弯曲强度的主要途径，并简单说明原因。答：（1）选择合理的截面形式：在截面积相同的情况下，选择的截面形式合理可以提高弯曲截面系数W。 （2）选用变截面梁：构件上的内力是随着位置的变化而变化的，在内力大的位置选用较大的截面形式，在内力较小的位置选用较小的截面形式，这样在同样的经济代价之下提高梁的抗弯强度。 （3）合理布置梁的支座：这样在同样的荷载作用下可以减梁的最大弯矩值。 （4）合理布置荷载：将荷载尽量的分散，可降低梁的最大弯矩值。计算题1、试画出图所示外伸梁的内力图（弯矩图和剪力图）。解（1）计算支座反力 （2分） 由得 （） 由得 （）根据本例梁上荷载作用的情况，应分AB、BC两段作内力图。（2）作FQ图 （2分）AB段：梁上有均布荷载，FQ图应为一下斜直线，通过FQA右= 即可画出此段下斜直线。BC段：梁上有均布荷载，FQ图也为一下斜直线，B点有支座反力，产生突变。突变值为，通过FQB右=，可画出。 （3）作M图 （4分）AB段：梁上有均布荷载，M图为一抛物线，MA=0，。BC段：梁上有均布荷载，M图为一抛物线，可以画出全梁的M图。2、梁的正应力强度计算，试求图示梁的最大正应力及其所在位置。 解（1）计算支座反力 （2分） 很明显，（） （2） （2分） （3） （2分） （4） （2分） 3、试求图示梁的支座反力。(8分)本题程度：容易。（概念简单，计算简单）要求学生掌握平面一般力系的平衡条件和方程，会正确、熟练求解平面一般力系的平衡问题。评分标准：画出正确的受力图，3分；求出FAX 、FAY ，3分；求出FBY ，2分。答案：FAX=0；FAY=45kN()；FBY=30kN()4、试对图示结构作几何组成分析。(8分)本题程度：容易。（题目本身简单，学生掌握最基本的方法）要求学生掌握结构的几何组成规则和有关概念，能利用法则正确分析结构的几何组成。评分标准：写出分析过程，3分；结论正确，5分。答案：几何不变体系，无多余约束。5、试利用M、FQ、q三者的关系，画出梁的弯矩图。(8分)本题程度：中等。（对内力图的特征和性质要求较高）要求学生熟练掌握M、FQ、q三者的微分关系，并能熟练的利用关系画出内力图。评分标准：求出支座反力，3分；画出弯矩图形状无误，3分；各控制截面值正确，2分。答案：MA=45kNm(上侧)；MB=30 kNm(下侧)；MC=40 kNm(下侧)6、用图乘法计算图示刚架的位移Ay。(8分)本题程度：中等。（图乘的熟练程度要求较高）要求学生熟练掌握用图乘法求结构的指定位移。评分标准：画出MP图，2分；画出图，2分；图乘结果正确，4分。答案：Ay=1760/EI()7、用力法计算图示超静定结构，并画出其弯矩图。(8分)本题程度：中等。（计算量不大，强调方法）要求学生掌握力法的基本思路和方法，会熟练求解一次超静定结构。评分标准：画出MP图，2分；画出图，2分；求出X1，2分；画出M图，2分。答案：MBA=2.57 kNm(上侧)8、外伸圆木梁受荷载作用如图示。已知FP=3kN，q=3kNm。木材的许用应力=l0MPa。试选择梁的直径d。(15分)本题程度：较难。（题目计算量较大，涉及概念多）要求学生掌握梁截面的几何性质、梁的弯矩图、和梁的正应力强度条件等内容，会利用正应力强度条件进行三类问题的计算。评分标准：画出梁的弯矩图并确定Mmax，5分；计算出截面的惯性矩（写出公式），4分；设计截面（或强度校核、计算允可载荷）正确，6分。答案：d145mm9、试用力矩分配法计算图示连续梁，并画出其弯矩图。(15分)本题程度：中等。（计算量较大）要求学生熟练掌握分配系数的计算和传递系数、固端弯矩，能正确利用方法列表对具有两个分配结点的梁进行弯矩分配，并画出最后弯矩图。评分标准：计算出分配系数和传递系数、固端弯矩，5分；列表分配过程无误，5分；画出最后弯矩图并标出控制截面值，5分。答案：MBA=61.3kNm；MDC=69.8kNm