国家开放大学《建筑力学》形成性作业1-4参考答案.pdf

国开（电大国开（电大）建筑力学建筑力学形成性考核作业形成性考核作业 1-41-4 参考答案参考答案 形考作业形考作业 1 一、单项选择题一、单项选择题(每小题每小题 2 分分,共共 20 分分)1.约束反力中含有力偶的约束为（）。A.固定铰支座 B.固定支座固定支座 C.可动铰支座 D.光滑接触面 2.只限制物体沿任意方向移动,不限制物体转动的支座是（）。A.固定铰支座固定铰支座 B.固定支座 C.可动铰支座 D.光滑接触面 3.若刚体在三个力作用下处于平衡,则此三个力的作用线必（）。A.在同一平面内,且互相平行 B.不在同一平面内,且互相平行 C.在同一平面内在同一平面内,且汇交于一点且汇交于一点 D.不在同一片面内,且汇交于一点 4.力偶可以在它的作用平面内（）,而不改变它对物体的作用。A.任意移动 B.任意转动 C.任意移动和转动任意移动和转动 D.既不能移动也不能转动 5.平面一般力系可以分解为（）。A.一个平面汇交力系 B.一个平面力偶系 C.一个平面汇交力系和一个平面力偶系一个平面汇交力系和一个平面力偶系 D.无法分解 6.平面汇交力系的合成结果是（）。A.一个合力偶 B.一个合力一个合力 C.一个力偶和一个合力 D.不能确定 7.平面力偶系的合成结果是（）A.一个合力偶一个合力偶 B.一个合力 C.一个力偶和一个合力 D.主矢 8.平面一般力系有（）个独立的平衡方程,可用来求解未知量。A.1 B.2 C.3 D.4 9.由两个物体组成的物体系统,共具有（）独立的平衡方程。A.3 B.4 C.5 D.6 10.力的可传性原理只适用于（）A.固体 B.刚体刚体 C.弹性体 D.任何物体 二、判断题二、判断题(每小题每小题 2 分分,共共 20 分分)1.若两个力大小相等,则这两个力等效。（）2.在任意一个已知力系中加上或减去一个平衡力系,会改变原力系对变形体的作用效果。（）3.作用力与反作用力公理只适用于刚体。（）4.合力的数值一定比分力数值大。（）5.力沿坐标轴方向上的分力是矢量,力在坐标轴上的投影是代数量。（）6.力的三要素是大小、方向、作用点。（）7.由 n 个物体组成的系统,若每个物体都受平面一般力系的作用,则共可以建立 3n 个独立的平衡方程。（）8.若两个力在坐标轴上的投影相等,则这两个力一定相等。（）9.一个力偶可以和一个力平衡。（）10.力偶在坐标轴上的投影的代数和恒等于零。（）三、作图题三、作图题(每小题每小题 5 分分,共共 20 分分)1.梁 AC 的自重不计,试作出图 1 所示伸臂梁 AC 的受力图。（B）A B C D 2.梁 AB 的自重不计,试作出图 2 所示简支梁 AB 的受力图。（B）A B B C D 3.A 端是固定端,梁 AB 的自重不计,试作出图 3 所示悬臂梁 AB 的受力图。（C）A B C D 4.梁 AC 和 CD 用铰 C 连接,梁的自重不计,试作出图 4 所示梁 AC 和 CD 及梁整体的受力图。（C）A B C D 四、计算题四、计算题(每小题每小题 8 分分,共共 40 分分)1.求图 5 所示梁的约束反力。（1.1）B 支座的支座反力 FRB=（）（4 分）A.4kN（）B.2kN（）C.2kN（）（）D.4kN（）（1.2）A 支座的水平方向支座反力 FAx=（）（2 分）A.0 B.4kN（）C.4kN（）D.2kN（）（1.3）A 支座的竖直方向支座反力 FAy=（）（2 分）A.4kN（）B.2kN（）（）C.4kN（）D.2kN（）2.求图 6 所示梁的约束反力。（2.1）B 支座的支座反力 FRB=（）（4 分）A.2kN（）B.4kN（）C.2kN（）D.4kN（）（）（2.2）A 支座的水平方向支座反力 FAx=（）（2 分）A.2kN（）B.4kN（）C.4kN（）D.0（2.3）A 支座的竖直方向支座反力 FAy=（）（2 分）A.2kN（）B.2kN（）C.4kN（）（）D.4kN（）3.求图 7 所示悬臂梁的约束反力。（3.1）A 支座的水平方向支座反力 FAx=（）（2 分）A.4kN（）B.0 C.4kN（）D.2kN（）（3.2）A 支座的竖直方向支座反力 FAy=（）（2 分）A.4kN（）B.8kN（）（）C.8kN（）D.4kN（）（3.3）A 支座的支座反力矩 MA=（）（4 分）A.10kNm（O）B.8kNm（O）C.4kNm（O）D.12kNm（O）4.求图 8 所示刚架的约束反力。（4.1）B 支座的支座反力 FRB=（）（4 分）A.10kN（）B.2kN（）C.18kN（）（）D.20kN（）（4.2）A 支座的水平方向支座反力 FAx=（）（2 分）A.2kN（）B.0 C.8kN（）（）D.4kN（）（4.3）A 支座的竖直方向支座反力 FAy=（）（2 分）A.2kN（）（）B.8kN（）C.20kN（）D.10kN（）5.求图 9 所示梁的约束反力。（5.1）D 支座的支座反力 FRD=（）（2 分）A.0 B.20kN（）C.10kN（）D.15kN（）（）（5.2）B 支座的竖直方向支座反力 FRB=（）（2 分）A.40kN（）（）B.20kN（）C.20kN（）D.0（5.3）A 支座的水平方向支座反力 FAx=（）（2 分）A.4kN（）B.8kN（）C.0 D.2kN（）（5.4）A 支座的竖直方向支座反力 FAy=（）（2 分）A.40kN（）B.20kN（）C.5kN（）（）D.10kN（）形考任务形考任务 2 一、单项选择题一、单项选择题(每小题每小题 2 分分,共共 20 分分)1.两根材料不同、截面面积不同的杆件,在相同轴向外力作用下,轴力（）A.不相等 B.相等 C.可能相等可能相等 D.可能不相等 2.胡克定律应用的条件是（）A.只适用于塑性材料 B.只适用于轴向拉伸 C.应力不超过比例极限应力不超过比例极限 D.应力不超过屈服极限 3.工程上习惯将 EA 称为杆件截面的（）A.抗拉刚度抗拉刚度 B.抗扭刚度 C.抗弯刚度 D.抗剪刚度 4.低碳钢的拉伸过程中,（）阶段的特点是应力几乎不变。A.弹性 B.屈服屈服 C.强化 D.颈缩 5.低碳钢的拉伸过程中,（）阶段的特点是应力与应变成正比。A.弹性弹性 B.屈服 C.强化 D.颈缩 6.低碳钢的拉伸过程中,胡克定律在（）范围内成立。A.弹性阶段弹性阶段 B.屈服阶段 C.强化阶段 D.颈缩阶段 7.低碳钢材料在拉伸试验过程中,所能承受的最大应力是（）。A.比例极限P B.屈服极限S C.强度极限强度极限 D.许用应力 8.直径为 D 的圆形截面,则其对形心轴的惯性矩为（）。A.D4/64 B.d3/64 C.D4/32 D.d3/32 9.构件抵抗变形的能力称为（）。A.刚度刚度 B.强度 C.稳定性 D.极限强度 10.构件抵抗破坏的能力称为（）。A.刚度 B.强度强度 C.稳定性 D.极限强度 二、判断题二、判断题(每小题每小题 2 分分,共共 20 分分)1.杆件变形的基本形式有轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲四种。（）2.轴向拉伸(压缩)时与轴线相重合的内力称为剪力。（）3.梁的正应力是由剪力引起的。（）4.轴向拉伸(压缩)的正应力大小和轴力的大小成正比。（）5.任意平面图形对某轴的惯性矩一定大于零。（）6.平面图形对所有平行轴的惯性矩中,其对其形心轴的惯性矩为最大。（）7.任意平面图形对某轴的惯性矩恒小于零。（）8.平面图形对任一轴的惯性矩,等于它对平行于该轴的形心轴的惯性矩加上平面图形面积与两轴之间距离平方的乘积。（）9.拉压刚度 EA 越小,杆件抵抗纵向变形的能力越强。（）10.胡克定律适用于塑性材料。（）三、计算题三、计算题(共共 60 分分)1.杆件受力如图示，已知 F1=50kN，F2=140kN，试作杆件的轴力图。（5 分）（1.1）作杆件的轴力图，如图（B）（5 分）A.B.C.D.2.一变截面圆钢杆如图示，已知 F1=20kN，F2=35kN，F3=35kN，AB 段杆的横截面面积 AAB=200mm2，BC 段杆的横截面面积 ABC=300mm2，CD 段杆的横截面面积 ACD=400mm2，试作钢杆的轴力图，求出钢杆的最大正应力。（5 分）（2.1）作杆件的轴力图，如图（A）（3 分）A.A.B.C.D.（2.2）钢杆的最大正应力为（）（2 分）A.max=50MPa(拉应力)B.max=200MPa(拉应力)C.max=100MPa(压应力)D.D.max=125MPa(max=125MPa(压应力压应力)3.图示杆件，已知截面面积 A=400mm2，材料的许用应力=150MPa，试校核该杆件的强度。（5 分）（3.1）钢杆的最大正应力为（）（3 分）A.max=50MPa(拉应力)B.max=100MPa(压应力)C.max=200MPa(拉应力)D.D.max=125MPa(max=125MPa(压应力压应力)（3.2）将钢杆的最大正应力与许用应力比较，可知（）（2 分）A.杆件不满足强度要求 B.B.杆件满足强度要求杆件满足强度要求 4.悬臂 AB 受力如图示，求其 C 截面的剪力和弯矩。（5 分）（4.1）C 截面的弯矩为（）（3 分）A.15kNm（下侧受拉）B.18kNB.18kN m m（上侧受拉）（上侧受拉）C.10kNm（上侧受拉）D.0（4.2）C 截面的剪力为（）（2 分）A.-12kN B.0 C.13kNC.13kN D.17kN 5.图示简支梁受集中荷载作用，试绘出梁的剪力图和弯矩图。（10 分）（5.1）简支梁的弯矩图如（D）所示（5 分）A.B.C.D.（5.2）简支梁的剪力图如（D）所示（5 分）A.B.C.D.6.梁的受力如图示，试绘出梁的剪力图和弯矩图。（10 分）（6.1）梁的弯矩图如（B）所示（5 分）A.B.C.D.（6.2）梁的剪力图如（A）所示（5 分）A.B.C.D.7.长为 l 的矩形截面悬臂梁如图 7 所示,在自由端处作用一集中力 F,已知 F=3kN,h=180mm,b=120mm,y=60mm,l=3m,a=2m,求 C 截面上 K 点的应力。(5 分)（7.1）计算 C 截面的弯矩为（）（3 分）A.MC=12kNm（上侧受拉）B.MC=3kNm（上侧受拉）C.MC=6kNm（上侧受拉）（上侧受拉）D.MC=9kNm（上侧受拉）（7.2）计算截面对中性轴的惯性矩，Iz=（）（3 分）A.58.32x106(mm4)B.58.32x106(mm2)C.28.64x106(mm4)D.28.64x106(mm2)（7.3）计算 C 截面上 K 点的正应力，k=（）（4 分）A.5.35MPa(拉应力)B.3.09MPa(拉应力)C.4.25MPa(拉应力)D.6.17MPa(拉应力拉应力)8.一矩形截面悬臂梁在自由端受集中力作用,截面尺寸如图 8 所示(单位:mm)。已知材料的许用应力=160MPa。试校核梁的正应力强度。(5 分)（8.1）梁的最大弯矩值为（）（3 分）A.Mmax=36kNm B.Mmax=24kNm C.Mmax=72kNm D.Mmax=160kNm（8.2）抗弯截面系数 Wz=（）（3 分）A.3.0722x106(mm3)B.5.12x106(mm4)C.5.12x105(mm3)D.6.12x105(mm3)（8.3）最大正应力max=（）（3 分）A.140.625MPa B.70.31MPa C.281.25MPa D.100.25MPa（8.4）将梁的最大正应力与许用应力比较，可知（）（1 分）A.杆件满足正应力强度条件杆件满足正应力强度条件 B.杆件不满足正应力强度条件 形考任务形考任务 3 一、单项选择题一、单项选择题(每小题每小题 3 分分,共共 30 分分)1.三个刚片用（）两两相连,组成无多余约束的几何不变体系。A.不在同一直线的三个单铰不在同一直线的三个单铰 B.不在同一直线的三个铰 C.三个单铰 D.三个铰 2.切断一根链杆相当于解除（）个约束。A.1 B.2 C.3 D.4 3.连结两根杆件的铰有（）个约束。A.1 B.2 C.3 D.4 4.一个点在平面内的自由度有（）个。A.2 B.3 C.4 D.5 5.一根杆件在平面内的自由度有（）个。A.2 B.3 C.4 D.5 6.静定结构的几何组成特征是（）。A.体系几何不变 B.体系几何不变且无多余约束体系几何不变且无多余约束 C.体系几何可变 D.体系几何瞬变 7.两刚片用一个铰和不通过该铰的一根链杆相连组成的体系是（）A.瞬变体系 B.有一个多余约束的几何可变体系 C.无多余约束的几何不变体系无多余约束的几何不变体系 D.有两个多余约束的几何可变体系 8.轴心受压直杆,当压力值 FP恰好等于某一临界值 FPer时,压杆可以在微弯状态下处于新的平衡,称压杆的这种状态的平衡为（）A.稳定平衡 B.不稳定平衡 C.临界平衡临界平衡 D.不知道 9.受压杆件在下列各种支承情况下,若其他条件完全相同,其中临界应力最大的是（）。A.两端铰支 B.一端固定一端铰支 C.一端固定一端自由 D.两端固定两端固定 10.某两端固定的受压构件,其临界力为 200N,若将此构件改为两端铰支,则其临界力为（）A.50kN B.100kN C.150kN D.200kN 二、判断题二、判断题(每小题每小题 3 分分,共共 30 分分)1.几何不变体系是指在荷载作用下,不考虑材料的变形时,体系的形状和位置都不能变化的体系。（）2.在某一瞬间可以发生微小位移的体系是几何不变体系。（）3.一个点和一个刚片用两根不共线的链杆相连,可组成几何不变体系,且无多余约束。（）4.平面内两个刚片用三根链杆组成几何不变体系,这三根链杆必交于一点。（）5.拆除后不影响体系几何不变性的约束称为多余约束。（）6.在一个几何不变体系中增加一个二元体,不改变原体系的几何不变性。（）7.压杆上的压力大于临界荷载,是压杆稳定平衡的前提。（）8.压杆的长细比入与压杆两端的支承情况有关,与杆长无关。（）9.压杆的长细比入越大,其临界应力越大。（）10.欧拉公式是在假定材料处于弹性范围内并服从胡克定律的前提下推导出来的。（）三、对图示体系进行几何组成分析三、对图示体系进行几何组成分析(每小题每小题 5 分分,共共 20 分分)1.图示体系为（）（5 分）A.几何瞬变体系 B.几何可变体系 C.C.无多余约束的几何不变体系无多余约束的几何不变体系 D.有多余约束的几何不变体系 2.图示体系为（）（5 分）A.A.无多余约束的几何不变体系无多余约束的几何不变体系 B.有多余约束的几何不变体系 C.几何可变体系 D.几何瞬变体系 3.图示体系为（）（5 分）A.几何可变体系 B.B.无多余约束的几何不变体系无多余约束的几何不变体系 C.有多余约束的几何不变体系 D.几何瞬变体系 4.图示体系为（）（5 分）A.几何可变体系 B.无多余约束的几何不变体系 C.C.有多余约束的几何不变体系有多余约束的几何不变体系 D.几何瞬变体系 四、计算题四、计算题(每小题每小题 10 分分,共共 20 分分)1.两端铰支的矩形截面压杆如图 5 所示,已知 l=1.5m,a=15mm,b=30mm,E=104MPa,c=6MPa,试按照欧拉公式求临界力,并将其与按强度条件求得的许用压力比较。（1.1）由欧拉公式可求得临界力为（）（4 分）A.0.37kNA.0.37kN B.1.5kN C.1.47kN D.0.12kN（1.2）由强度条件可得许用压力为（）（4 分）A.6kN B.4kN C.2.7kNC.2.7kN D.0.47kN（1.3）将临界力和由强度条件得到的许用压力比较，可知（）（2 分）A.压杆稳定 B.B.压杆会失稳破坏压杆会失稳破坏 2.一端固定,另一端自由的细长压杆如图 6 所示,已知杆长 l=2m,截面形状为矩形,b=20mm,h=45mm,材料的弹性模量 E=200GPa。（2.1）由欧拉公式可求得压杆的临界力为（）（4 分）A.1.5kN B.1.414kN C.6.4kN D.3.7kND.3.7kN（2.2）当截面改成 b=h=30mm，保持杆长不变，压杆的临界力为（）（4 分）A.4.7kN B.8.33kNB.8.33kN C.6.65kN D.24.8kN（2.3）若截面面积与杆件长度保持不变，截面形状改为圆形，压杆的临界力为（）（2 分）A.11.6kN B.6.82kN C.7.95kNC.7.95kN D.10.05kN 形考任务形考任务 4 一、单项选择题一、单项选择题(每小题每小题 2 分分,共共 10 分分)1.在图乘法中,欲求某点的竖向位移,则应在该点虚设（）。A.竖向单位力 B.水平向单位力 C.任意方向单位力任意方向单位力 D.单位力偶 2.在图乘法中,欲求某点的转角,则应在该点虚设（）。A.竖向单位力 B.水平向单位力 C.一对反向的单位力矩 D.单位力矩单位力矩 3.在图乘法中,欲求某两点的相对转角,则应在该点虚设（）。A.竖向单位力 B.水平向单位力 C.一对反向的单位力矩一对反向的单位力矩 D.单位力矩 4.平面刚架在荷载作用下的位移主要是由（）产生的。A.轴向变形 B.弯曲变形弯曲变形 C.剪切变形 D.扭转变形 5.作刚架内力图时,规定弯矩图画在杆件的（）。A.下边一侧 B.左边一侧 C.受拉一侧受拉一侧 D.受压一侧 二、判断题二、判断题(每小题每小题 2 分分,共共 20 分分)1.在使用图乘法时,两个相乘的图形中,至少有一个图形为三角形。（）2.图乘法的正负号规定为:面积A与纵坐标yc在杆的同一侧时,乘积y0应取正号;面积A与纵坐标yc在杆的不同侧时,乘积Ayc应取负号。（）3.单位荷载法就是将两个弯矩图的图形进行简单拼合。（）4.一次截取两个结点为研究对象,来计算桁架杆件轴力的方法称为结点法。（）5.桁架中内力为零的杆件是多余杆件,应该撒除。（）6.桁架中的内力主要是剪力。（）7.多跨静定梁基本部分承受荷载时,附属部分不会产生内力。（）8.刚架在刚结点处联结的各杆杆端弯矩相等。（）9.轴线是曲线的结构称为拱。（）10.三铰拱的支座反力中水平推力与拱高成反比,与拱轴曲线形状无关。（）三、计算题三、计算题(每小题每小题 10 分分,共共 70 分分)1.试作图 1 所示静定多跨梁的剪力图和弯矩图。（1.1）梁的弯矩图如（A ）所示（5 分）A.A.B.C.D.（1.2）梁的剪力图如（B ）所示（5 分）A.B.B.C.D.2.试作图 2 所示刚架的内力图。（2.1）刚架的弯矩图如（B）所示（5 分）A.B.C.D.（2.2）刚架的剪力图如（B ）所示（5 分）A.B.C.D.3.试作图 3 所示刚架的内力图。（3.1）刚架的弯矩图如（C ）所示（5 分）A.B.C C.D.（3.2）刚架的剪力图如（D）所示（5 分）A.B.C.D.D.4.试计算图 4 所示桁架各杆的轴力。桁架各杆的轴力如（C ）所示（10 分）A.B.C.D.5.试计算图示桁架结构的指定杆件 1、2、3 杆的轴力。（10 分）（5.1）1 杆的轴力 FN1=（B ）所示（3 分）A.B.B.C.D.（5.2）2 杆的轴力 FN2=（B ）所示（3 分）A.B.B.C.D.（5.3）3 杆的轴力 FN3=（D ）所示（4 分）A.B.C.D.D.6.求图 6 所示简支梁 A 端角位移及跨中 C 点的竖向位移,EI 为常数。（6.1）简支梁 A 端的角位移为（D ）（5 分）A.B.C.D.D.（6.2）简支梁跨中 C 点的竖向位移为（C ）（5 分）A.B.C.C.D.7.求图示悬臂梁刚架 D 点的竖向位移。各杆 EI 为常数。（10 分）悬臂刚架 D 点的竖向位移为（A）（10 分）A.A.B.C.D.