最新电大【建筑力学】复习题期末考试复习小抄【试题+答案电大复习资料】.doc
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1、最新电大【建筑力学】复习题期末考试复习小抄【试题+答案电大复习资料】资料仅供参考建筑力学四套复习题一、 选择题 1能够限制角位移的支座是( B )。A固定铰支座与定向支座 B固定支座与定向支座C固定铰支座与固定支座D滚动铰支座与固定铰支座2当物体处于平衡状态时,该物体系中的每一个物体是否处于平衡状态取决于( D )。A体系的形式 B约束的形式C荷载D无条件,必定处于平衡状态3一般情况下,平面任意力系向平面内任选的简化中心简化,能够得到一个主矢与主矩(A )。A主矢与简化中心的位置无关,主矩一般与简化中心位置有关 B主矢与简化中心的位置有关,主矩一般与简化中心位置无关C主矢与主矩一般均与简化中心
2、的位置有关D主矢与主矩一般均与简化中心的位置无关4结点法与截面法是计算( D )的两种方法。A梁 B拱C刚架D桁架 5当梁上某段作用的均布载荷为常量时,此段( C )。A剪力图形为零,弯矩图形为一直线B剪力图形为水平直线,弯矩图形为一斜直线C剪力图形为斜直线,弯矩图形为二次曲线D剪力图形为水平直线,弯矩图形为二次曲线6低碳钢的整个拉深过程可分为四个阶段,其中应力几乎不变、而变形却急剧增长。这种现象称为流动的阶段为( B )。A弹性阶段B屈服阶段C强化阶段D颈缩阶段7位移法的基本未知量是( C )。A杆件的变形B多余约束力C结点位移D支座位移8在位移法的基本方程中( A )与载荷无关,为结构常数
3、。A主系数和副系数B主系数和自由项C副系数和自由项D自由项9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10对称结构作用反对称载荷时,内力图为反对称的有( B )。AN图和Q图BN图和M图CQ图和M图DQ 图二、简答题1.静力学研究的内容是什么?答:静力学是研究物体在力系作用下处于平衡的规律。2. 什么叫平衡力系?答:在一般情况下,一个物体总是同时受到若干个力的作用。我们把作用于一物体上的两个或两个以上的力,称为力系。能使物体保持平衡的力系,称为平衡力系。3.解释下列名词:平衡、力系的平衡条件、力系的简化或力
4、系的合成、等效力系。 答:平衡:在一般工程问题中,物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动,称为平衡。例如,房屋、水坝、桥梁相对于地球是保持静止的;在直线轨道上作匀速运动的火车,沿直线匀速起吊的建筑构件,它们相对于地球作匀速直线运动,这些物体本身保持着平衡。其共同特点,就是运动状态没有变化。 力系的平衡条件:讨论物体在力系作用下处于平衡时,力系所应该满足的条件,称为力系的平衡条件,这是静力学讨论的主要问题。力系的简化或力系的合成:在讨论力系的平衡条件中,往往需要把作用在物体上的复杂的力系,用一个与原力系作用效果相同的简单的力系来代替,使得讨论平衡条件时比较方便,这种对力系作效果相同的代换,就称为
5、力系的简化,或称为力系的合成。等效力系:对物体作用效果相同的力系,称为等效力系。 4. 力的定义是什么?在建筑力学中,力的作用方式一般有两种情况? 答:力的定义:力是物体之间的相互机械作用。这种作用的效果会使物体的运动状态发生变化(外效应),或者使物体发生变形(内效应)。 既然力是物体与物体之间的相互作用,因此,力不可能脱离物体而单独存在,有受力体时必定有施力体。 在建筑力学中,力的作用方式一般有两种情况,一种是两物体相互接触时,它们之间相互产生的拉力或压力;一种是物体与地球之间相互产生的吸引力,对物体来说,这吸引力就是重力。 5. 力的三要素是什么?实践证明,力对物体的作用效果,取决于三个要
6、素:(1)力的大小;(2)力的方向;(3)力的作用点。这三个要素一般称为力的三要素。 力的大小表明物体间相互作用的强烈程度。为了量度力的大小,我们必须规定力的单位,在国际单位制中,力的单位为N或kN。1 kN=1000 N 力的方向一般包含方位和指向两个涵义。如重力的方向是“铅垂向下”。 力的作用点指力对物体作用的位置。力的作用位置实际上有一定的范围,不过当作用范围与物体相比很小时,可近似地看作是一个点。作用于一点的力,称为集中力。6.作用力和反作用力之间有什么关系?答:若甲物体对乙物体有一个作用力,则同时乙物体对甲物体必有一个反作用力,这两个力大小相等、方向相反、而且沿着同一直线而相互作用。
7、作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的力,任何作用在同一个物体上的两个力都不是作用力与反作用力。7. 力的表示法如何? 答:力是一个有大小和方向的量,因此力是矢量。 一般能够用一段带箭头的线段来表示力的三要素。线段的长度(按选定的比例)表示力的大小;线段与某定直线的夹角表示力的方位,箭头表示力的指向;带箭头线段的起点或终点表示力的作用点。 用字母符号表示力矢量时,常见黑体字如F或FP等表示一个力。8. 简述静力学基本原理。答:静力学基本原理: (1)二力平衡条件 作用在同一刚体上的两个力,使刚体处于平衡状态的必要与充分条件是:这两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上(简称二力等值、反向、
8、共线)。 在两力作用下处于平衡的刚体称为二力体,如果刚体是一个杆件,则称为二力杆件。应该注意,只有当力作用在刚体上时二力平衡条件才能成立。对于变形体,二力平衡条件只是必要条件,并不是充分条件。例如满足上述条件的两个力作用在一根绳子上,当这两个力是张力(即使绳子受拉)时,绳子才能平衡(图1-2b)。如受等值、反向、共线的压力就不能平衡。图1-2(2)加减平衡力系定理在作用于刚体的任意力系中,加上或减去任何一个平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效应。(3)作用力与反作用力定理 若甲物体对乙物体有一个作用力,则同时乙物体对甲物体必有一个反作用力,这两个 力大小相等、方向相反、而且沿着同一直线而相互
9、作用。 在力的概念中已提到,力是物体间相互的机械作用,因而作用力与反作用力必然是同 时出现,同时消失。这里必须强调指出。作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的力,任何作用在同一个物体上的两个力都不是作用力与反作用力。9.说明合力与分力的概念。答:作用于物体上的一个力系,如果能够用一个力F来代替而不改变原力系对物体的作用效果,则该力F称为原力系的合力,而原力系中的各力称为合力F的分力。10. 力的合成和分解的基本方法是什么?答:力的合成和分解的基本方法是平行四边形法则。11. 荷载的分类有几种分法?答:荷载的分类: (1) 荷载按作用的性质可分为: 1)永久荷载(又称为恒荷载) 2)可变荷载(
10、又称为活荷载):(2) 荷载按分布形式可分为:1)集中荷载:荷载的分布面积远小于物体受荷的面积时,为简化计算,可近似地看成集中作用在一点上,这种荷载称为集中荷载。集中荷载在日常生活和实践中经常遇到,例如人站在地板上,人的重量就是集中荷载。集中荷载的单位是N (牛顿)或kN (千牛顿),一般见字母F表示(图1-8所示)。 2)均布荷载:荷载连续作用,且大小各处相等,这种荷载称为均布荷载。单位面积上承受的均布荷载称为均布面荷载,一般见字母p表示(图1-9),单位为Nm2 (牛顿平方米)或kNm2 (千牛顿平方米)。单位长度上承受的均布荷载称为均布线荷载,一般见字母q表示(图1-10),单位为Nm
11、(牛顿米)或kNm (千牛顿米)。 3)非均布荷载:荷载连续作用,大小各处不相等,而是按一定规律变化的,这种荷载称为非均布荷载。例如挡土墙所受土压力作用的大小与土的深度成正比,愈往下,挡土墙所受的土压力也愈大,呈三角形分布,故为非均布荷载(图1-11所示)。图1-8 图1-9图1-10 图1-1112.什么是约束?工程中常见的约束有哪几种?答:(1)能使体系减少自由度的装置称为约束。减少一个自由度的装置称为一个约束,减少若干个自由度的装置,就相当于若干个约束。(3)工程中常见的约束有以下几种: 1)链杆一根链杆可使刚片减少一个自由度,相当于一个约束。 2)铰支座 铰支座可使刚片减少两个自由度,
12、相当于两个约束,亦即相当于两根链杆。 3)简单铰 凡连接两个刚片的铰称简单铰,一个简单铰相当于两个约束,或者说相当于两根链杆。 4)固定端支座 固定端支座可使刚片减少三个自由度,相当于三个约束。 5)刚性连接刚性连接能够减少三个自由度,刚性连接相当于三个约束。13.瞬变体系是几何不变还是几何可变?答:瞬变体系是可变体系的一种特殊情况,不能作为结构使用。14.请举例说明“两两相连”的具体表示。答:在三刚片规则中提到“三个刚片用不在同一直线上的三个单铰两两相连,组成几何不变体系,且无多余约束”。“两两相连”的具体表示能够是铰,也能够是由两根链杆构成的实铰或虚铰,15.什么才是最基本的几何不变体系?
13、答:三个规则其实质,就是三刚片规则。也就是铰接三角形。几个规则的不同之处仅仅在于把体系的哪些部分看作约束的对象,哪些部分看作约束,约束的方式,以及约束必须遵循什么样的条件,才能保证体系是无多余约束的几何不变体系。因此,铰接三角形是最基本的几何不变体系。16.为保证结构物正常工作,结构应满足哪些要求?答:为保证结构物正常工作,结构应满足以下要求 (1)强度要求:构件在外力作用下不会发生破坏,即构件抵抗破坏能力的要求,称为强度要求。 (2)刚度要求:构件在外力作用下所产生的变形不应超过一定的范围,即构件抵抗变形能力的要求,称为刚度要求。 (3)稳定性要求:构件在外力作用下,其原有平衡状态不能丧失,
14、即构件抵抗丧失稳定能力的要求,称为稳定性要求。 只有满足上述各项要求,才能保证构件安全正常的工作,达到建筑结构安全使用的目的。17.什么是变形体?变形体分为哪两类?答:各种物体受力后都会产生或大或小的变形,称为变形体。 根据变形的性质,变形可分为弹性变形和塑性变形。所谓弹性变形,是指变形体在外力去掉后,能恢复到原来形状和尺寸的变形。当外力去掉后,变形不能完全消失而留有残余,则消失的变形是弹性变形,残余的变形称为塑性变形或残余变形。18.在建筑力学范围内,我们所研究的物体,一般都作哪些假设?答:在建筑力学范围内,对所研究的变形体作出如下的基本假设: (1)均匀连续假设:即认为整个物体内部是连续不
15、断地充满着均匀的物质,且在各点处材料的性质完全相同。(2)各向同性假设:即认为制成物体的材料沿着各个方向都具有相同的力学性质。 (3)弹性假设:即当作用于物体上的外力不超过某一限度时,将物体看成是完全弹性体。总之,在建筑力学的范围内,我们研究的材料是均匀连续的,各向同性的弹性体,且杆件的变形是很小的。19.什么是杆件?什么是等直杆?答:所谓杆件,是指长度远大于其它两个方向尺寸的变形体。如房屋中的梁、柱、屋架中的各根杆等等。 杆件的形状和尺寸可由杆的横截面和轴线两个主要几何元素来描述。横截面是指与杆长方向垂直的截面,而轴线是各横截面中心的连线。横截面与杆轴线是互相垂直的。轴线为直线、横截面相同的
16、杆称为等直杆。建筑力学主要研究等直杆。20.杆件变形的基本形式有哪几种? 答:杆件变形的基本形式有下列四种: (1)轴向拉伸或压缩:在作用线与杆轴线重合的外力作用下,杆件将产生长度的改变(伸长或缩短)。 (2)剪切:在一对相距很近、大小相等、方向相反、作用线垂直于杆轴线的外力(称横向力)作用下,杆件的横截面将沿外力方向发生错动。 (3)扭转:在位于垂直于杆轴线的两平面内的力偶作用下,杆的任意两横截面将发生相对转动。 (4)弯曲:在位于杆的纵向平面内的力或力偶作用下,杆的轴线由直线弯曲成曲线。 工程实际中的杆件,可能同时承受各种外力而发生复杂的变形,但都能够看作是上述基本变形的组合。11.何谓轴
17、力图?轴力图有何作用?答:表明沿杆长各横截面轴力变化规律的图形称为轴力图。轴力图能够形象地表示轴力沿杆长变化的情况,明显地看出最大轴力所在的位置和数值。22.试简述画轴力图的方法。答:轴力图的画法是:以平行于杆轴线的坐标x表示杆件横截面的位置,以垂直于杆轴线的坐标FN表示轴力的数值,将各截面的轴力按一定比例画在坐标图上,并连以直线,就得到轴力图。23.桁架的计算假设是什么?答:在平面桁架的计算简图中,一般作如下假设:(1) 各杆轴线为直线; (2) 不考虑桁架本身的自重; (3) 各结点为圆柱铰,铰中心为杆轴线的交点; (4) 外力作用于结点上,各杆轴线与外力在同一平面内。 24. 静定平面桁
18、架轴力计算的基本方法如何?答:静定平面桁架轴力计算的基本方法有结点法和截面法。25.结点法和截面法的基础是什么?答:结点法是截取一个结点作为研究对象,利用平衡方程求杆的轴力。结点法的基础是求解平面汇交力系。作用于每个结点上的力交于结点,组成平面汇交力系,由于一个平面汇交力系只可列出两个独立的平衡方程,因此每个结点的未知轴力数目不应多于两个。截面法是用一假想截面(平面或曲折面)截取桁架的某一部分(两个或两个结点以上)为脱离体,利用平衡方程求杆的轴力。截面法的基础是利用平衡方程求解平面力系。由于脱离体所受的力一般构成平面一般力系,而对于一个平面一般力系有三个独立的平衡方程。因此,用截面法截断杆件的
19、未知轴力数目一般不超过3个。另外,在求解时应尽可能做到一个方程求解一个未知力,避免求解联立方程组。26.构件的承载能力,指的是什么?答:构件满足强度、刚度和稳定性要求的能力称为构件的承载能力。(1)足够的强度。即要求构件应具有足够的抵抗破坏的能力,在荷载作用下不致于发生破坏。 (2)足够的刚度。即要求构件应具有足够的抵抗变形的能力,在荷载作用下不致于发生过大的变形而影响使用。 (3)足够的稳定性。即要求构件应具有保持原有平衡状态的能力,在荷载作用下不致于突然丧失稳定。 27.什么是应力、正应力、切应力?应力的单位如何表示?答:内力在一点处的集度称为应力。垂直于截面的应力分量称为正应力或法向应力
20、,用表示;相切于截面的应力分量称切应力或切向应力,用表示。 应力的单位为Pa。 1 Pa=1 Nm2工程实际中应力数值较大,常见MPa或GPa作单位 1 MPa=106Pa 1 GPa=109Pa28.应力和内力的关系是什么?答:内力在一点处的集度称为应力。29.应变和变形有什么不同?答:单位长度上的变形称为应变。单位纵向长度上的变形称纵向线应变,简称线应变,以表示。单位横向长度上的变形称横向线应变,以/表示横向应变。30.为什么要计算结构的位移?答:结构位移计算的目的有两个。一个目的是验算结构的刚度。在结构设计中,除了应该满足结构的强度要求外,还应该满足结构的刚度要求,即结构的变形不得超过规
21、范规定的容许值(如屋盖和楼盖梁的挠度容许值为梁跨度的1/2001/400,而吊车梁的挠度容许值规定为梁跨度的1/600)。另一个目的是为超静定结构的内力计算做准备。因为在超静定结构计算中,不但要考虑结构的平衡条件,还必须满足结构的变形协调条件。31. 产生位移的主要因素有哪些?答:产生位移的主要因素有下列三种:(1)荷载作用;(2)温度变化和材料的热胀冷缩;(3)支座沉降和制造误差。 32.结构位移有哪两类?答:结构变形时,结构上某点产生的移动或某个截面产生的移动或转动,称为结构的位移。 结构的位移可分为两类:一类是线位移,指结构上某点沿直线方向移动的距离。另一类是角位移,指结构上某点截面转动
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