《结构力学》综合练习题.pdf

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1、结构力学综合练习题结构力学综合练习题一、概念解释题一、概念解释题1结构(第 1 章)在土木工程中，由建筑材料构成，能承受荷载而起骨架作用的构筑物称为工程结构，简称结构。2支座(第 1 章)结构与基础的连接装置称为支座。3超静定结构(第 1 章)凡不能用静力平衡条件确定全部支座反力和内力的结构称为超静定结构。4自由度(第 2 章)一个体系的自由度表示该体系独立运动的数目。5必要约束(第 2 章)在杆件体系中能限制体系自由度的约束称为必要约束。6内力图(第 3 章)内力图是表示杆件上各截面内力沿杆长度变化规律的图形。7高跨比(第 5 章)拱高与跨度之比称为高跨比。8合理拱线(第 5 章)在固定荷载

2、作用下使拱各截面的弯矩恒等于零的拱的轴线称为合理拱线。9二力杆(第 6 章)桁架的杆件都只在两端受力，称为二力杆。10影响线(第 8 章)当一个单位集中荷载 P=1 沿结构移动时，表示结构上某量 Z 变化规律的曲线，称为 Z 的影响线11刚体体系的虚功原理(第 8 章)刚体体系在任意平衡力系作用下，体系上所有主动力在任一与约束条件相符合的无限小刚体位移上所做的虚功总和恒等于零。12刚度系数(第 10 章)刚度系数等于使支座产生单位位移时所需施加的力。13动力荷载(第 15 章)动力荷载是指荷载的大小、方向、作用位置随时间迅速变化的荷载。14自振周期(第 15 章)自振周期表示结构出现前后同一运

3、动状态所需的时间间隔15强迫振动(第 15 章)结构在动力荷载作用下的振动，称为强迫振动。二、填空题二、填空题1结构按其几何特征分为三类：杆件结构；板壳结构、实体结构。(第 1 章)2超静定问题，必须满足力系的平衡条件；变形的连续条件、物理条件等三个基本条件方能求解。(第 1 章)3常见的静定单跨梁有三种类型：简支梁；悬臂梁、伸臂梁。(第 3 章)4平面杆件截面上一般有三个内力分量：轴力、剪力、弯矩。(第 3 章)15三角拱的两大特点是：曲杆、竖向荷载作用下有水平推力。(第 5 章)6三角拱的合理轴线为一抛物线。(第 5 章)7悬索实际上就是一个具有合理拱线的抛物线。(第 5 章)8在满足理想

4、桁架的假设下，桁架杆件只有轴力。(第 6 章)9结点法和截面法是计算桁架轴力的基本方法。(第 6 章)10对于多跨梁，应先计算附属部分，然后计算基本部分。(第 7 章)11超静定结构的内力，由平衡条件不能完全确定，而需同时考虑变形条件才能得到唯一的答案。(第 7 章)12在静定多跨梁和伸臂梁中，利用杆端的负弯矩可以减小跨中的正弯矩。(第 7 章)13在有推力结构中，利用水平推力的作用可以减少弯矩峰值。(第 7 章)14在三角拱中，采用合理拱线可以使拱处于无弯矩状态。(第 7 章)15 影响线的应用有两个方面：一为计算影响量值，一为确定荷载的最不利位置。(第8 章)16影响线的作法有两种：静力法

5、和机动法。(第 8 章)17结构位移计算的目的有两个：一个是验算结构的刚度，另一个是为超静定结构的内力计算做准备。(第 9 章)18结构的位移有两大类：一类是线位移，一类是角位移。(第 9 章)19去掉的多余约束中的多余约束力即为基本未知量，去掉多余约束后得到的静定结构即为基本结构。(第 10 章)20力法计算的关键是：确定基本未知量；选择基本力系、建立力法方程。(第 10 章)21位移法的基本未知量是结构的结点位移。(第 11 章)22力矩分配法适用于计算连续梁和无结点线位移的刚架。(第 12 章)23单结点的力矩分配有两个环节：固定刚结点和放松刚结点。(第 12 章)24多结点的力矩分配法

6、，是先固定全部刚结点，然后逐个放松结点，轮流进行单结点的力矩分配。(第 12 章)25力矩分配法是无侧移刚架的渐进法，不能直接用于有侧移刚架。(第12 章)26整体刚度方程的做法有：传统位移法；单元集成法。(第 13 章)227工程中常见的动力荷载有：周期荷载；冲击荷载、随机荷载。(第 15 章)28建立自由振动的微分方程有两种方法：刚度法和柔度法。(第 10 章)29结构的失稳有两种形式：分支点失稳和极值点失稳。(第 14 章)30荷载根据其作用时间的长短可分为恒荷载和活荷载。(第 1 章)三、判断题三、判断题1杆件在刚结点处不能相对移动，也不能相对转动。(第 1 章)2杆件在铰结点处不能相

7、对转动。(第 1 章)3固定支座不容许结构在支承处发生任何移动和转动。(第 1 章)4瞬铰的位置是瞬时变化的。(第 2 章)5弯矩图画在杆件受拉纤维一侧，不注正负号。(第 3 章)6剪力图和轴力图需注明正负号。(第 3 章)7轴力以拉力为正，压力为负。(第 3 章)8刚结点能传递力和力矩。(第 4 章)9水平推力的存在与否是区别拱与梁的主要标志。(第 5 章)10悬索在荷载作用下，索内弯矩为零，剪力也为零，只受拉力作用。(第 5 章)11桁架杆件轴力的方向和杆件的方向是一致的。(第 6 章)12如果桁架和荷载都是对称的，那么桁架杆件轴力的分布也是对称的。(第 6 章)13在静定结构中，满足平衡

8、条件的内力解答是存在的，而且是唯一的。(第 7 章)14温度改变、支座移动和制造误差等因素在静定结构中不引起内力。(第 7 章)15在荷载作用下，如果静定结构中的某一局部可以与荷载维持平衡，则其余部分的内力必为零。(第 7 章)16 当静定结构的一个内部几何不变部分作构造变换时，其余部分的内力不变。(第 7 章)17机动法可以不经过计算就能得到影响线的轮廓。(第 8 章)18机动法可以用来校核静力法的影响线。(第 8 章)19位移状态中的位移是力状态中的力产生的。(第 8 章)20虚功和虚功原理的特点是力系与位移无关。(第 9 章)21位移互等定理只有在超静定结构中才有用。(第 9 章)22反

9、力互等定理可以应用于静定结构。(第 9 章)23弯矩传递进行两次循环之后，结点约束力矩已经很小，故计算工作可以停止。(第 123章)24反弯点法对于强柱弱梁的情况最为适用。(第 12 章)25单就满足平衡条件来说，超静定结构可能有无限多个解答。(第 14 章)26超静定结构具有较强的防护能力。(第 14 章)27“没有荷载，就没有内力”，这个结论只适用于静定结构。(第 14 章)28地震荷载属于冲击荷载。(第 15 章)29自振周期只与结构的刚度有关。(第 15 章)30质量越大，自振周期越大。(第 15 章)四、单项选择题1下列哪项不属于刚片间的连接约束(A)。(第 1 章)A滚轴B链杆C简

10、单铰D简单刚结2下列关于零杆判断的说法中，不正确的是(B)。(第 6 章)A无外力作用的不共线的两杆结点，两杆轴力都是零B不共线的两杆结点，两杆轴力都是零C不共线的两杆结点，外力沿一杆作用，则另一杆轴力为零D无外力作用的三杆结点，有两杆在同一直线上，则第三杆轴力为零3下列关于机动法的表述中，不正确的是(B)。(第 8 章)A属于附属部分的某量，撤去相应的约束后，体系在附属部分能发生虚位移B属于附属部分的某量，撤去相应的约束后，体系在基本部分能发生虚位移C属于基本部分的某量，撤去相应的约束后，体系在附属部分能发生虚位移D属于基本部分的某量，撤去相应的约束后，体系在基本部分能发生虚位移4下列关于影

11、响线的表述中，不正确的是(C)。(第 8 章)A支座反力影响线的纵坐标无单位B剪力影响线的纵坐标无单位C弯矩影响线的纵坐标无单位D弯矩影响线的纵坐标的单位为长度单位5下列关于撤去约束的表述中，不正确的是(D)。(第 10 章)A撤去一根支杆，等于拆掉一个约束B撤去一个铰支座，等于拆掉两个约束4C撤去一个固定端，等于拆掉三个约束D在连续杆上加一个单铰，等于拆掉两个约束6下列关于AB杆A端转动刚度SAB的值的表述中，不正确的是(D)。(第 12 章)A远端固定SAB 4iB远端铰支SAB3iC远端滑动SAB iD远端自由SAB 2i7下列关于等截面杆中传递系数C的表述中，不正确的是(D)。(第 1

12、2 章)A远端固定C 1B远端铰支C 02C远端滑动C 1D远端滑动C 08下列各项不属于矩阵位移法的基本环节的是(C)。(第 13 章)A离散化B单元分析C矩阵分析D整体分析9下列各项不属于动力荷载的是(A)。(第 15 章)A活动人群B振动荷载C地震作用D爆炸荷载10下列选项不属于各向同性的建筑材料的是(A)。(第 1 章)A木材B钢材C混凝土D砖11下列关于横向水平荷载作用下厂房柱的计算简图的表述中，不正确的是(D)。(第 1 章)A柱用其轴线表示B屋架在两端均以铰与柱顶连接C屋架的作用如同一个两端为铰的链杆D柱基础视为铰12下列关于集中力偶作用的表述中，不正确的是(B)。(第 3 章)

13、A集中力偶作用点的两侧剪力值是相等的B集中力偶作用点的两侧剪力值是不等的C集中力偶作用点的两侧弯矩值是不等的D弯矩图在集中力偶作用点两侧的斜率相等13下列关于铰支座的表述中，不正确的是(C)。(第 2 章)A铰支座能限制刚片在水平方向移动B铰支座能限制刚片在竖直方向移动5C铰支座能限制刚片绕其转动D铰支座不能限制刚片绕其转动14下列关于分布荷载作用下微分关系表达式的几何意义的表述中，不正确的是(C)。(第3 章)A剪力图在某点的切线斜率等于该点的荷载集度B弯矩图在某点的切线斜率等于该点剪力C弯矩图在某点的一阶导数等于该点的荷载集度D弯矩图在某点的一阶导数的变化率等于该点的荷载集度15下列关于集

14、中力的表述中，不正确的是(C)。(第 3 章)A集中力作用点的两侧剪力值是不等的B集中力作用点的两侧剪力相差的值等于此集中力C集中力作用点的两侧弯矩值是不等的D集中力作用点的两侧弯矩值是相等的五、简答题1结构力学的任务包括哪些方面？(第 1 章)答：(1)研究结构的组成规律、合理形式以及结构计算简图的合理选择。(2)研究结构内力和变形的计算方法，以便进行结构强度和刚度的验算。(3)研究结构的稳定性以及在动力荷载作用下结构的反应。2几何不变无多余约束体系的组成规则有哪几个？(第 2 章)答：(1)一刚片和一个点用不共线的两根链杆连接。(2)两刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆或三个全不平行也不交

15、于一点的三根链杆连接。(3)三刚片用不在同一直线上的三个铰两两连接。3截面法计算内力的步骤有哪些？(第 3 章)答：(1)沿指定截面截开，取截面一边为隔离体。(2)画出隔离体受力图。(3)建立隔离体的平衡方程，确定该截面的三个内力分量4将悬索与三角拱比较，可得到哪些结论？(第 5 章)答：(1)悬索与三角拱类似，在竖向荷载作用下都有水平支座反力。6(2)悬索只受轴向拉力，不受弯矩和剪力；三角拱则受较大的轴向压力，同时尚有较小的弯矩和剪力。(3)悬索的曲线形式与三角拱的合理拱线相同，曲线的平衡形式随荷载的变化而变化5桁架计算简图的假设有哪些？(第 6 章)答：(1)桁架的结点都是铰结点。(2)各

16、杆的轴线都是直线，且通过铰的中心。(3)荷载和支座反力都作用在结点上6内力影响线和内力图的区别是什么？(第 8 章)答：内力影响线是单位集中荷载移动时，结构上固定截面内力随荷载位置的变化图形；内力图是荷载位置固定时，内力沿各截面的变化图形7静力法做影响线的步骤有哪些？(第 8 章)答：(1)将单位荷载P 1放在结构上的任意位置，适当选择坐标原点，以P 1作用位置x为变量。(2)用截面法截取隔离体，通过平衡方程，或用截面法直接按内力算式，求出所求量值的影响线方程。(3)根据影响线方程作影响线。8机动法做影响线的步骤有哪些？(第 8 章)答：(1)撤去与Z相应的约束，代之以未知力Z。(2)使体系沿

17、Z的正方向发生位移，做出荷载作用点的竖向虚位移图，可定出影响线的形状。(3)再令Z1，可进一步定出影响线各纵坐标的数值。(4)横坐标轴以上的图形，影响线纵坐标取正号；横坐标轴以下的图形，则取负号。9产生位移的主要因素有哪些？(第 9 章)答：(1)荷载作用。(2)温度变化和材料收缩。(3)支座沉降和制造误差。10在撤去多余约束时，应该注意哪些？(第 10 章)答：(1)不要把原结构拆成一个几何可变体系。(2)要把全部多余约束都拆除。711反弯点法的要点有哪些？(第 12 章)答：(1)刚架在结点水平荷载作用下，当梁柱线刚度比值ib3时，可采用此法。ic(2)此法假设横梁相对线刚度为无限大，因而

18、刚架结点不发生转角，只有侧移。(3)刚架同层各柱有相同侧移时，同层各柱剪力与柱的侧移刚度系数成正比。(4)柱的弯矩是由侧移引起的，所以柱的反弯点在柱中点处。(5)柱端弯矩根据柱的剪力和反弯点位置确定12用单元集成法求解平面刚架比连续梁复杂在哪些方面？(第 13 章)答：(1)刚架中每个结点位移分量增加到三个：角位移和两个方向的线位移。(2)刚架中各杆方向不尽相同，在整体分析中需采用整体坐标，故需进行坐标转换。(3)刚架中除刚结点外，还要考虑铰结点等其他情况13动力计算的基本特点有哪些？(第 15 章)答：(1)动力反应与时间有关，即荷载、位移、内力等随时间急剧变化。(2)建立平衡方程时要包括质

19、量的惯性力。14位移法的要点有哪些？(第 11 章)答：(1)位移法的基本未知量是结点位移。(2)位移法的基本方程是平衡方程。(3)建立基本方程的方法是：先将结点位移锁住，求各超静定杆在荷载作用下的结果，再求各超静定杆在节点位移作用下的结果最后叠加以上两步结果。(4)求解位移方程，得到基本未知量，从而求出各杆内力15单结点的锁住与放松包括哪些环节？(第 12 章)答：(1)根据荷载求各杆的固端弯矩和结点的约束力矩。(2)根据分配系数求分配力矩。(3)根据传递系数求传递力矩六、综合分析题1分析下图所示链杆体系的几何组成。8解：(1)根据规则，由不动点A、B 出发，用不在同一直线的两链杆 AC 和

20、 BC 固定点 C。(2)从固定点 B、C 出发，增加一个二元体，固定点D；再增加一个二元体，固定点E；从固定点 D、E 出发，再增加一个二元体，固定点 F。因上，整个体系是几何不变无多余约束的体系。2分析下图所示体系的几何组成。解：(1)把刚片 AB 看做运动对象，用一固定支座 A 与基础相连，因此，AB 被固定，且无多余约束。(2)把 BD 看做运动对象，根据规则，用铰 B 和支杆 C 与基础相连。支杆 C 不通过铰 B，因此，几何不变，无多余约束。整个体系是几何不变无多余约束的体系。3分析下图所示体系的几何组成。解：(1)AB 是一刚片，与基础用一固定支座 A 相连，B 看成是固定于基础上的点。(2)CDE 是一刚片，与基础用链杆 BC 和铰 D 相连，但链杆 BC 的延长线通过铰 D，不满足规则对约束的要求，为瞬变体系。9