建筑力学习题答案集.pdf

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1、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

2、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

3、_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 _

4、 、_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

5、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

6、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

7、、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_

8、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

9、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_。6

10、2、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=9 3=6 5=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

11、、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

12、。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 ) 。AB CD8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

13、. 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：n0。其值为极限应力0除以安全系数n，其中n为（D） 。A1B1C1 10图示构件为矩形截面，截面对1Z轴的惯性矩为（D） 。A123bhB63bhC43bhD33bh11. 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

14、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ABS是（D） （lEIi） 。A2iBi4Ci8Di1615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。b 2h2hC Z Z1 EI2AB2/l16、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AI BII CI 、III D II

15、、III 18、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=2Fa2EA。 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AB的转动刚度ABS是（ B ）。）（lEIiAi3Bi6Ci4Di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

16、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。( ) AB2/lEI 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。( )

17、 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

18、 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

19、： （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0)(FMA得qlFBy32（）由0yF得qlFAy31（）根据本例梁上荷载作用的情况，应分AB、BC 两段作内力图

20、。（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=qlFAy31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qlFBy32，通过 FQB右=ql41，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=0，2321qlMB。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，kN10ByAyFF（）（2）mkN77.0AyMAXFM（ 2 分）（3）3

21、533max108220012200120212mmhbhyIWZZ（2 分）（4）MPa75.810810756maxmaxZWM（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

22、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 kN m(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

23、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M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1M图， 2 分；求出X1，2 分；画出M 图， 2分。答案： MBA=2.57 kN m(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

24、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=61.3kN m；MDC=69.8kN m