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建筑力学习题及答案.doc

1、一、 填空题(本大题共 11 小题,每空 1 分,共 20 分)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

2、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。二、选择题(本大题共 15 小题,每题 2 分,共 30 分)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

3、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M max 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)=F QC(右),M C(左)=M C(右)B. FQC(左)=F QC(右)-F,M C(左)=

4、M C(右)C. FQC(左)=F QC(右)+F,M C(左)=M C(右)D. FQC(左)=F QC(右)-F,M C(左)M C(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 除以安全系数 ,其中 为( D ) 。0nA B C1110图示构件为矩形截面,截面对 轴的惯性矩为( D 1Z) 。A B123bh63C D433bh11. 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 b2hC ZZ112. 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

5、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 ) ( ) 。ABSlEIiA2 B C Dii4i8i1615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。三、简答题(本大题共 2 小题,每题 5 分,共 10 分)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

6、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。EI2B/l(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。四、计算题(本大题共 5 小

7、题,每题 8 分,共 40 分)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 () 0)(FMAqlBy32由 得 ()y FA1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,F Q 图应为一下斜直线,通过FQA 右 = 即可画出此段下斜直线。qlAy31BC 段:梁上有均布荷载,F Q 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 = ,qlFBy32ql41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,M

8、A=0,。231qlBBC 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, () kN10ByAF(2) (2 分)mkN7.0AyMXF(3) (2 分) 3533max 10821hbyIWZ (4) (2 分) MPa7.10856aaxZM3、图示变截面圆杆,其直径分别为: d1=20mm,d 2=10mm,试求其横截面上正应力大小的比值。 解:(1)杆件轴力为 N=20kN(拉) , (2 分) (2)各段横截面上的正应力为: (4 分)1AN22AN(3)故其比值为

9、: (2 分)4120d4AN122122121 4、 求下图所示简支梁在力 P 作用下右支座处的转角 B。Pl/2 l/2A BEI解:作 MP 图及 图如下 (6 分)由图乘法计算转角 B: ABCd1d2LL20kNPA BPl4MP 图A B M图11 2cB1lPyl24=EII16EILL 11图MP图图图21qL(2 分)5、用力法作下图所示刚架的弯矩图,EI=常数(AC 杆的为 EI, CB 杆的为 2EI) 。解:(1)刚架为一次超静定结构,取基本结构如下图所示: (1 分)(2)写出力法方程如下: (2 分) 11 X1+ 1P= 0(3)计算系数 11及自由项 1P (2 分) 先作 图和 MP 图如下:1q2EIEIC BAaaX1qAB CMP图图图21qLMP图图图1qL 11=2231L7L3+=EI6I 1P=224131LqL9q4-EII6EI(4)求解多余未知力: (1 分)X1= () 4P319qL-276EI=5(5)由式 M= X1+Mp 按叠加法作出 M 图如下: (2 分)M 图21qL562 218

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