建筑力学习题答案集
更新时间:2023-04-21 10:18:01 阅读量: 实用文档 文档下载
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填空一
1、对于作用在刚体上的力,力的三要素是大小、。
2、力对矩心的矩,是力使物体绕矩心
3、杆件变形的基本形式共有、和 扭转 四种。
4、轴力是指沿着的内力。
5、轴向拉伸(压缩)的正应力大小和轴力的大小成,规定 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
8、在力法方程中,主系数δii恒 大于 零。
9、力矩分配法的三个基本要素为转动刚度、
10、梁的变形和抗弯截面系数成
11、结构位移产生的原因有、 温度作用 、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
________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、ΣX=0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
____ 、___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_
限和
_在l长度内E、A、N均为常数_。 或杆内应力不超过比例极
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、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____σ1≥σ2≥σ3_______________________。
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__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
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_______。
62、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“Δip”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Δip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δi,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:δ2=δ9 δ3=δ6 δ5=δ7
66、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、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。
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)=FQC(右),MC(左)=MC(右)
B. FQC(左)=FQC(右)-F,MC(左)=MC(右)
C. 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:
全系数n,其中n为( D )。
A. 1 B. 1 C.<1 D. >1
)。 0n。其值为极限应力 除以安010.图示构件为矩形截面,截面对Z1轴的惯性矩为( D
bh3
A. 12bh3B. 6 bh3bh3
C. D. 43Z Z1 b
11. 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SAB是( D )(i EI)。
l
2EI
A
A.2i B.4i C.8i D.16i l/2 B
15.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。
16、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
A.I II.共线 III.互相垂直 D.II、III B.II C.I、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. Δl=2Fa/EA B. Δl=0。
D. A、B、C均错 C. Δl=2Fa/2EA。
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SAB是( B )。(i
A.3i
C.4i
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 )
EI )l B.6i D. i
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。( √ )
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
[ σ ],而许用应力[f)是由材料的极限应力和安全因素决定的。( √ )
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λ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:(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
由 M FyA(F) 0得 FBy 0得 FAy2ql(↑) 31 ql(↑) 3
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,FQ图应为一下斜直线,通过FQA右=FAy 1ql 即可画出此3
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FBy 21ql,通过FQB右=ql,可画出。 43
12ql。 32 (3)作M图 (4分) AB段:梁上有均布荷载,M图为一抛物线,MA=0,MB
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,FAy FBy 10kN(↑)
(2)MMAX FAy 0.7 7kN m (2分)
(3)WZ IZ
ymaxbh3120 2003 8 105mm3 (2分) h200
22
(4) maxMmax7 106 8.75MPa (2分) 5WZ8 10
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=45kN·m(上侧);MB=30 kN·m(下侧);MC=40 kN·m(下侧)
6、用图乘法计算图示刚架的位移ΔAy。(8分)
本题程度:中等。(图乘的熟练程度要求较高)要求学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:ΔAy=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M1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=3kN/m。木材的许用应力[σ]=l0MPa。试选择梁的直径d。(15分
)
本题程度:较难。(题目计算量较大,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:d≥145mm
9、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
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