2025年大学二年级（土木工程）结构力学阶段测试题及答案.doc

2025年大学二年级（土木工程）结构力学阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
（总共6题，每题5分，每题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确答案填在括号内）
w1. 静定结构的几何特征是（ ）
A. 体系几何可变
B. 体系几何不变且无多余约束
C. 体系几何瞬变
D. 体系几何不变有多余约束
答案：B

w2. 力法的基本未知量是（ ）
A. 多余未知力
B. 结点位移
C. 杆端弯矩
D. 杆端剪力
答案：A

w3. 位移法的基本未知量是（ ）
A. 多余未知力
B. 结点位移
C. 杆端弯矩
D. 杆端剪力
答案：B

w4. 结构在荷载作用下的位移与下列因素无关的是（ ）
A. 结构的刚度
B. 荷载的大小
C. 结构的质量
D. 荷载作用的位置
答案：C

w5. 静定结构在支座移动时，结构将（ ）
A. 有变形，有位移
B. 有变形，无位移
C. 无变形，有位移
D. 无变形，无位移
答案：C

w6. 超静定结构在荷载作用下的内力与下列因素有关的是（ ）
A. 结构的刚度
B. 荷载的大小
C. 结构的质量
D. 荷载作用的位置
答案：ABD

第II卷（非选择题 共70分）

简答题（共20分）
（总共2题，每题10分）
w7. 简述静定结构和超静定结构的区别。
答：静定结构是指仅用平衡方程可以确定全部内力和约束力的几何不变结构。超静定结构是指仅用平衡方程不能确定全部内力和约束力的几何不变结构，需要补充变形协调条件等才能求解。静定结构受力明确，计算简单；超静定结构有多余约束，内力分布更均匀，但计算相对复杂。

w8. 简述力法和位移法的基本思路。
答：力法是以多余未知力为基本未知量，通过解除多余约束将超静定结构转化为静定结构，利用静定结构的平衡条件和变形协调条件建立力法方程求解多余未知力，进而求出结构内力。位移法是以结点位移为基本未知量，通过建立结点的平衡方程，求解结点位移，再根据位移计算杆端内力。

计算题（共30分）
（总共2题，每题15分）
w9. 图示静定梁，已知F = 10kN，q = 5kN/m，L = 4m，求A、B支座的约束力。
答：先取整体为研究对象，由∑MA = 0可得：FB×L - F×L - q×L×L/2 = 0，代入数据解得FB = 30kN。再由∑Fy = 0可得：FA + FB - F - q×L = 0，代入FB值解得FA = 10kN。

w10. 图示超静定梁，EI为常数，用力法求解梁的内力。
答：1. 确定基本未知量：解除B支座约束，以多余未知力XB为基本未知量。
2. 建立力法方程：δ11XB + Δ1P = 0。
3. 计算系数和自由项：通过图乘法计算δ11和Δ1P。
4. 求解基本未知量：代入数据解得XB。
5. 计算内力：根据静定结构内力计算方法，由平衡条件计算梁的内力。

分析题（共10分）
（总共1题，每题10分）
w11. 分析图示结构在荷载作用下的受力特点，并说明采用哪种方法求解内力更合适。
答：该结构为超静定结构。受力特点是有多余约束，内力分布较复杂。由于结构形式和荷载情况，采用位移法求解内力更合适。位移法以结点位移为基本未知量，通过建立结点平衡方程求解，对于此类有多个结点的结构能更方便地确定内力，相比力法计算过程可能更简洁。

材料分析题（共10分）
（总共1题，每题10分）
w12. 某土木工程结构在使用过程中出现了一些变形问题，经检测发现结构刚度不足。请分析可能导致结构刚度不足的原因，并提出相应的改进措施。
答：可能导致结构刚度不足的原因有：材料选用不当，如强度和弹性模量不满足设计要求；截面尺寸过小，无法提供足够的抵抗变形能力；结构形式不合理，传力路径不明确；连接构造不合理，影响结构整体性能。改进措施：更换合适的材料；增大关键部位的截面尺寸；优化结构形式，使传力更合理；加强连接构造设计，确保结构整体性。

答案：
w1. B
w2. A
w3. B
w4. C
w5. C
w6. ABD
w7. 静定结构是指仅用平衡方程可以确定全部内力和约束力的几何不变结构。超静定结构是指仅用平衡方程不能确定全部内力和约束力的几何不变结构，需要补充变形协调条件等才能求解。静定结构受力明确，计算简单；超静定结构有多余约束，内力分布更均匀，但计算相对复杂。
w8. 力法是以多余未知力为基本未知量，通过解除多余约束将超静定结构转化为静定结构，利用静定结构的平衡条件和变形协调条件建立力法方程求解多余未知力，进而求出结构内力。位移法是以结点位移为基本未知量，通过建立结点的平衡方程，求解结点位移，再根据位移计算杆端内力。
w9. 先取整体为研究对象，由∑MA = 0可得：FB×L - F×L - q×L×L/2 = 0，代入数据解得FB = 30kN。再由∑Fy = 0可得：FA + FB - F - q×L = 0，代入FB值解得FA = 10kN。
w10. 1. 确定基本未知量：解除B支座约束，以多余未知力XB为基本未知量。2. 建立力法方程：δ11XB + Δ1P = 0。3. 计算系数和自由项：通过图乘法计算δ11和Δ1P。4. 求解基本未知量：代入数据解得XB。5. 计算内力：根据静定结构内力计算方法，由平衡条件计算梁的内力。
w11. 该结构为超静定结构。受力特点是有多余约束，内力分布较复杂。由于结构形式和荷载情况，采用位移法求解内力更合适。位移法以结点位移为基本未知量，通过建立结点平衡方程求解，对于此类有多个结点的结构能更方便地确定内力，相比力法计算过程可能更简洁。
w12. 可能导致结构刚度不足的原因有：材料选用不当，如强度和弹性模量不满足设计要求；截面尺寸过小，无法提供足够的抵抗变形能力；结构形式不合理，传力路径不明确；连接构造不合理，影响结构整体性能。改进措施：更换合适的材料；增大关键部位的截面尺寸；优化结构形式，使传力更合理；加强连接构造设计，确保结构整体性。