建筑力学作业及答案(补修).doc

建筑力学#
第1次平时作业
一．单选题（每题2 分，共30分）
1．约束反力中含有力偶的约束为(B)。
A．固定铰支座 B．固定端支座 C．可动铰支座 D．光滑接触面
2．图示一重物重，置于光滑的地面上。若以表示地面对重物的约束反力，表示重物对地面的压力。以下结论正确的是（B）。
A．力与是一对作用力与反作用力
B．力与是一对作用力与反作用力
C．力与是一对作用力与反作用力
D．重物在、、三个力作用下平衡
3．力偶可以在它的作用平面内(C)，而不改变它对物体的作用。
A．任意移动 B．任意转动
C．任意移动和转动 D．既不能移动也不能转动
4．平面一般力系可以分解为(C)。
A． 一个平面汇交力系 B．一个平面力偶系
C．一个平面汇交力系和一个平面力偶系 D．无法分解
5．平面一般力系有(B)个独立的平衡方程，可用来求解未知量。
A．4 B．3 C．2 D．1
6．关于力偶与力偶矩的论述，其中（D）是正确的。
A．方向相反，作用线平行的两个力称为力偶
B．力偶对刚体既产生转动效应又产生移动效应
C．力偶可以简化为一个力，因此能与一个力等效
D．力偶对任意点之矩都等于力偶矩
7．关于力和力偶对物体的作用效应，下列说法正确的是（B）。
A． 力只能使物体产生移动效应 B．力可以使物体产生移动和转动效应
C．力偶只能使物体产生移动效应 D．力和力偶都可以使物体产生移动和转动效应
8．平面任意力系向其平面内一点简化得一个主矢和主矩，它们与简化中心位置的选择，下面哪种说法是正确的（D）。
A．主矢和主矩均与简化中心的位置有关 B．主矢和主矩均与简化中心的位置无关
C．主矢与简化中心的位置有关，主矩无关 D．主矩与简化中心的位置有关主矢无关
9．如图所示平板，其上作用有两对力和 及和，这两对力各组成一个力偶，现已知，，那么该平板将（C）。
A．左右平移
B．上下平移
C．保持平衡
D．顺时针旋转

10．由两个物体组成的物体系统，共具有(D)独立的平衡方程。
A．3 B．4 C．5 D．6
11．最大静摩擦力(B)。
A．方向与相对滑动趋势相同，大小与正压力成正比
B．方向与相对滑动趋势相反，大小与正压力成正比
C．方向与相对滑动趋势相同，大小与正压力成反比
D．方向与相对滑动趋势相反，大小与正压力成反比
12．关于力对点之矩的说法，(A)是错误的。
A．力对点之矩与力的大小和方向有关，而与矩心位置无关
B．力对点之矩不会因为力矢沿其作用线移动而改变
C．力的数值为零、或力的作用线通过矩心时，力矩均为零
D．互相平衡的两个力，对同一点之矩的代数和等于零
13．一个点和一个刚片用(B)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．三根共线的链杆 D．三根不共线的链杆
14．三个刚片用(A)两两相连，组成几何不变体系。
A．不在同一直线的三个单铰 B．不在同一直线的三个铰
C．三个单铰 D．三个铰
15．静定结构的几何组成特征是(D)。
A．体系几何不变 B．体系几何可变
C．体系几何不变且有多余约束 D．体系几何不变且无多余约束
二、作图题（10分）。
作如图所示多跨梁各段的受力图

解：作ＡＢ段的受力图如图(a)，作ＢＣ段的受力图如图(b)

三、计算题。（每小题10分，共40分）
1、桥墩所受的力如图所示，求力系向Ｏ点简化的结果，并求合力作用点的位置。已知，，，，。

解：坐标系如图

主矢
方向
主矩

2．，，，求力系向Ａ点简化的结果，结果在图中标示。

解：坐标系如图

主矢
方向
力系的主矢可以用解析的方法求得。
主矩
3．，，，求力系向Ａ点简化的结果，结果在图中标示。

解：坐标系如图

主矢
方向
主矩
4．三铰拱桥如图所示。已知，，。求支座Ａ和Ｂ的反力。

解：(1)选取研究对象：选取三铰拱桥整体以及ＡＣ和ＢＣ左右半拱为研究对象。
(2)画受力图：作出图(a)、(b)、(c)

(3)列平衡方程并求解：
1)以整体为研究对象

得：

得：
得：
2)以ＢＣ半拱为研究对象

得：

校核：以ＡＣ半拱为研究对象
结果正确。
四、分析题。（每小题10分，共20分）
1．分析如图所示体系的几何组成。

解：先分析基础以上部分。把链杆AB作为刚片，再依次增加二元体B—C—A，A—C—D，D—F—C，C—E—F，得到ABCEFDA几何不变体系，把ABCEFDA几何不变体系视为刚片，它与地基用三根及不完全平行业不交于一点的链杆相连，根据两刚片规则，此体系是几何不变体系，且无多与约束。
2．如图所示，试分析图示结构体系的几何组成。

解：铰结三角形124和铰结三角形235与基础这三刚片通过不在同一直线上的三个单铰1、2、3两两相连，组成几何不变体系，形成一个大刚片12345。刚片12345与刚片96之间通过三根既不完全平行也不相交于一点的的链杆相连，然后再依次增加二元体672,785,形成大刚片，此大刚片与刚片810用一个铰和不通过此铰的链杆相连，几何不可变，且无多余约束。

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第2次平时作业
一．单选题（每题3 分，共30分）
1．受轴向拉伸的杆件，在比例极限内受力，若要减小其轴向变形，则需改变杆件的抗拉刚度，即C）。
A.增大值 B.减小值 C.增大值 D.减小值
2．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(D)。
A. Δl=2Fa／EA B. Δl=0 C. Δl=Fa／2EA D. A、B、C均错

3．有一根直径为的圆截面钢杆，受轴向拉力作用，已知其轴向应变为，弹性模量为，则杆内的轴力应为（B）。
A． B． C． D．
4．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
A．I B．II C．I、III D．II、III
5．拉压杆的轴力大小只与（A）有关。
A．外力 B．杆长 C.材料 D．截面形状和大小
6．在刚架内力图规定，弯矩图画在杆件的 (C)。
A．上边一侧 B．右边一侧 C．受拉一侧 D．受压一侧
7．有一截面积为A的圆截面杆件受轴向拉力作用，若将其改为截面积仍为A的空心圆截面杆件，那么它的(D)。
A．内力增大，应力增大，轴向变形增大 B．内力减小应力减小，轴向变形减小
C．内力增大，应力增大，轴向变形减小 D．内力，应力、轴向变形均不变
8．截面法求杆件截面内力的三个主要步骤顺序为（D）。
A．列平衡方程、画受力图、取分离体 B．画受力图、列平衡方程、取分离体
C．画受力图、取分离体、列平衡方程 D．取分离体、画受力图、列平衡方程
9．确定杆件内力的一般方法为（B）。
A.叠加法 B.截面法 C.静力分析法 D.动能法
10．截面法计算静定平面桁架，其所取脱离体上的未知轴力数一般不超过（C）个
A.1 B.2 C.3 D.4
二、作图题（每小题10分，共30分）
1．试画出图示梁的剪力图和弯矩图。

解：梁的剪力图和弯矩图如下如下：

2．试画出图示梁的剪力图和弯矩图。

解：梁的剪力图和弯矩图如下：

3．试画出图示梁的剪力图和弯矩图。

解：梁的剪力图和弯矩图如下如下：

三、计算题。（40分）
1．计算下图所示桁架的支座反力及1、2、3杆的轴力。（13分）

解：

（1）求支座反力

（2）用截面法求轴力，取截面右边为 对象，见图：
：

：

：

2. 计算图示桁架三杆的轴力。（13分）

解：
（1）结点
可得
（2）Ⅰ—Ⅰ截面（取上部为分析对象）
即
可得
（3）Ⅱ—Ⅱ截面（取上部为分析对象）
即
可得
3、计算下图所示桁架的支座反力及1、2杆的轴力。（14分）

解：
（1）求支座反力

（2）用截面法求轴力
Ⅰ—Ⅰ截面：

（拉）
Ⅱ—Ⅱ截面：
：

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第3次平时作业
一、单选题（每题2 分，共26分）
1．如图所示构件为T形截面，其形心轴最有可能是（C）。

A. B. C. D.
2．图示圆截面，当其圆心O沿Z轴向右移动时，则截面惯性矩(C)。
A．Iy不变，Iz变大
B．Iy不变，Iz变小
C．Iy变大，Iz不变
D．Iy变小，Iz不变
3．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

4．图示斜梁，点受向下的力作用，则段梁产生何种变形（A）。
A．压弯组合
A． 压缩变形
C．斜弯曲
D．弯曲变形
5．一端固定另一端铰支的压杆，其长度系数等于（A）。
A．0.7 B．2 C．0.5 D． 1
6．如图所示结构，问AB段梁产生何种变形（C）。
A．弯曲变形
B．拉伸变形
C.拉弯组合
D．压弯组合
7．如图所示的矩形截面柱，受和力作用，将产生（D）的组合变形。
A.斜弯曲
B.弯曲和扭转
C.压缩和扭转
D.压缩和弯曲

8．一铸铁简支梁，如图所示，当其横截面分别按图示两种情况放置时，梁的(B)。
A．强度不同，刚度相同 B．强度、刚度都不相同
C．强度、刚度相同 D．强度相同，刚度不同
9．有一构件，受力变形后，其横截面上中性轴不通过截面形心，那么构件的受力形式可能为(C)。
A．平面弯曲 B．斜弯曲 C．偏心拉伸 D．纯弯曲
10．工程设计中，规定了容许应力作为设计依据：。其值为极限应力除以安全系数，其中为（C）。
A． B． C． D．
11．低碳钢的拉伸过程中，胡克定律在（A）范围内成立。
A．弹性阶段 B．屈服阶段 C．强化阶段 D．颈缩阶段
12．低碳钢的拉伸过程中，（B）阶段的特点是应力几乎不变。
A．弹性 B．屈服 C．强化 D．颈缩
13．在工程实际中，要保证杆件安全可靠地工作，就必须使杆件内的最大应力满足条件（D）。
A． B． C． D．
二、一类计算题（共34分）
1．图示跨度为的简支梁，在跨中C作用集中力，如果选用32C号的工字钢梁，已知∶， 试求∶
(1)梁能承受的最大荷载
(2)若改用等截面积的矩形截面梁即A = 7995mm2且h = 2b，则梁能承受的最大荷载应为多少?(8分)

解：
(1)内力分析
画内力图，最大弯矩为

(2)工字梁的[P]
由强度条件∶
得∶
(3)矩形截面梁的[P]
A = h · b = 2
\
取 b = 63mm h = 126mm
得
2．图示三角形吊架，其杆AB和BC均为圆截面钢杆。已知荷载，容许应力，试确定钢杆直径d。（6分）
解：
（1）取结点B为分离体，受力图如图所示。列出平衡方程，求轴力：

（2）根据强度条件确定截面尺寸

取
3．一直杆的受力情况如图所示，已知杆的截面面积，材料的弹性模梁。试求杆的总变形量。（6分）
解：
总变形为

4．梯形杆如图所示，已知AB段面积为BC段面积为，材料的弹性模量，试求杆的总变形量。（7分）

解：
(1)ＡＢ、ＢＣ段内力分别为：

（2）分别计算各段的变形量：

（3）总变形量为：
（缩短）
5．图示简支梁，已知： ，，。截面为矩形，其高宽比为。试选择梁截面尺寸。（7分）

解：
（1）求最大内力

（2）求、

可得：
（3）校核剪应力强度
满足要求。
三、二类计算题（共8分）
有一根横截面为矩形的压杆，两端铰支，试求压杆的长度为何值时，即可开始应用欧拉公式。已知材料的弹性模量E = 200Gpa , = 200Mpa。

解：
(1)计算

(2)计算压杆的最大柔度

最大柔度等于时即可开始应用欧拉公式，压杆的最小长度为：
l =

四、三类计算题（每小题8分，共32分）
1．计算图示刚架B点的水平位移和C截面的转角，EI=常量。

解：用图乘法
(1)作图，见图（a）
(2)作图和图，见图（b）、c）
(3)求位移

2．计算图示刚架支座B的水平位移和转角。

解：用图乘法
(1)作图，见图（b）
作荷载作用下的弯矩图。
(2)作图，见图（c）
在Ｂ端加单位力，作单位弯矩图。
(3)作图，见图（d）
在Ｂ端加单位弯矩，作单位弯矩图。
(4)求位移

3．计算图示刚架支座Ａ的水平位移，EI=常数。

解：

4．试计算图示刚架截面的水平位移和转角，为常数。

解：

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第4次平时作业
一．单选题（每题3 分，共18分）
1．在位移法的基本方程中，（C）随外荷载的变化而变化。
A．主系数 B．副系数 C．自由项 D．主系数和副系数
2．图示结构的超静定次数是（C）。

A．1次 B．2次 C．3次 D．4次
3．图示单跨梁的传递系数是（A）。

A．０ B． C．１ D． —１
4．图示单跨梁的传递系数是（C）。

A．0.5 B．—1 C．0 D．2
5．图示单跨梁的传动刚度是（A）。

A. B. C. D.
6．图示单跨梁的传动刚度是（B）。

A. B. C. D.
二、一类计算题（每小题16分，共48分）
1．用力法计算图示超静定梁，并绘出M、Q图

解：
(1)结构为一次超静定，取基本结构和基本未知量如下图(a)所示

基本结构和基本未知量的取法可以有多种，我们也可以将Ｃ处的支杆看作多余约束，则其中的约束反力为基本未知量，相应的去掉Ｃ处多余约束支杆的静定结构为基本结构。
(2)列力法方程：
一次超静定结构的力法方程很简单，只有一个未知量。

(3)作图，见图(b)，作MP图，见图(c)

(4)计算系数δ11和自由项Δ

系数δij和ΔiP的物理意义是基本结构上的位移，对于梁和刚架，常用图乘法计算。
δij —Mi图×Mj图，ΔiP —Mi图×MP图
(5)解方程，计算X1：

(6)作M图，见图，作Q图，见

2．用力法计算下图所示刚架，画M图，EI=常数。

解
（1）一次超静定，选基本体系及基本未知量，见图（a）
（2）列力法方程

（3）作图，见图（b） 作图，见图（c）
（4）计算

用图乘法计算
（5）解方程

（6）作图，见图（d）

3．用力法计算图示刚架，并绘M图。

解：

M图

三、二类计算题（每小题17分，共34分）
1．用力矩分配法计算图示连续梁、并作弯矩图。（注：要求分传两个循环，固端弯矩见附图）

解：

2．用力矩分配法计算图示连续梁、并作弯矩图。（注：要求分传两个循环，固端弯矩见附图）

解：
（1）求转动刚度和分配系数
Ｂ点： Ｃ点：
用力矩分配法解题时，要牢记下列三个要素：转动刚度、分配系数和传递系数。
（2）固端弯矩：

（3）分配计算及作Ｍ图（如下）

分配弯矩下面画一横线，表示该结点已经平衡。箭头表示弯矩的传递方向。杆端弯矩的最后结果下面画双横线表示。

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