建筑力學習題答案集1

1、建筑力學習題答案集1填空1、對于作用在剛體上的力，力的三要素是大小、 方向、作用點 。2、 力對矩心的矩，是力使物體繞矩心轉動 效應的度量。3、 桿件變形的基本形式共有軸向拉伸（壓縮）變形、 彎曲 、 剪切和扭轉四種。4、 軸力是指沿著 桿件軸線的內力。5、軸向拉伸（壓縮）的正應力大小和軸力的大 小成 正比，規(guī)定一受拉為正，受壓 為負。6、兩端固定的壓桿，其長度系數(shù)是一端固定、一端自由的壓桿的4倍。7、細長壓桿其他條件不變，只將長度增加一倍， 則壓桿的臨界應力為原來的0.25 倍。&在力法方程中，主系數(shù) 8 ii恒_零。9、力矩分配法的三個基本要素為轉動剛度、二配系數(shù) 和傳遞系數(shù)。10

2、、 梁的變形和抗彎截面系數(shù)成反 比。11、結構位移產生的原因有 荷載作用、溫度 作用、 支座沉降 等。1、在任何外力作用下,大小和形狀保持不變的物體稱 剛體。2、 2、力是物體之間相互的 械作用 這種作用會使物體產生兩種力學效果分別是 卜效果和內效果。3、力的三要素是力的大小、力的方向、力的作用點4、 4、加減平衡力系公理對物體而言、該物體的外效果成立。5、一剛體受不平行的三個力作用而平衡時，這三個力的作用線必 匯交于點。6使物體產生運動或產生運動趨勢的力稱 載（主動力）。7、 約束反力的方向總是和該約束所能阻礙物體的運動方向 相反。8、 柔體的約束反力是通過 _接觸點，其方向沿著柔體 中心的

3、拉力。9、 平面匯交力系平衡的必要和充分的幾何條件是力多邊形 自行封閉10、平面匯交力系合成的結果是一個 合力。合力的大小和方向等于原力系中各力的矢量和。11力垂直于某軸、力在該軸上投影為 零12、 工X=0表示力系中所有的力在X軸上的投影的 代數(shù)和零。13、 力偶對作用平面內任意點之矩都等于力偶矩14、力偶在坐標軸上的投影的代數(shù)和 零。15、力偶對物體的轉動效果的大小用_力偶矩 示。16、力可以在同一剛體內平移，但需附加一個 力偶。力偶矩等于原力寸新作用點之矩。17、 平面一般力系向平面內任意點簡化結果有四種情況，分別是主矢和主矩都不為零、 主矢不為零主矩為零 、_主矢為零主矩不為零 、_主

4、矢和主矩都為零_。18、力偶的三要素是_力偶矩的大小、力偶的轉向、_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條件是 _A、B、C三點不共線O20、 摩擦角的正切值等于 靜摩擦系數(shù)。21、 摩擦角是當靜摩擦力下達到 最大值時，全反力與支承面的 法的夾角。22、 最大靜摩擦力與兩物體接觸面積的大小無關。與兩物體間的_法向壓力正比。23、 桿件的四種基本變形是_拉（壓）變形_、_剪切變形、扭轉變形_、彎曲變形。24、 材料力學對變形固體的基本假設是均勻連續(xù)假設_ 口_各向同性假設_。25、 由于外力作用，構件的一部分對另一部分的作用稱為 內力26、內力在一點處的集度值稱為應力27、

5、軸向拉壓時與軸線相重合的內力稱 _軸力。28、軸向拉壓時正應力計算公式的應用條件是等截面直桿_和_外力作用線與軸線重合或內力只有軸力 。29、 軸向拉（壓）時，用虎克定律求變形時，應用條件是_口'巧或桿內應力不 超過比例極限和_在l長度內E、A、N均為常數(shù)_。30、 低碳鋼拉伸試驗中的應力應變圖可分為四個階段分別是彈性階段、_屈 服階段_、強化階段、頸縮階段_。31、 材料在受力過程中各種物理性質的數(shù)據稱材料的 _力學性能32、 對其它塑性材料，卸載后試件殘留的塑性應變達到0.2 %時，對應的應力 值作為材料的名義屈服極限。33、通常規(guī)定鑄鐵在產生0.1 %的應變時，所對應的應力范圍作

6、為 彈性 的范圍。34、 鑄鐵壓縮破壞面與軸線大致成 _45° ，說明鑄鐵的_抗剪強度低于抗壓強度。35、 塑性材料以屈服 限作為極限應力，脆性材料以 強度 限作為極限應力。36、 單位長度上的縱向變形稱 縱向線應變。37、強度條件有三方面的力學計算分別是 _強度校核_、_設計截面_、_確定許用荷載_。38、 由于桿件外形的突然變化而引起局部應力急劇增大的現(xiàn)象稱 應力集中。39、 圖形對所有平行軸的慣性矩中，圖形對形心軸的慣性矩為 小 。40、 對直徑為d的圓形截面，它的慣性半徑為 i=d/4。41、 以彎曲變形為主要變形的桿件稱_梁。42、 梁的內力正負號規(guī)定彎矩使梁 下拉上壓 正

7、。43、 主應力按代數(shù)值排列為 (T 12> 3。44、 在應力單元體中，若某一截面上的剪應力為零，則該截面稱主平 。45、結構計算簡圖選取的兩大原則是(1)真實性：計算簡圖盡可反映結構的實際受力情況(2)實用性：計算簡圖盡可能使力學計算簡化 46、 荷載按其作用時間的長短可分恒載和_活載。47、 平面內一個點有_2 個自由度,平面內一剛片有 3 個自由度:一個連 接三根桿件的復鉸,可使系統(tǒng)減少_4個自由度；一個連接幾個剛片的復鉸,可使體系減少_2(n-1)個自由度48、一根鏈桿相當于一個約束,而一個單鉸相當于_2_個約束,一個_單剛結點_ 或固定端支座相當于三個約束49、 平面內兩個剛

8、片用三根鏈桿組成幾何不變體系，這三根鏈桿必須是_不全平行、_不全交于一點 。50、 在忽略材料應變的前提下，幾何形狀和位置是不會改變的體系稱 幾何不變體系。51、 在忽略材料應變的前提下，幾何形狀和位置是可以改變的體系稱_幾何可變 體系。52、確定物體的運動所需的獨立幾個參數(shù)的個數(shù)稱 _自由度。53、 53、靜定結構可分為_梁、_剛架、桁架和_三鉸拱四大類54、 梁和剛架的主要內力是彎矩M;桁架的主要內力是軸力N55、 桁架計算簡圖選取的基本假設是光滑鉸節(jié)點、直桿、節(jié)點荷載。56、 桁架從幾何組成角度上來分類。可分為 _簡單桁架、_聯(lián)合桁架和復雜桁架大類57、拱與梁的主要區(qū)別是：拱在豎向荷載作

9、用下有水平推力H。58、 剛結點的兩大特征是（1）夾角相等；（2）_能承受并傳遞彎矩59、一次截取一個結點為研究對象,來計算桿件內力的方法稱 結點法。60、 在一定荷載下,拱每一截面彎矩 等于零寸的拱軸線，稱合理拱軸線。61、 力在其它原因引起的位移上所做的功稱 功。62、 在變形過程中，某截面所轉過角度，稱為該截面的_角位移。63、位移符號“ ip ”中的兩個下標i、p，其中下標i的含義是“ i”產生位移的位置;下標p表示“p”引起位移的原因 64、當求得的位移 ip為負植時，說明了 實際位移與虛擬力方向相反。65、圖（a）、（b）、（c）中共標出了 9個位移S i，其中有3對位移的數(shù)值相等

10、, 試根據位移互等定理，寫出這 3對位移F.= l答案：S 2=S 9S 3= S 6S 5=S 766、 結構的反力和內力完全可以由靜力平衡方程加于確定結構稱為靜定結構。67、 超靜定結構吉構的反力或內力不能全部由靜力平衡條件來確定，約束有多余。68、 超靜定結構與靜定結構相比，其不同之處是：（1） _計算方法; （2）有多余約束69、 力法的基本未知量是多余約束力x;力法方程是通過比較變形 建立的。70、 切斷一根鏈桿相當于解除 1個:勺束，而切斷一根梁式桿相當于解除3個_個約束選擇1. 固定端約束通常有（C ）個約束反力。(A)(B) 二(C)三(D)四2 如右圖所示結構為（A ）。A

11、.幾何瞬變體系敢可/幾何可變體系C. 幾何不變體系，無多余約束D. 幾何不變體系，有一個多余約束3.若剛體在二個力作用下處于平衡，則此二個 力必（a ）。A 大小相等，方向相反，作用在同一直線。B .大小相等，作用在同一直線C.方向相反，作用在同一直線 小相等。4力偶可以在它的作用平面內（ 改變它對物體的作用。A 任意移動不能轉動C.任意轉動動5個點和一個剛片用 組成幾何不變體系。A 兩根共線的鏈桿 鏈桿D ）,而不B.既不能移動也D .任意移動和轉C ）的鏈桿相連,B.兩根不共線的C三根不共線的鏈桿D三根共線的鏈B體系幾何瞬D體系幾何不6 靜定結構的幾何組成特征是（d ）A體系幾何可變 變C

12、體系幾何不變 變且無多余約束7.圖示各梁中丨M丨max為最小者是圖（嚴1&A參葉+合-HH Hif-tHABCD48. 簡支梁受力如圖示，則下述正確的是 （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）半Mc（右）9. 工程設計中，規(guī)定了容許應力作為設計依據:0Z乙A bh312C.bh3411.用，如圖所示的矩形截面柱，受 將產生FP1和FP2力作）的組合變形。A.彎曲和扭轉B.斜彎曲C.壓縮和

13、彎曲D.壓縮和扭轉。其值為極限應力°除以安全系數(shù)n , 其中n為（D ）。A 1 B1 C <1 D. >110 圖示構件為矩形截面，截面對Z1軸的慣性矩 為（D12.圍可為正、負實數(shù)或零的有（A 主系數(shù)數(shù)在力法典型方程的系數(shù)和自由項中，數(shù)值范D ）。B 主系數(shù)和副系C 主系數(shù)和自由項 自由項D 副系數(shù)和13.位移法的基本未知量是（a ） oA結點位移力C .桿件的變形移14 .圖示單跨梁的轉動剛度 （i 旱）。D 支座位Sab 是（2EItAl /2B EIA.2iB . 4iC. 8i15 如圖所示為四根材料相同、 承載能力大的是（D ）桿。A.圖 a。 B.圖 b。

14、doD.直徑相等的桿件。C.圖c。D.圖16、能夠限制物體角位移的約束是（B ）。A.固定鉸支座B.固定端支座C.簡單鉸D.滾動鉸支座仃、桁架中的二桿結點，如無外力作用，如果二 桿（A ）,則此二桿都是零桿。I .不共線II .共線 III .互相垂直A. IB. IIC. I、IIID. II、III18、如圖所示各桿的受載情況中，使桿件產生純扭轉變形的是圖 （b ）。19、同,)0正方形結構如圖所示，已知各桿的EA都相則斜桿1-3的伸長為（CA. l=2Fa / EAB.1=0。C. l=/2 Fa / 2EA 0D. A、B、C均錯20、如圖所示為四根材料相同、直徑相等的桿件承載能力大的

15、是（D）桿。A.圖 a。 B. 圖 bo C. 圖 c。 D.圖d21、圖示單跨梁AB的轉動剛度Sab是（B ）o （i EI）Ell /2A3iB6iC4iDi判斷1對于作用在剛體上的力，力的三要素是大小、方向和作用線。（V）2 梁按其支承情況可分為靜定梁和超靜定梁。（V ）3 力偶的作用面是組成力偶的兩個力所在的平面。（V ）4 如果有n個物體組成的系統(tǒng)，每個物體都受平面一般力系的作用， 則共可以建立3個獨立的平衡方程。（X ）5 未知量均可用平衡方程解出的平衡問題，稱為穩(wěn)定問題；僅用平衡方程不可能求解出所有未知量的平衡問題，稱為不穩(wěn)定問題。（X ）6 平面彎曲是指作用于梁上的所有荷載都在

16、梁的縱向對稱面內，則彎 曲變形時梁的軸線仍在此平面內。（V ）7應力是構件截面某點上內力的集度， 垂直于截面的應力稱為剪應力。（X ）8 在工程中為保證構件安全正常工作，構件的工作應力不得超過材料 的許用應力c ，而許用應力f）是由材料的極限應力和安全因素決定的。（ V ）9 壓桿喪失了穩(wěn)定性，稱為失穩(wěn)。（V ）10 折減系數(shù)甲可由壓桿的材料以及柔度 入查表得出。（V ）11 在使用圖乘法時，兩個相乘的圖形中，至少有一個為三角圖形。（X ）12 .位移法的基本未知量為結構多余約束反力。（X ）13 軸力是指沿著桿件軸線方向的內力。（V ）14 桁架中內力為零的桿件稱為零桿。（V ）15 無多余

17、約束的幾何不變體系組成的結構為靜定結構。（V ）16、 合力不一定比分力大。（V ）17、平面圖形的靜矩與坐標系有關。（ V ）18、 壓桿的柔度越大，壓桿的穩(wěn)定性越差。（V ）19、 約束是限制物體自由度的裝置。（V ）20、約束反力的方向一定與被約束體所限制的運動方向相反（V ）21、 力平移，力在坐標軸上的投影不變。（V ）22、 力偶在坐標軸上有投影。（X ）23、平面一般力系簡化的結果是主矢和主矩，主矩的計算與簡化中心無（X24、 彎矩越大梁的彎曲應力也一定越大。（X ）25、 內力是由于外力作用構件內引起的附加力。（ V ）簡答題1、低碳鋼在拉伸試驗的整個過程可分為幾個階 段，并簡

18、單敘述每個階段的試驗特征。答：四個階段（1）彈性階段：滿足胡克定律（2）屈服階段：應力不變，應變迅速增大（3）強化階段：金屬晶粒重組，強度進一步 提咼（4）頸縮階段：應力降低，應變增大，在某 一位置出現(xiàn)斷面收縮，最終斷裂2、請列舉提高梁彎曲強度的主要途徑，并簡單 說明原因。答：（1）選擇合理的截面形式：在截面積相同的 情況下，選擇的截面形式合理可以提高 彎曲截面系數(shù)W。（2）選用變截面梁：構件上的內力是隨著位 置的變化而變化的，在內力大的位置 選用較大的截面形式，在內力較小的 位置選用較小的截面形式，這樣在同 樣的經濟代價之下提高梁的抗彎強 度。(3) 合理布置梁的支座：這樣在同樣的荷載 作用

19、下可以減梁的最大彎矩值。(4) 合理布置荷載：將荷載盡量的分散，可 降低梁的最大彎矩值。計算題1、試畫出圖所示外伸梁的內力圖(彎矩圖和 剪力圖)。解(1) 計算支座反力(2分)由 Ma(F) 0 得FBy -ql (f)3由 Fy 0 得FAy 彳 q1 (f)根據本例梁上荷載作用的情況，應分AB、BC 兩段作內力圖。(2)作Fq 圖(2分)AB段：梁上有均布荷載，F(xiàn)q圖應為一下斜 直線，通過FQA右=FAy刊 即可畫出此段下斜直3BC段：梁上有均布荷載，F(xiàn)q圖也為一下斜 直線，B點有支座反力，產生突變。突變值為 FBy 2ql，通過FQB右= ql，可畫出。34（3）（4分）AB段：梁上有均

20、布荷載,MA = O， Mb 32q|2。BC段：梁上有均布荷載, 以畫出全梁的M圖。M圖為一拋物線，M圖為一拋物線，可A試求圖示梁的最大正11(ANlOkN1 0» Tm0,7m0.7m |2、梁的正應力強度計算， 應力及其所在位置。作解(1)計算支座反力 (2分)AyBy很明顯，F(xiàn)Ay FBy g (門(2) M max FAy 0.7 7kN m(2分)bh3120 2003(2(3) WzIzymax12h2一128 105mm3200"T(2 分)maxmax7 1068 1058.75MPa分）3、試求圖示梁的支座反力。（8分）1lOkN/mLTT I ； I宀

21、c”卜叫卜 2bJ1本題程度：容易。（概念簡單，計算簡單）要求 學生掌握平面一般力系的平衡條件 和方程，會正確、熟練求解平面一般 力系的平衡問題。評分標準：畫出正確的受力圖，3分；求出Fax、 Fay，3分；求出Fby，2分。答案：Fax=0; FAY=45kN（ f ）; Fby= 30kN（ f ）4、試對圖示結構作幾何組成分析。（8分）本題程度：容易。（題目本身簡單，學生掌握最基本的方法）要求學生掌握結 構的幾何組成規(guī)則和有關概念，能利用法則正確分析結構的幾何組 成。評分標準：寫出分析過程，3分；結論正確，5分 答案：幾何不變體系，無多余約束。5、試利用M、Fq、q三者的關系，畫出梁的彎 矩圖。（8分）ldkNAn U I丨HD B本題程度：中等。（對內力圖的特征和性質要求 較高）要求學生熟練掌握 M、Fq、q 三者的微分關系，并能熟練的利用關 系畫出內力圖。評分標準：求出支座反力，3分；畫出彎矩圖形 狀無誤，3分；各控制截面值正確，2分。答案：MA=45kNm（上側）；Mb=30 kN m（下側）； Mc=40 kN mfT側）Ay。lOkNm（8分）6、用圖乘法計算圖示剛架的位移厶CM丄左 本題程度：中等。（圖乘的熟練程度要求較高） 要求學生熟練掌握用圖乘法求結構的指定位