建筑力學(xué)習(xí)題集答案解析集

1、1對于作用在剛體上的力，力的三要素是大小、方向作用點(diǎn) 。2、力對矩心的矩，是力使物體繞矩心轉(zhuǎn)動 效應(yīng)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(zhuǎn)四種。4、軸力是指沿著 桿件軸線的內(nèi)力。5、軸向拉伸（壓縮）的正應(yīng)力大小和軸力的大小成正比 ，規(guī)定 受拉 為正,受壓為負(fù)。4倍。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 7、細(xì)長壓桿其他條件不變，只將長度增加一倍，則壓桿的臨界應(yīng)力為原來的0.25 倍。8、在力法方程中，主系數(shù) &恒 大于 零。9、力矩分配法的三個基本要素為轉(zhuǎn)動剛度、分配系數(shù)和傳遞系數(shù) 。10、梁的變形和抗彎截面系數(shù)成比。11結(jié)構(gòu)位移產(chǎn)生

2、的原因有 荷載作用溫度作用、支座沉降等。填空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機(jī)械作用。這種作用會使物體產(chǎn)生兩種力學(xué)效果分別是外效果和內(nèi)效果3、力的三要素是力的大小力的方向力的作用點(diǎn)4、4、加減平衡力系公理對物體而言、該物體的外效果成立。匯交于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占八、6、使物體產(chǎn)生運(yùn)動或產(chǎn)生運(yùn)動趨勢的力稱荷載（主動力）相反8、柔體的約束反力是通過 _接觸點(diǎn)，其方向沿著柔體中心7、約束反力的方向總是和該約束所能阻礙物體的運(yùn)動方向線的拉力。自行封閉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10、平面匯交力

3、系合成的結(jié)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12、藝X =0表示力系中所有的力在軸上的投影的 _代數(shù)和13、力偶對作用平面內(nèi)任意點(diǎn)之矩都等于力偶矩14、力偶在坐標(biāo)軸上的投影的代數(shù)和為零15、力偶對物體的轉(zhuǎn)動效果的大小用 _力偶矩16、力可以在同一剛體內(nèi)平移，但需附加一個力偶。力偶矩等于原力對新作用點(diǎn)之矩。17、平面一般力系向平面內(nèi)任意點(diǎn)簡化結(jié)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(zhuǎn)向 、力偶的作用面 。19、20、摩擦角的正切值等

4、于靜摩擦系數(shù)21、摩擦角是當(dāng)靜摩擦力下達(dá)到 _最大值時，全反力與支承面的 _法線的夾角。22、最大靜摩擦力與兩物體接觸面積的大小 _無關(guān)。與兩物體間的 _法向壓力成正比。23、桿件的四種基本變形是 _拉（壓）變形 _、_剪切變形 、 _扭轉(zhuǎn)變形 _、彎曲變形 。24、材料力學(xué)對變形固體的基本假設(shè)是 _均勻連續(xù)假設(shè) _和 _各向同性假設(shè) _。25、由于外力作用，構(gòu)件的一部分對另一部分的作用稱為內(nèi)力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(diǎn)不共線26內(nèi)力在一點(diǎn)處的集度值稱為應(yīng)力27、軸向拉壓時與軸線相重合的內(nèi)力稱軸力28軸向拉壓時正應(yīng)力計算公式的應(yīng)用條件是等截面直桿_和_外力作

5、用線與軸線重合或內(nèi)力只有軸力29軸向拉（壓）時，用虎克定律求變形時，應(yīng)用條件是 嚴(yán) S或桿內(nèi)應(yīng)力不超過比例極限和在I長度內(nèi)E、A、N均為常數(shù)。30低碳鋼拉伸試驗中的應(yīng)力應(yīng)變圖可分為四個階段分別是彈性階段服階段_、強(qiáng)化階段、頸縮階段31、材料在受力過程中各種物理性質(zhì)的數(shù)據(jù)稱材料的力學(xué)性能32、對其它塑性材料，卸載后試件殘留的塑性應(yīng)變達(dá)到0.2%時，對應(yīng)的應(yīng)力值作為材料的 名義屈服極限。彈性33通常規(guī)定鑄鐵在產(chǎn)生0.1%的應(yīng)變時，所對應(yīng)的應(yīng)力范圍作為的范圍。34、鑄鐵壓縮破壞面與軸線大致成 _45°角，說明鑄鐵的 _抗剪主應(yīng)力按代數(shù)值排列為do強(qiáng)度低于抗壓強(qiáng)度。35、塑性材料以屈服極限作

6、為極限應(yīng)力，脆性材料以強(qiáng)度極限作為極限應(yīng)力。36、單位長度上的縱向變形稱縱向線應(yīng)變設(shè)計截面37、強(qiáng)度條件有三方面的力學(xué)計算分別是 _強(qiáng)度校核確定許用荷載 _。應(yīng)力集中38、由于桿件外形的突然變化而引起局部應(yīng)力急劇增大的現(xiàn)象稱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最小40、對直徑為 d 的圓形截面，它的慣性半徑為 _i= d/441、以彎曲變形為主要變形的桿件稱 _梁梁的內(nèi)力正負(fù)號規(guī)定彎矩使梁 _下拉上壓為正。主平44、在應(yīng)力單元體中，若某一截面上的剪應(yīng)力為零，則該截面稱面。45、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的實際受力情況(2)實用性:計算

7、簡圖盡可能使力學(xué)計算簡化46、荷載按其作用時間的長短可分 _恒載和_活載 。60、在一定荷載下 ,拱每一截面彎矩 等于零47、平面內(nèi)一個點(diǎn)有 _2個自由度,平面內(nèi)一剛片有 _3_個自由度 :一個連接三根桿件的復(fù)鉸 ,可使系統(tǒng)減少 _4_個自由度 ;一個連接幾個剛片的復(fù)鉸 ,可使體系減少 _2(n-1)個自由度48、一根鏈桿相當(dāng)于一個約束 ,而一個單鉸相當(dāng)于 _2_個約束,一個_單剛結(jié)點(diǎn) _或固定端支座相當(dāng)于三個約束。不全平幾何不變49、平面內(nèi)兩個剛片用三根鏈桿組成幾何不變體系，這三根鏈桿必須是不全交于一點(diǎn) 。50、在忽略材料應(yīng)變的前提下， 幾何形狀和位置是不會改變的體系稱 體系51、在忽略材料

8、應(yīng)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(yùn)動所需的獨(dú)立幾個參數(shù)的個數(shù)稱 _自由度53、 53、靜定結(jié)構(gòu)可分為 _梁剛架桁架和 _ 三鉸拱四大類54、梁和剛架的主要內(nèi)力是 彎矩 M；桁架的主要內(nèi)力是軸力 N55、桁架計算簡圖選取的基本假設(shè)是 _光滑鉸節(jié)點(diǎn)直桿節(jié)點(diǎn)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)合桁架復(fù)雜桁架三大類57、拱與梁的主要區(qū)別是：拱在豎向荷載作用下有水平推力58、剛結(jié)點(diǎn)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(jié)點(diǎn)為研究對象 ,來計算桿件內(nèi)力的方法稱結(jié)點(diǎn)法時的拱軸線，稱合理拱軸線。61、力在其它原因

9、引起的位移上所做的功稱虛功62、在變形過程中，某截面所轉(zhuǎn)過角度，稱為該截面的角位移63的位置；下標(biāo)P表示“P”引起位移的原因64當(dāng)求得的位移 ip為負(fù)植時，說明了實際位移與虛擬力方向相反位移符號“ip”中的兩個下標(biāo)i、P,其中下標(biāo)i的含義是_ “i”產(chǎn)生位移65圖(a) (b)、(C)中共標(biāo)出了 9個位移Si,其中有3對位移的數(shù)值相等，試根據(jù)位移互等定理，寫出這3對位移32；APi=lF.= l答案：2= S S3= as §5= &靜定結(jié)構(gòu)66結(jié)構(gòu)的反力和內(nèi)力完全可以由靜力平衡方程加于確定結(jié)構(gòu)稱為67、超靜定結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的反力或內(nèi)力不能全部由靜力平衡條件來確定，約束有 多余；（

10、2）68超靜定結(jié)構(gòu)與靜定結(jié)構(gòu)相比，其不同之處是：（1）_計算方法有多余約束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而建立的。70切斷一根鏈桿相當(dāng)于解除約束，而切斷一根梁式桿相當(dāng)于解除3個個約束選擇1 固定端約束通常有（）個約束反力。(A )一(B)(C)三(D )四2 如右圖所示結(jié)構(gòu)為（A .幾何瞬變體系B.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。D .大小相等。4.力偶可以在它的作用

11、平面內(nèi)D ），而不改變它對物體的作用。A .任意移動既不能移動也不能轉(zhuǎn)動C.任意轉(zhuǎn)動任意移動和轉(zhuǎn)動5.一個點(diǎn)和一個剛片用（）的鏈桿相連，組成幾何不變體系。A 兩根共線的鏈桿B. 兩根不共線的鏈桿C. 三根不共線的鏈桿D .三根共線的鏈桿6.靜定結(jié)構(gòu)的幾何組成特征是D ）。A .體系幾何可變B.體系幾何瞬變C.體系幾何不變D .體系幾何不變且無多余約束7.圖示各梁中I M I max為最小者是圖（D ）。gI 月一1I&簡支梁受力如圖示，則下述正確的是（）。4A. Fqc（左）=Fqc（右）,Mc（左）=Mc（右）B. Fqc（左）=Fqc（右）-F,Mc（左 ）= M C（右）C. F

12、qc（左）=Fqc（右）+ F,Mc（左）=Mc（右）D. Fqc（左）=Fqc（右）-F,Mc（左 ）工 Mc（右）9工程設(shè)計中,規(guī)定了容許應(yīng)力作為設(shè)計依據(jù):。其值為極限應(yīng)力0除以安全系數(shù)n ,其中門為（DB.1C. <1>110.圖示構(gòu)件為矩形截面，截面對Zi軸的慣性矩為A. bh3B. bl!12 6C,22* Zibh3bh3C.411. 如圖所示的矩形截面柱,Fpi和Fp2力作用，將產(chǎn)生D ）。C.主系數(shù)和自由項D .副系數(shù)和自由項( C )的組合變形。A. 彎曲和扭轉(zhuǎn)B.斜彎曲C. 壓縮和彎曲D. 壓縮和扭轉(zhuǎn)12. 在力法典型方程的系數(shù)和自由項中，數(shù)值范圍可為正、負(fù)實數(shù)

13、或零的有(A .主系數(shù)B. 主系數(shù)和副系數(shù)A .結(jié)點(diǎn)位移13. 位移法的基本未知量是(B.多余約束力C. 桿件的變形D .支座位移14圖示單跨梁的轉(zhuǎn)動剛度Sab 是(D ）（ i 旱）。A. 2iB. 4 iC. 8iD. 16i(D )桿。15如圖所示為四根材料相同、直徑相等的桿件。承載能力大的是A. 圖 a。B. 圖 b。C. 圖 C。D. 圖d。16、17、18T7能夠限制物體角位移的約束是（A .固定鉸支座C.簡單鉸桁架中的二桿結(jié)點(diǎn)，如無外力作用,I .不共線II .共線e'77777cl訓(xùn)B)。B .固定端支座D .滾動鉸支座如果二桿（III .互相垂直A ）,則此二桿都是零

14、桿。B. IIC.I、IIID . II、III如圖所示各桿的受載情況中,使桿件產(chǎn)生純扭轉(zhuǎn)變形的是圖（b ）。(ai I1FFII19、正方形結(jié)構(gòu)如圖所示，已知各桿的EA都相同,則斜桿1-3的伸長為（C）。A. Al=2Fa/ EAB. Al=0。C. Al/2 Fa/B、C均錯20、如圖所示為四根材料相同、直徑相等的桿件。承載能力大的是(DA.圖 a。B.圖 bo C.圖 CoD.圖 do777777a)clD. i21、圖示單跨梁AB的轉(zhuǎn)動剛度Sab是（B ）0（ iC. 4i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

15、 ）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(dú)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梁的縱向?qū)ΨQ面內(nèi)，則彎曲變形時梁的軸線仍在此平面內(nèi)。 ( V )7應(yīng)力是構(gòu)件截面某點(diǎn)上內(nèi)力的集度，垂直于截面的應(yīng)力稱為剪應(yīng)力。8在工程中為保證構(gòu)件安全正常工作，構(gòu)件的工作應(yīng)力不得超過材料的許用應(yīng)力c，而許用應(yīng)力f)是由材料的極限應(yīng)力和安全因素決定的。9壓桿喪失了穩(wěn)定性，稱為失

16、穩(wěn)。 (V10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。(V)(V)12位移法的基本未知量為結(jié)構(gòu)多余約束反力。( X13軸力是指沿著桿件軸線方向的內(nèi)力。( V )14桁架中內(nèi)力為零的桿件稱為零桿。 ( V )161715無多余約束的幾何不變體系組成的結(jié)構(gòu)為靜定結(jié)構(gòu)。合力不定比分面 圖 形 的 靜 矩 與 坐 標(biāo) 系有關(guān)。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(yùn)動方向相反。V)21、力平移，力在坐標(biāo)軸上的投影不變。22、力偶在坐標(biāo)軸上有投影。23

17、、平面一般力系簡化的結(jié)果是主矢和主矩， 主矩的計算與簡化中心無24、彎矩越大梁的彎曲應(yīng)力也一定越大。25、內(nèi)力是由于外力作用構(gòu)件內(nèi)引起的附加力。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：滿足胡克定律屈服階段：應(yīng)力不變，應(yīng)變迅速增大 強(qiáng)化階段：金屬晶粒重組，強(qiáng)度進(jìn)一步提高 頸縮階段：應(yīng)力降低，應(yīng)變增大，在某一位置出現(xiàn)斷面收縮，最終斷裂答：(1)2、請列舉提高梁彎曲強(qiáng)度的主要途徑，并簡單說明原因。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 。選用變截面梁： 構(gòu)件上的內(nèi)力是隨著位置的變化而變化

18、的， 在內(nèi)力大的位置選用較大的截面形式，在內(nèi)力較小的位置選用較小的截面形式，這樣在同樣的經(jīng)濟(jì)代價 之下提高梁的抗彎強(qiáng)度。合理布置梁的支座：這樣在同樣的荷載作用下可以減梁的最大彎矩值。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(nèi)力圖(彎矩圖和剪力圖)門丨 H I I I I I i 1 I I C«解(1)計算支座反力(2 分)Ma(F)0 得Fy O得2F By ql (?)3F Ay 3ql (?)3根據(jù)本例梁上荷載作用的情況，應(yīng)分AB、BC兩段作內(nèi)力圖。(2 )作Fq圖AB段:梁上有均布荷載,(2分)1Fq圖應(yīng)為一下斜直線，通過Fqa 右

19、= FAy - ql即可畫出此3段下斜直線。BC段：、，L2By 3(3)作M圖Fq圖也為一下斜直線，B點(diǎn)有支座反力，產(chǎn)生突變。突變值-1為Fey ql ，通過Fqb右=ql，可畫出。34梁上有均布荷載,AB段：梁上有均布荷載，M圖為一拋物線，Ma=0, MbBC段：梁上有均布荷載， M圖為一拋物線，可以畫出全梁的(4 分)1I 2ql 。32M圖。侖Z耳AFdfl2、梁的正應(yīng)力強(qiáng)度計算，試求圖示梁的最大正應(yīng)力及其所在位置。LokN no&t6 7ta I 0.7m(KTia解(1)計算支座反力(2 分)很明顯，F(xiàn)Ay Fey 10kN (?)(2) M max FAy 0.7 7kN

20、 m(2 分)(3) WzIzy maxbh312h2120 200312200-"T538 10 mm(2 分)(4)M maxmaxWz1068 108.75 MPa(2 分)3、試求圖示梁的支座反力。（8分）lOkN/mrn本題程度：容易。（概念簡單，計算簡單）要求學(xué)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(biāo)準(zhǔn)：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（ t ）; FBY=30kN（ t ）4、試對圖示結(jié)構(gòu)作幾何組成分析。本題程度：容易。（題目本身簡單，學(xué)生掌握最基本的方

21、法）要求學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)的幾何組成規(guī)則和有關(guān)概念，能利用法則正確分析結(jié)構(gòu)的幾何組成。評分標(biāo)準(zhǔn)：寫出分析過程，3分；結(jié)論正確，5分。答案：幾何不變體系，無多余約束。5、試?yán)肕、Fq、q三者的關(guān)系，畫出梁的彎矩圖。（8分）本題程度：中等。（對內(nèi)力圖的特征和性質(zhì)要求較高）要求學(xué)生熟練掌握 微分關(guān)系，并能熟練的利用關(guān)系畫出內(nèi)力圖。評分標(biāo)準(zhǔn)：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=45kN m（上側(cè)）；Mb=30 kN m（下側(cè)）；Mc=40 kN m（下側(cè)）6、用圖乘法計算圖示剛架的位移M、Fq、q三者的Ay。（8分）lOkN/m呂讐N_E丄上4m本題程度：中等。（圖乘的熟練程度要求較高）要求學(xué)生熟練掌握用圖乘法求結(jié)構(gòu)的指定位 移。4分。評分標(biāo)準(zhǔn)：畫出 Mp圖，2分；畫出M圖，2分；圖乘結(jié)果正確,答案： Ay=1760/ El（ J ）（8分）7、用力法計算圖示超靜定結(jié)構(gòu)，并畫出其彎矩圖。2tNAo.本題程度：中等。（計算量不大，強(qiáng)調(diào)方法）要求學(xué)生掌握力法的基本思路和方法，會熟練 求解一次超靜定結(jié)構(gòu)。評分標(biāo)準(zhǔn)：畫出 Mp圖，2分；畫出M1圖，2分；求出X1, 2分；畫出M圖，2分。答案：Mba=2.57 kN m（上側(cè)）&外伸圓木梁受荷載作用如圖示。已知Fp=3kN , q=3kN /m。