建筑力学网上作业题答案x

1、东北农业大学网络教育学院建筑力学网上作业题答案作业题一参考答案部廉雾将孺能型眷豐舌饕聚谱如将该总贮挈2简化，贝IJ ( B ) oA： F H 0, MH0；R2C： F = 0, M=M；R21B: F =0, MHM；D: F HO, M=M。2.大小相等的四个力，作用在同一平面上且力的作用线交于一点C,试比较四个力对平面上点O的力 矩，哪个力对O点之矩最大（B ）A 力 PiB .刀pC. 力门D. 力 P4P；两端較支的等直压杆，其横截面如图所示。试问压杆失稳时，压杆将绕横截面上哪一根轴转动?(B)A.Z 轴B.C.ZD.4. 如图所示矩形截面，判断与形心轴z平行的各轴屮，截面对哪根轴

2、的惯性距最小以下结论哪个正确？ （D）A. 截面对Zi轴的惯性矩最小B. 截面对Z2轴的惯性矩最小C. 截面对与Z轴距离最远的轴之惯性矩最小D. 截面对Z轴惯性矩最小5. 指出以下应力分布图中哪些是正确的（D ）A. 图（a）（b）正确B. 图（b）（c）正确C. 图（c）（d）正确D. 图（b） （d） 正确二、判断题（每小题 1分，共5分）1. 作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，此力系必然平衡。（X ）2. 一空间力系，若各力作用线平行某一固定平面，则其独立的平衡方程只有3个。 （X ）3. 压缩与弯曲的组合变形，在进行强度计算时，如考虑附加弯矩的影响，结果是偏于安

3、全的。（V）3 倍。（X）4. 下图为几何不变体系且无多余约束。（X ）5. 矩形截面梁受横向力作用而弯曲时，其横截面上最大剪应力的大小是平均剪应力的三、1.填空题（每空1分；共15分。）横截面面积A=10cm的拉杆，P=40KN,当aT a3.2.杆件的基本变形形式包括 一轴向拉伸或轴向压缩 空间固定支座的支座反力包括4.如图所示的组合图形的形心坐标yc =23mmZc四、作图题（不用写出屮间过程，本题共1. 作下杆的轴力图。（不考虑自重，分）15 分。）2. 作圆轴的扭矩图。（分）338 kN22 kNT1*1/14kN3.作下梁的剪力图和弯矩图。（5分）4.q = lOkN/m作下梁的剪

4、力图和弯矩图。（5分）25kN卜III.1 1 r |20kNHI20kN.m15kN11.25kN.m五、计算题（共60分）1.试作刚架的内力图（包括弯矩图、剪力图和轴力图,HkN.i 1 *7 1| Lqa要求写岀计算过程）解：X0Xb82 6 0o （10 分）Xb 4kNMb 0Ya 5263 10-82-8 6 0Y 0Ya 3.6kNAC段Me2kN/mNca8I mYb-VQCA cQac=OMac=0BE段3.6kN3.6 YbYb 4.4kNcA=-12kNCA=（左拉）24N=N=BEEBQbe=Qeb=41422.72 cm)IS忖产2L27 cm210kNQ 口208k

5、N8 kNM Q|川川41.8kN.m45kN.m解：i）梁的剪力、弯矩图作梁的剪力、弯矩图，如上图所示。2）梁的弯曲正应力强度校核最大正应力发生在梁跨屮截面E的上、下边缘处。下边缘各点处均为单轴拉应力状态，其值为Mmaxmax45 IO36n 106.4 10 Pa423106所以，满足正应力强度条件。3）梁的切应力强度校核最大切应力发生在两支座内侧截面其值为A, B的屮性轴上。截面 A屮性轴上各点处均为平面纯剪切应力状态,max pHwXnrx 210 10? 98.6 106 Pabl10 10-321.3 IO2所以，满足切应力强度条件。a）梁的主应力强度校核危险点位于截面 C或D外侧

6、的翼缘与腹板的交界处。其应力分量为十 88.6MPaFS*v ?T 71.6MPa bl其主应力为按第四强度理论进行计算r4x卩所以，主应力的强度条件也得到满足。6.高宽比b/h=l/2的矩形截面木梁，长度1 =2m,在自由端截面承受与水平面成30。角的集中荷载F=240N,如图所示。设木材的许用正应力=10 MPa,不考虑切应力强度，试选定其截面尺寸。（10分）(88.6 10 )3(71.6 10 )152.4 10 Pa解：1）危险点及其应力危险截面为固定端截面 A,危险点位于角点1和2处，其最大正应力为max2）截面尺寸危险点为单轴应力状态，由强度条件M y M 2Wy WZFl(co

7、s30sin30Wzmaxcos30Fl(sin30WzWy /WZb/h1/2所以解得所以maxFl(cos30WyWy sin303F1 z “1)(COS30 sin30 )Wzb32bLsin 30 ) 5.5cm2b h 5.5cm 1 lcm作业题二参考答案1分，共5分）、单项选择题（将正确答案字母序号填入括号里，每小题1. 在下列原理、法则、定理中，只适用于刚体的是（C）A.二力平衡原理B.力的平行四边形法则C.力的可传性原理D.作用与反作用定理2. 图示为一轴力杆，其中最大的拉力为（B ）3. 圆形截面梁受横向力作用而弯曲时，其横截面上最大剪应力的大小是平均剪应力的（D）倍倍倍

8、3倍4. 图示悬臂梁AC, C截面处的挠度值，有四种答案，其中正确的是（C）。=f b+ 0 B a其屮错的是（为三力平衡构件C.反力Ra和Rb的方向都指向C 的方向指向c, Rb的方向不确定二、判断题（每小题1分，共5分）1. 力偶的两个力对其作用平面内任一点为矩心的力矩之和均等于力偶矩值，而与矩心位置无关。（丿）2. 构件对变形的抗力称为内力。（丿）3. 脆性材料的变形性能比塑性材料的变形性能要好。（X ）4. 应力集中对构件的承载力没有影响。（）X5. 挡土墙是一种实体结构。s/（）三、填空题（每空1分，共15分。）1. A、B两点的距离a = 10cm, P=15KN,欲将P力从B点平

9、移到A点，得到的力P =_15kN_,附加力偶矩m a= o卩.h-h_2.杆件的横截面A=1000mm,受力如图所示。此杆处于平衡状态。 P二_20kN、o i-i =20MPa o3.图示圆轴，受到四个外力偶作用，则其外力偶矩m= 、 Ti= 、T?= o4. 所谓刚体是指 在力的作用下不变形的物体。5. 在功率一定的情况下，轴的转速越高，则其所承受的外力偶矩越_小_;反之，轴的转速越低,则其所承受的外力偶矩越大一。主应力 o6. 应力单元体中切应力为零_的平面称为主平面，主平面上的正应力称为3327.变形固体的基本假设为连续性假设、均匀性假设和各向同性假设四、作图题（不用写出中间过程，本

10、题共1.作下杆的轴力图。（不考虑自重，分）15 分。）2.作圆轴的扭矩图。（分）4.作下梁的剪力图和弯矩图。（5分）P3 丄P33P3 qa41 qa4MPaPa39q2 4qa2剪力图和轴力图，要求写出计算过程）0 （10 分）五、计算题（共60分）1. 试作刚架的内力图（包括弯矩图、iql/4qql2（计算过程略）2图示简支梁，已知P=20kN,l =1 m,b=40mm,h=80mm,E=200GPa ,求梁中央下边缘处的纵向应变。 解：（5分）3b（/z和|11吋1-P14弯矩图如图所示:梁下边缘处的弯矩为:梁下边缘处的应力为:M 5 103Wz bh 26梁下边缘处的应力为:6 51

11、034010 5 80 10 6一 9 7 =E 2003.如图3a已知悬臂梁（全梁抗弯刚度均为EI ）受集屮力后端部的挠度为yeF13,转角3EIFl22EI求图3b中的C点的挠度的大小。（本题5分）F图3aFF7AKC11图3bAZ|_.A.jh-解：AB段刚化2EI3EIBC段刚化f LI 2LI 2f LI 2开 |qc 2 二 2F1 二 +TT = 2F1 二t1 FL c2EI EI ElA pb,r芒fc2 = 2FL +TFh + ZFLl 二 F9Tk、3EI 2EI EI 6EI7F1?fc = fcl + fc2 =2EI12344o810 MPa=60MPa,1.2

12、/ mT=, T=, T=, T二作轴的扭矩图。，试校核轴的强度和刚度。4. 钢制圆轴上作用有四个外力偶，其矩(2)若截面直径50mm,设材料的gd(10 分)MTmaxWtmax0.6心d 316 （丄6 10 35O3 10 91624.5 106Pa 24.5MPamax1800.6 103 180 0.70 o/ mG glp8 10410 6 d 432其强度和刚度均满足要求。5.横截面为正方形（边长为a）的钢制梁AB,受力如下图所示。已知a=50mm,L=lm, P=1500N,许用应力o =160MPa。试校核AB梁的强度。（10分）解：A截面为危险截面Mz=Pa+P*21 =1

13、500*50*10 心 +1500*2*1 =Mv=Pa =N=2P=3000ND 为危险点MzWzMyWy3075AB梁满足强度要求。6.下图所示结构，梁_1650 3 1 0753000 z = =160MPa050 310 950106AB和杆CD是同种材料制成，已知许应力为o , CD杆的横截面积为 A=b3/a。AB梁的截面为矩形h=2b,试求许用载荷Po （10分）解：AB梁的受力分析如下图所示：由平衡方程:Ma 0X 0RcdXA=02a P3a 0 ,Rcd=3P/2RY 0CDP Ya0,Ya=P/2对CD杆：Ncd= Rcd=3P/2N2b3CD3P/2,故有PCDAb3/

14、aCD3a所以对AB梁，其弯矩图如下所示2b33aA点处的主应力及其方位角,7.求图示悬臂梁P=IOkNMmax=P aMPamaxmaxbh26abh2b33a并用单元体的草图表示出来。（10 分）MOkN)20kNmMQMMAgV 13 心 4010 3Ix 丄 801603 IO1212QgSxIxb10 IO? (80 40 60丄 80 1601210 12tan 219.0419.040.8819.042 o 5.2802.64 A0 4O 680解：1）求支座反力M 0M 2P 0 , M=X 0, X=0Y 0 , Y=P=10kN画Q, M图（如左图所示）求A点应力=P=10

15、kN19.04MPa10 9)0.88MPa80 10 3219.0419.040.09220.8819.08MPa20.880.04 MPao 9087.3619.0419.040A cos 2 02 2a sin 2 ocos 5.28 0.88sin 5.282 2故主平面方位角0 =o单元体草图：作业题三参考答案一、判断题（每题I分，共10分。）5. 刚体是指在任何外力作用下，其形状都不会改变的物体。（丿）6. 线均布荷载的单位是N/m或kN/m。（“7. 空间固定支座，它只能限制水平和竖直方向的移动，也能限制转动。（X ）8. 桁架是受弯杆件。OX（丿）9. 拱的轴线是曲线，在竖向荷

16、载作用下，不仅产生竖向反力，而且还产生水平反力。（丿）10. 力偶的两个力对其作用平面内任一点为矩心的力矩之和均等于力偶矩值，而与矩心位置无关。11. 变形固体的基本假设为连续性假设，均匀性假设和各向异性假设。（X）12. 脆性材料的变形性能比塑性材料的变形性能要差。（丿）13. 试验与理论分析表明，截面尺寸改变得越急剧，应力集中的程度就越严重。（丿）14. 挡土墙不是一种实体结构。（）X二、作图题（12题每题5分，35题10分，不用写出中间过程，本题共 40分。）1.作下杆的轴力图。（不考虑自重，5分）2.作圆轴的扭矩图。（5分）3.作下梁的剪力图和弯矩图。（10分）4.作下梁的剪力图和弯矩

17、图。（10分）IP21 wi i丄M5.作下刚架的内力图。（10分）三、计算题（共40分）PPa_MPa1 图示拉杆承受轴向拉力 P=30kN,杆的横截面面积 A=300mm,今在其表面取A单元体，已知=30。试计算单元体各面上应力的大小。（8分）120解:108 Pa lOOMPa ；A A 300 10 61） 当 30时:一(1 cos2 ) mi(l cos60 ) 75 MPa ； 30 i2 2o sin 2 -kOOsin 60 43.3 MPa :30 2 22)当 30 90120 时：o (1 cos2 ) 1(1 cos 240) 25MPa ；2 243.3MPaT2=

18、, Te, T匸作轴的扭矩图。(2)若截面直径50mm,设材料的gd(12 分)4810 MPa=60MPa,o1.2 / m，试校核轴的强度和刚度。T1 T2 Ts T4解:Thr-rIF i Imax0.6 IO?d316160.6 IO?503 10 924.5 106Pa 24.5MPa1t |ax1800.6 103maxGglp8 104106 一d 4321800.70 0/ m其强度和刚度均满足要求。3试校核下图所示矩形截面梁的强度。已知= llMPa,=0 （ 10 分）q=2kN/mII 1+11100II解：1)求支反力并画剪力图和弯矩图;Vi=V2 =4 kN；由剪力图和弯矩图得出：i2o sin 2 十冊sin 2402 22.钢制圆轴上作用