建筑力学与结构力学作业答案

ABFFABFF5、下图中刚架中CB段正确的受力图应为(D)。AABBCC(D)图DFCFFCC((A)BBCBB(B)BFCCCCFCFBBBBFB(C)((C)(三)分析题：1、画出下图所示各物体的受力图，重均不计。FC·AGABBF60°Aaaa未注明者，自F(b)A(b)qBa(c)333解：(a)取球为研究对象，作受力图如下：FC·AGABRAR3B3FBAxAyFC2F1ABFCyFFFFBAxAyFC2F1ABFCyFFFAAFRBRFBABFARBF(cFqBFAxBB未注明者，B未注明者，自2、画出下图所示各物体的受力图，重均不计。CFF绳DEAB(a)AC杆、BC杆、整体(b)AC杆、BC杆、整体qF6060°BADC(c)AB杆、BC杆、整体CCxCxTDA4FA5EFCyFFFFEFCyFFFF力图如下：CCCxFCxFCyT¢FCyT¢BFBCCF绳DAABEBCFCxFAFAxFFAy再取BC杆为研究对象，作受力图如下：CF2C2FCF2C2CxFCxFCyF¢CyAFBBBxBxBBBxBxFAyFByFAyFBy力图如图所示：qFFFFFqFFFFFqADFBxFAxBFAyFDFByFF60°CBBxF¢CBBxFF¢F¢By力图如下：qAD60°ADFCBAxCBDCFAyDC二、平面汇交力系成绩(一)判断题：1、求平面汇交力系合力的几何作图法称为力多边形法。(V)3、平面汇交力系平衡的充分必要的解析条件是：力多边形自行封闭。(´)4、力在坐标轴上的投影有时是一个矢量。(´)5、平面汇交力系各力的作用线都汇交于一点。(V)(二)选择题：1、空间汇交力系各力的作用线汇交于((A)点。(A)一(B)二(C)三(D)四力的投影正负号规定：当力矢量与轴正向夹角为锐角时为B(()。(A)零(B)正(C)负(D)不确定3、平面汇交力系有(B)个独立的平衡方程。(A)一(B)二(C)三(D)四4、图示为作用在三角形板上汇交于三角形板底边中点的平面汇交力系，如果各力大小均不等于零，则图示力系(C)。 (A) (B)一定平衡 6F 2 6FO7(A)能平衡(B)(A)能平衡(B)一定平衡(C)一定不平衡(D)不能确定R2+R2xy合力大小R===73.44NORx·aRyR OF(C)一定不平衡(D)不能确定5、图示为作用在三角形板上汇交于三角形板中心的平面汇交力系，如果各力大小均不等于零，则图示力系(A)。FF21F2(三)计算题：求其合力。yFF1O·F3F4x.72+(-72.66)2y7272.66xxAxAFACW由SX=0BN2、简易起重机如下图所示，重物W=100N，设各杆、滑轮、钢丝绳自重不计，ABC链连接。求杆件AB、AC所受的力。yBBA45°DW30°C三、力矩与平面力偶系成绩(一)判断题：1、力对矩心的矩，是力使物体绕矩心转动效应的度量。(V)3、力偶的作用面是指组成力偶的两个力所在的平面。(V)(V)面力偶系有时可以合成为一个合力偶矢。(´)(二)选择题：个力对平面上点O的力矩，哪个力对O点之矩最大？(B) APBP2P4 CPDPP1C·P3P2P22、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零84F4FF32FF329FF(A)力系可以合成为一个力偶(B)力系可以合成为一个力(C)力系可以简化为一个力和一个力偶(D)力系的合力为零，力系平衡且沿正方形边长作用，正方形的边长，则合力偶矩为(D)。(A)0(C)Pa (B)4Pa (D)2PaPPPPP5、已知杆AB和杆CD自重不计，且在点C出光滑接触，若作用在杆AB上的力偶矩为m1，则欲使系统保持平衡，作用在CD上的力偶矩m2如图所示，其(A)m1＝m2(B(B)m1＝m23(C)m1＝2m2(D)m1＝3m2(三)计算题：1、计算下图中F对O点之矩。LqFOaOa(b)(b)LabFaqO(c)解：(a)mo(F)=0n2、求下图所示梁上分布荷载对B点之矩。4kN/mAB6m3、求下图所示梁的支座反力。66kN6kNAB1m1m1m6kN6kN6kNBABAPFBF四、平面一般力系成绩(一)判断题：V)2、在任何情况下，主矩都与简化中心位置有关。(´)3、如果平面一般力系的三个平衡方程为：SX=0，SMA=0，SMB=0。则式中Y轴不能与与A、B两点的连线垂直。(´)4、如果有n个物体组成的系统，每个物体都受平面一般力系的作用，则共可以5、物体系统是指由若干个物体通过约束按一定方式连接而成的系统。(V)(二)选择题：1、平面平行力系的独立平衡方程一般有((B)个。(A)一(B)二(C)三(D)四2、平面一般力系有(C)个独立的平衡方程，可用来求解未知量。(A)一(B)二(C)三(D)四FF3、约束反力中含有力偶的约束为(C)。(A)固定铰支座(B)可动铰支座(C)固定端支座(D)光滑接触面4、两直角刚杆AC、CB支承如图所示，在铰C处受力P作用，则A处约束反力与x轴正向所成的夹角为(B)。(A)30°(B)45°(C)90°(D)135°FFAC)F1AB(A)2Fh/lF1ABOl(B)2Fh/l，沿垂向上Ol(C)2Fh/l，与支座B的约束力平行但相反(D)2Fh/l，与支座B的约束力平行且同向(三)计算题：1、求下图所示梁的支座反力。3kN3kNBA3kN3kNAFBAxBBFAyB由SX=0由SMA=0FB·4+3´0.5-1´2´1=0CBFFCBFF由SY=0FAy+FB-1´2=02、求下图所示刚架的支座反力。20kN20kNCB/m4m/mNk5ANk52m2m2m20kN20kNBBA AxFAy解：取刚架AB为研究对象，作受力图：由SX=0由SMA=0由SY=0xFB·6-20´2-20´4-5´4´2=0起重机，重G=500kN(不包括平衡锤重量Q)，如下图所示。跑车E的最大起重量P=250kN，离B轨的最远距离L=10m，为了防止起重机左右翻到，需在D点加一平衡锤，要使跑车在空载和满载时，起重机在任何位置不致翻到，求平衡锤的最小重量和平衡锤到左轨A的最大距离。跑车自重不计，DDQAGeBEPxbL解：空载时，起重机可能绕左轨A翻到，此时右轨B刚好离地，由平衡方程SMA=0得：Qx-G(e+b)=0①满载时，起重机可能绕右轨B翻到，此时左轨A刚好离地，FFFFFF由平衡方程SMB=0得：Q(x+b)-Ge-PL=0②Q333.34、求下图所示多跨静定梁的支座反力。1010kNBAC2m2m2m3mD1CDECSMCSMC=0FFD·3-2´4´2=010kN10kNBACDECBABA由SMA=0由SY=0FB·4+5.33´9+6-10´6-2´4´8=05、求下图所示两跨静定刚架的支座反力。3m3mD30kND3mABCA6m3m6m1330kN1030kN10kN/m10kN/m30kNDAC15kNAAB10kN/mDDYDC下：由平衡方程SX=0由平衡方程SMA=0由平衡方程SY=06、剪断钢筋的设备如下图所示，欲使钢受到12kN的压力，加在A点的力CAP45°021051BEDBE030OPFFAPFFA45°BOOxOyC45°FCDFDxEFDy12kNMDFCcosFCsinFC=24.24kNSMOP24´sin45°´0.3=0P=0.343kN五、材料力学概念，轴向拉伸和压缩成绩(一)判断题：1、各向同性假设是指固体内部各点处都具有相同的力学性质。2、轴力是指沿着杆件轴线方向的内力。3、在拉(压)杆中，轴力最大的截面一定是危险截面。4、一般认为，虎克定律在弹性范围内成立。5、低碳钢的拉伸过程中，屈服阶段的特点是应力几乎不变。 (二)选择题：1、解除外力后能完全消失的变形称为()。(A)弹性变形(B)塑性变形(C)残余变形(D)以上都不是2、计算内力的一般方法是()。(A)静力分析(C)截面法 (B)节点法 (D)综合几何、物理和静力学三方面3、弹性模量的单位与()的单位相同。(A)延伸率(B)线应变(C)泊松比(D)应力4、低碳钢的屈服极限发生在拉伸过程中的()阶段。(A)弹性(B)屈服(C)强化(D)颈缩5、在工程上，通常将延伸率大于()%的材料称为塑性材料。(A)2(B)5(C)10(D)15(三)计算题：1、求下图所示杆各段横截面上的轴力，并作杆的轴力图。ⅢⅠⅢ10kN20kN10kN20kN30kNCCADⅢⅢ10kN保留左边部分，受力如4010kNN3N3ⅢD由SX=0N1-40=0AⅢD40kN30kNN1=40kN40kN30kNBⅡBⅡA由SX=0N2-40+30=0由SX=0-N3-10=0N3=-10kN(压)10kN40kN2010kN40kN20kNCBDACBD40⊕ A3=400m，求各横截面上的应力。AN图(kN)4020kNA2BӨ50kNCA1C10kND603m2403m2403、下图所示横截面为正方形的阶梯形砖柱承受荷=40kN作用，材料的弹性上、下柱的正应力；PPAPPBC⑶计算上、下柱的线应变；⑷计、B截面位移。40ӨN(k Nk)3370AB5AB5BC5BC5D===-0.01´10m=D===-0.01´10m=-0.01mmD===-0.018´10m=D===-0.018´10m=-0.018mm224、一圆形钢杆，长l=350mm，d=32mm，在轴向拉力F=135kN作用下，测得Δd0.0062Dl0.04泊松比：μ=ε¢=d=32Dl0.04ll的直径d和木杆的截面边长a。3mCAPBsinαsinα=N1CaN23cosα=得：N1=-N2cosα=-(-3013)3=90kN13N20N20=0.095m=95mm径d=26mm。A对于木杆σ2=N2£[σ]2A2N2N2a95mm。6、下图所示起重架，在D点作用荷载P=30kN，若杆AD、ED、AC的许用应Am3DEPm6BCB3m3m2245DP得：N2=-N1cos45°=-302´=-30kN2再取ABD部分为研究对象，作受力图：4由几何关系，得：sinα=455尺寸AaDEPXBBBYB由σ=N£[σ]Amm0A>==300´10m=A>==300´10m=300mm2[σ]2100´106A3>N3[σ]3=´六、平面图形几何性质(一)判断题：成绩1、重心在物体内的相对位置随物体的放置不同而不同。2、物体的形心就是其重心。3、惯性矩之值有时可以为零。4、静矩之值有时可以为负。5、平面图形的对称轴一定通过图形的形心。 V) V)(二)选择题：4、由惯性矩的平行移轴公式，图示中1=(B)。2bh34bh4、由惯性矩的平行移轴公式，图示中1=(B)。2bh34bh33bh322(D)bh3(A)(C)h/h/h/y1、惯性矩的量纲为长度的(D)次方。(D)四Z1Z2Z3Z(A)(D)四Z1Z2Z3Z2、下图所示构件为T形截面，其形心轴最有可能的是(C(A)Z1((A)Z1(C)Z3(D)Z4Z4ZZy3、由惯性矩的平行移轴公式，图示中2=(D)。y2(B)Iz+bh3z4(C)2(B)Iz+bh3z4(C)Iz1+bh34(D)Iz+bh3h/2h/z1b/2b/2h/2yyzz1b/2b/2(D)极惯性矩(A)惯性矩(B)静矩((D)极惯性矩(三)计算题：1、试求下图所示平面图形的形心坐标及其对形心轴的惯性矩。cyccy402404004002002zc404zzz(b)4040(b)4040232yyycc40yc===86.7mmyc===86.7mmA1+A240´200+160´40Ⅰ002002ycy404z80808080=+53.3´40´200+12c240c240Iyc=Iy+1Iy04Ⅰ04 12121212002Ⅲ002cc形，得：z4040(b)4040yc===145mmyc===145mmAA240´40+2´40´200矩aAIzaA七、梁的弯曲内力成绩(一)判断题：1、弯曲变形是平面弯曲的一种特殊情况。(´)2、梁横截面的竖向对称轴与梁轴线所组成的平面称为纵向对称平面。(V)3、截面上的剪力使研究对象有逆时针转向趋势时取正值，当梁横截面上的弯矩使研究对象产生向下凸的变形时(即下部受拉，上部受压)取正值(。´)4、在拉(压)杆中，轴力最大的截面一定是危险截面。(´)5、用微分关系法作梁的剪力图和弯矩图适用于梁上有均布荷载的情况，有时也适用于梁上有线性分布荷载的情况。(´)(二)选择题：1、梁上剪力为零的截面处，(B)存在极值。(A)轴力(B)弯矩(C)扭矩(D)应力2、以下关于内力的结论中，哪个是错误的？(D)(A)轴向压缩杆横截面上的内力只有轴力。(B)圆轴扭转横截面上的内力只有扭矩。(C)轴向拉伸杆横截面上的内力只有轴力。(D)平面弯曲梁横截面上的内力只有弯矩。图示梁称为(B)梁。(A)简支(B)外伸(C)悬臂(D)定向C。(A)轴(B)拱(C)梁(D)桁架4kN/mnABnm2m2mC(三)计算与作图题：1、计算下图所示梁指定截面上的剪力与弯矩。1010kNnAnB1m3mCa(b)由SMA=0FC=0FC=3kN(个)由SY=0nMAnVVb由SMA=0FB·4-4´6´3=0由SY=0FA-4´6+18=04kN/mnMnAnV6kNVV=6-4´2=-2kN2、用函数法作下图所示梁的剪力图和弯矩图。AABlA距左端为x的一段为隔离体，如下图所示：MeVAxMelVMeVMelMMMex=e-lӨelMe3、作下图所示梁的剪力图和弯矩图。4kN/mABCDYD==6.5kN(个)(2)求出各弯矩控制点：q3.51.51.625mΘ6.53.555.35kN/mABCB4m(b)(b)求支座反力，由MA=0由Y=05kN/mABDCBD4m8ӨmӨ5kN/mAMDDx8k7计算弯矩极值MD：由Y=0-5x=0MD=8´8MD=8´89kN6kN/m9kNDBCABC(c)(c)(1)求支座反力：(2)求出各弯矩控制点：2286中6eee9e中94、用叠加法作下图所示梁的弯矩图。3e4kN2kN/mACB4kN2kN/mACACA+44kNCAM1图44kN2kN/mACB44kN•mM2图LL八、梁的弯曲正应力强度计算成绩(一)判断题：1、当截面面积相同时，矩形截面梁的抗弯强度比工字形截面梁高。(´)2、梁各截面上的最大正应力都相等并等于许用应力，就是等强度梁。(V)3、因为矩形截面梁平放比竖放稳定，故平放强度比竖放要好。(´)4、采用高强度钢材可以大大提高梁的弯曲强度。(´)5、梁纯弯曲时，中性层不受正应力作用。(V)(二)选择题：1、梁各横截面上只有(C)而无剪力的情况称为纯弯曲。(A)扭矩(B)轴力(C)弯矩(D)应力2、描述梁位移的基本量是(B)。(A)刚度(B)挠度(C)弯矩(D)扭矩3、下列四梁的q，l，W，[s]均相同，判断下面关于其强度高低的结论中哪个正 (B)(A)强度(a)>(b)>(c)>(d)(C)强度(d)>(b)>(a)>(c) (B)强度(b)>(d)>(a)>(c) (D)强度(b)>(a)>(d)>(c)qqq3L5L53L5L5(B)q5Lq54LL5LL5L5(C)(C)54、梁的弯曲正应力计算公式应B)范围内使用。5(A)塑性(B)弹性(C)小变形(D)弹塑性5、下列哪种措施不能提高梁的弯曲强度((D)?(A)支座内移(C)采用工字型截面梁 (B)增加辅梁 (D)将均布荷载改为几个集中力(三)计算题：工字钢的型号为No20a，求梁中的最大正应力。FABlCl2力发生在C截面的上、下边缘处。查表，得No20a工字钢的抗弯截面系数为：1MMσ====zmaxzWWzzzWWzz2、一矩形截面简支梁，跨中作用集中，如下图所示，已知l=4m，b=120mm，h=180mm，材料的许用应力[s]=10MPa。试求梁能承受的最大AFllCll2BbFl£[σ]Fl£[σ]46zmax4zmax4z6木材的许用应力[s]=10MPa，试选择圆木的直径d。qFqCBACBl3l3d3ABAB2.04>zmax九、平面体系几何组成分析(一)判断题：成绩1、几何不变体系一定是超静定结构。(´)2、去掉几何不变体系中的多余约束不会影响原结构的性能。(´)3、几何瞬变体系经微小位移后可变为几何不变体系，因此可用于某些工程结构4、影响体系自由度数目增减的约束称为必要约束。(V)5、三刚片规则的实质仍然是三角形规律。(V)(二)选择题：1、去掉一个单铰相当于去掉(B)个约束。(A)一(B)二(C)三(D)四2、一个刚结点相当于(C)个约束。(A)一(B)二(C)三(D)四*3、连接四个刚片的复铰相当于(B)个约束。(A)4(B)6(C)8(D)124、如图1所示结构为(B)。(A)几何可变体系(B)几何瞬变体系(C)几何不变体系，无多余约束(D)几何不变体系，有一个多余约束图15、三个刚片用(B三个单铰依次两两相连可以组成几何不变体系。(A)共线(B)不共线(C)虚拟(D)非虚拟(三)分析题：1、如下图所示，分析以下各结构几何组成。⑴去二元体原结构去二元体⑵去二元体原结构原结构去二元体去二元体去二元体去二元体⑶成绩十、静定结构内力计算成绩(一)判断题：1、桁架中内力为零的杆件称为零杆，零杆是多余杆，可以去除。(´)2、多跨静定梁中，附属部分依赖于基本部分，所以附属部分的受力也取决于基3、刚架的受力特点是刚结点可以承受和传递轴力及剪力。(´)4、下图所示结构的弯矩图形状是正确的。(´)5、拱是一种以受压为主的结构。 (V)(二)选择题：(A)上边一侧(B)右边一侧(C)受拉一侧(D)受压一侧2、结点法和截面法是计算(D)的两种基本方法。(A)梁(B)拱(C)刚架(D)桁架3、截面法计算静定平面桁架，其所取隔离体上的未知轴力数一般不超过(C)个。(A)一(B)二(C)三(D)四4、下图所示结构的弯矩图形状应为(A)。FFPFPABCD5、图示多跨静定梁的基本部分是(A)。(A)AB部分(B)BC部分(C)CD部分(D)DE部分ABCMDE(三)计算题：1、.作图示多跨静定梁的弯矩图。20kN/m40kN20kN/mAACDB44m20kN/m20kN/mDCD40kN40kN40kN40kN20kN/m40kN20kN/mABC20kN120kNCDCD40ABAB40DABCDABC4040442、作图示多跨静定梁的弯矩图。MAABClll3、作图示刚架的内力图。10kNDCBm20kN/mmA4m4m4m受力图如下：10kNCDD10kN20kND20kN/mA80kNA3720kNDD30kN30kNB30ӨӨӨBDCBD中AV图(kN)A80800BDCBD(40)AABDCBD中AA4、快速作出图示刚架的弯矩图。FFPll5、快速作出图示刚架的弯矩图。BCqlADl400APRAN0APRANP6、指出图示桁架中的零杆，并求指定杆的内力。aPc3m000a00000b00c0aac3sinα=354cosα=5P5sinα3解得：Nc=-=-sinα34122D7、计算图示桁架C的支座反力及1、2杆的轴力。kNkN3kNAE1AEBFC-1-2-3=0ⅠAE1ⅠAE12CBDBⅠN1NN3CN 4CND(6-3)×2+N1×2=0得：N1=-3kN(压)42十一、钢筋混凝土结构基本原理(一)判断题：成绩1、混凝土抗拉强度一般比抗压强度稍高一点。(´)2、立方体抗压强度标准值所用试件边长00mm。(´)4、在实际工程中，钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不低15。(V)5、混凝土在长期不变荷载作用下，应变随时间增加而减少，这就是混凝土的徐(二)选择题：1、按照标准方法制作养护的立方体试件在(C)天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度称为立方体抗压强度。(A)8(B)18(C)28(D)382、按照标准方法制作养护的边长为150mm立方体试件在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度称为(A)强度标准值。(A)立方体抗压(B)轴心抗压(C)轴心抗拉(D)立方体抗拉3、C(C)以上的混凝土属于高强度混凝土。(A)40(B)45(C)50(D)55(A)混凝土养护条件好(B)加荷载前混凝土龄期长(C)混凝土骨料减少(D)构件截面上压应力小5、减少混凝土的收缩的措施是(D)。(A)增加水泥用量(B)采用高强度等级混凝土(C)提高水灰比(D)施工时加强养护(三)问答题：1、什么是混凝土立方体抗压强度标准值？作养护的边长为150mm的立方2、什么是混凝土轴心抗压强度标准值？准值是指，用棱柱体试件测得的抗压强度称为棱柱体抗压强度，3、什么是混凝土的徐变？434、减少混凝土徐变的措施有哪些？凝土的徐变量：变越小。，徐变越小。小。小。徐变越大。5、减少混凝土收缩的措施有哪些？有：用低强度等级混