土木工程结构力学应用知识点归纳

土木工程结构力学应用知识点归纳姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.结构力学的定义是什么？

A.研究结构的受力、变形及其相互关系的科学。

B.研究材料力学性质的科学。

C.研究流体力学问题的科学。

D.研究热力学的科学。

2.结构分析中的基本假设有哪些？

A.小变形假设、线性变形假设、小位移假设。

B.大变形假设、非线性变形假设、大位移假设。

C.稳定假设、静力平衡假设、几何不变性假设。

D.动力平衡假设、运动学假设、动力学假设。

3.超静定结构的位移计算方法是什么？

A.力法

B.位移法

C.摩尔库仑法

D.荷载法

4.刚度法计算超静定结构的基本原理是什么？

A.利用结构的整体刚度矩阵求解位移。

B.利用结构的局部刚度矩阵求解内力。

C.利用结构的弹性模量求解变形。

D.利用结构的惯性矩求解转动惯量。

5.结构静力图的绘制方法有哪些？

A.线性静力法、几何静力法、能量法。

B.有限元法、数值分析、数值模拟。

C.模态分析、响应分析、谱分析。

D.实验法、现场测试、数据分析。

6.柱子的压缩破坏有哪些形式？

A.屈曲破坏、局部屈曲破坏、整体屈曲破坏。

B.横截破坏、剪切破坏、疲劳破坏。

C.裂纹破坏、剥落破坏、腐蚀破坏。

D.塑性变形、弹性变形、应力集中。

7.筋材和混凝土在构件中的作用是什么？

A.筋材提供抗拉强度，混凝土提供抗压强度。

B.筋材和混凝土共同提供抗剪强度。

C.筋材提供抗弯强度，混凝土提供抗扭强度。

D.筋材和混凝土共同提供抗扭强度。

8.常见结构的力学模型有哪些？

A.杆件模型、板壳模型、空间结构模型。

B.线性模型、非线性模型、稳定模型。

C.静态模型、动态模型、有限元模型。

D.材料模型、几何模型、边界条件模型。

答案及解题思路：

1.答案：A

解题思路：结构力学是研究结构受力、变形及其相互关系的科学。

2.答案：C

解题思路：结构分析的基本假设包括结构的几何不变性、材料的线性弹性、小变形等。

3.答案：B

解题思路：超静定结构的位移计算通常采用位移法，通过结构刚度矩阵求解位移。

4.答案：A

解题思路：刚度法通过构建结构的整体刚度矩阵，利用矩阵方程求解结构的位移。

5.答案：A

解题思路：结构静力图的绘制方法主要包括线性静力法、几何静力法和能量法。

6.答案：A

解题思路：柱子的压缩破坏形式包括屈曲破坏、局部屈曲破坏和整体屈曲破坏。

7.答案：A

解题思路：筋材和混凝土在构件中分别提供抗拉和抗压强度，共同构成构件的受力功能。

8.答案：A

解题思路：常见结构的力学模型包括杆件模型、板壳模型和空间结构模型等。二、填空题1.结构力学的核心内容是结构的受力分析与计算。

2.结构的变形可以分为几何变形和内力变形。

3.结构力学的分析方法有静力平衡法和虚功原理法。

4.梁的受力类型包括轴力和剪力。

5.桁架结构的支座类型主要有固定铰支座、固定支座和滚动支座。

6.结构内力的计算方法有单位荷载法、力法和位移法。

7.材料的弹性模量E与材料的弹性变形能力有关。

8.钢筋混凝土构件中，钢筋与混凝土之间的粘结作用主要是通过机械咬合作用产生的。

答案及解题思路：

答案：

1.结构受力分析与计算

2.几何变形、内力变形

3.静力平衡法、虚功原理法

4.轴力、剪力

5.固定铰支座、固定支座、滚动支座

6.单位荷载法、力法、位移法

7.材料的弹性变形能力

8.机械咬合作用

解题思路：

1.结构力学的核心是研究结构在受力后的响应，即受力分析和计算。

2.结构的变形通常包括几何变形（形状改变）和内力变形（尺寸改变）。

3.结构力学的分析方法中，静力平衡法基于力的平衡条件，而虚功原理法基于功的原理。

4.梁作为一种常见的结构构件，主要受到轴力和剪力两种基本力的作用。

5.桁架结构由于其连接方式不同，支座类型有固定铰支座（允许旋转）、固定支座（限制转动和移动）和滚动支座（限制移动，允许旋转）。

6.结构内力的计算方法多种多样，包括单位荷载法、力法和位移法，这些方法都基于不同的力学原理和假设。

7.弹性模量是衡量材料弹性变形能力的参数，它与材料本身的性质有关。

8.钢筋混凝土构件的粘结作用是指钢筋与混凝土之间相互作用的力学效果，主要由于钢筋和混凝土之间的机械咬合作用形成。三、简答题1.简述结构力学的任务和作用。

答案：结构力学的任务是通过理论分析和实验研究，研究结构在各种荷载作用下的力学行为，包括结构的强度、刚度和稳定性。其作用在于保证结构的安全、可靠和高效，为土木工程设计和施工提供理论依据。

2.简述结构受力状态的分类。

答案：结构受力状态可分为静力平衡状态和动力平衡状态。静力平衡状态指结构在静荷载作用下保持平衡；动力平衡状态指结构在动荷载作用下保持平衡。

3.简述结构力学分析的基本步骤。

答案：结构力学分析的基本步骤包括：建立结构模型、确定荷载、进行受力分析、计算内力、分析结构变形、校核结构安全性和经济性。

4.简述结构力学分析中常用的符号表示。

答案：结构力学分析中常用的符号表示包括：F表示力，N表示轴力，M表示弯矩，V表示剪力，θ表示角度，δ表示位移，λ表示跨度等。

5.简述超静定结构位移计算的基本方法。

答案：超静定结构位移计算的基本方法包括单位荷载法、力法、位移法等。其中，单位荷载法是通过在结构上施加单位荷载来计算位移；力法是通过求解未知力来计算位移；位移法是通过求解未知位移来计算位移。

6.简述梁的受力特点及其受力状态。

答案：梁的受力特点包括承受弯矩和剪力。梁的受力状态可分为纯弯状态、纯剪状态和弯剪状态。在纯弯状态下，梁主要承受弯矩；在纯剪状态下，梁主要承受剪力；在弯剪状态下，梁同时承受弯矩和剪力。

7.简述桁架结构的主要特点及其计算方法。

答案：桁架结构的主要特点包括由杆件组成，节点为铰接，主要承受轴向力。桁架结构的计算方法包括节点法、截面法等。节点法是通过分析节点受力情况来计算杆件内力；截面法是通过分析截面受力情况来计算杆件内力。

8.简述钢筋混凝土构件的受力功能。

答案：钢筋混凝土构件的受力功能包括抗拉功能、抗压功能和抗弯功能。在抗拉功能方面，钢筋混凝土构件具有较好的延性；在抗压功能方面，钢筋混凝土构件具有较高的承载能力；在抗弯功能方面，钢筋混凝土构件具有良好的刚度和稳定性。

解题思路内容：四、计算题1.计算下列超静定结构的支座反力和内力。

题目描述：已知一超静定结构，受力情况如图所示，求解支座反力及各杆件的轴力、弯矩和剪力。

美观留白：

图1：超静定结构示意图

解答内容：（此处应插入图片）

2.计算下列结构的位移。

题目描述：如图所示的悬臂梁，受集中力F作用，计算端点C的垂直位移。

美观留白：

图2：悬臂梁示意图

解答内容：（此处应插入图片）

3.计算下列梁的内力。

题目描述：一简支梁，跨中受集中力F作用，计算梁的弯矩和剪力。

美观留白：

图3：简支梁示意图

解答内容：（此处应插入图片）

4.计算下列桁架结构的内力。

题目描述：一平面桁架，在节点A处受集中力F作用，计算各杆件的轴力。

美观留白：

图4：桁架结构示意图

解答内容：（此处应插入图片）

5.计算下列结构的弯矩和剪力。

题目描述：一连续梁，左端固定，右端自由，在中间加载一集中力F，计算梁的弯矩和剪力分布。

美观留白：

图5：连续梁示意图

解答内容：（此处应插入图片）

6.计算下列结构的支座反力。

题目描述：一三铰拱结构，受集中力F作用在拱顶，求拱脚的反力。

美观留白：

图6：三铰拱结构示意图

解答内容：（此处应插入图片）

7.计算下列结构的应力。

题目描述：一实心圆柱，受轴向力F作用，计算圆柱的应力。

美观留白：

图7：实心圆柱示意图

解答内容：（此处应插入图片）

8.计算下列构件的截面惯性矩。

题目描述：一矩形截面简支梁，求其截面惯性矩。

美观留白：

图8：矩形截面梁示意图

解答内容：（此处应插入图片）

答案及解题思路：

1.支座反力和内力的解答思路：首先通过静力学平衡方程计算支座反力，然后利用单位荷载法或位移法计算各杆件的轴力、弯矩和剪力。

2.位移的解答思路：使用虚功原理或直接利用弯曲梁的位移公式计算。

3.梁的内力的解答思路：根据结构的受力情况，分别计算弯矩和剪力，对于简支梁，可以使用弯矩图和剪力图来分析。

4.桁架结构的内力的解答思路：对桁架结构进行节点分析，利用节点平衡方程求解各杆件的轴力。

5.弯矩和剪力的解答思路：绘制弯矩图和剪力图，根据力的作用点、方向和大小计算相应位置的弯矩和剪力。

6.支座反力的解答思路：对结构进行静力分析，使用平衡方程求解支座反力。

7.结构的应力的解答思路：使用应力公式，如轴向应力、弯曲应力等，结合材料特性和力的大小计算应力。

8.截面惯性矩的解答思路：根据截面形状和尺寸，应用截面惯性矩的计算公式进行计算。五、论述题1.论述结构力学分析中位移计算方法的应用。

位移计算方法是结构力学分析中的一项基本任务，主要应用于以下方面：

（1）确定结构在荷载作用下的变形情况，为结构设计提供依据；

（2）分析结构的刚度，判断结构是否满足使用要求；

（3）预测结构的疲劳寿命，保证结构的安全性；

（4）为结构维修和加固提供参考。

解题思路：

根据结构的几何形状、材料特性及边界条件，建立结构的力学模型；

采用有限元、虚功原理等方法求解结构的位移；

分析位移分布情况，验证结构的可靠性。

2.论述结构力学分析中结构内力计算方法的应用。

结构内力计算是结构力学分析的重要环节，主要应用于以下方面：

（1）确定结构的应力分布，判断结构是否满足强度要求；

（2）分析结构的稳定性，保证结构不会发生失稳现象；

（3）为结构设计提供内力数据，以便进行截面设计和材料选择；

（4）为结构加固和维修提供依据。

解题思路：

根据结构的几何形状、材料特性及荷载情况，建立结构的力学模型；

采用静力平衡方程、材料力学方程等方法求解结构的内力；

分析内力分布情况，验证结构的可靠性。

3.论述结构力学分析中材料力学功能的影响。

材料力学功能是结构力学分析的重要基础，主要影响因素包括：

（1）材料的弹性模量、泊松比等基本参数；

（2）材料的强度、韧性等功能；

（3）材料的疲劳功能；

（4）温度、湿度等环境因素对材料功能的影响。

解题思路：

了解各种材料的力学功能；

根据实际应用需求，选取合适的材料；

分析材料功能对结构力学行为的影响。

4.论述结构力学分析中几何构造的影响。

几何构造对结构力学行为有重要影响，主要表现在：

（1）结构的刚度和稳定性；

（2）结构的受力情况；

（3）结构的变形和内力分布；

（4）结构的抗震功能。

解题思路：

分析结构的几何形状和尺寸；

根据几何构造特点，建立力学模型；

分析几何构造对结构力学行为的影响。

5.论述结构力学分析中结构形式的影响。

结构形式对结构力学行为有重要影响，主要表现在：

（1）结构的承载能力和稳定性；

（2）结构的变形和内力分布；

（3）结构的抗震功能；

（4）结构的施工和维护。

解题思路：

分析不同结构形式的力学特点；

根据实际应用需求，选择合适的结构形式；

分析结构形式对结构力学行为的影响。

6.论述结构力学分析中环境因素的影响。

环境因素对结构力学行为有重要影响，主要表现在：

（1）温度、湿度等环境因素对材料功能的影响；

（2）地震、风荷载等自然灾害对结构的影响；

（3）结构在长期使用过程中的腐蚀、老化等影响。

解题思路：

分析环境因素对结构力学行为的影响；

根据实际应用需求，采取相应的防护措施；

评估环境因素对结构力学行为的影响。

7.论述结构力学分析在工程设计中的应用。

结构力学分析在工程设计中的应用主要体现在：

（1）结构方案设计；

（2）结构选型；

（3）