土木工程结构力学复习试题集萃

土木工程结构力学复习试题集萃姓名_________________________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.土木工程结构力学的基本概念

A.结构力学是研究结构在荷载作用下的内力和变形规律的学科。

B.结构的稳定性是指结构在荷载作用下不发生破坏的能力。

C.结构的静力平衡是指结构在荷载作用下各部分的内力相互抵消，使结构保持静止状态。

D.结构的动力学分析主要研究结构在动态荷载作用下的响应。

2.杆件的内力分析

A.杆件的内力包括轴力、剪力和弯矩。

B.杆件的轴向力是指沿杆件轴线方向的力。

C.杆件的剪力是指垂直于杆件轴线方向的力。

D.杆件的弯矩是指使杆件产生弯曲的力矩。

3.梁的剪力图和弯矩图

A.剪力图是表示梁上各截面剪力的图形。

B.弯矩图是表示梁上各截面弯矩的图形。

C.剪力图和弯矩图是结构分析中非常重要的工具。

D.剪力图和弯矩图可以通过结构几何关系直接绘制。

4.矩形截面梁的应力分布

A.矩形截面梁的应力分布是均匀的。

B.矩形截面梁的应力分布是沿截面高度线性变化的。

C.矩形截面梁的应力分布是沿截面宽度线性变化的。

D.矩形截面梁的应力分布是沿截面高度非线性变化的。

5.箱形截面的惯性矩计算

A.箱形截面的惯性矩可以通过计算各个组成部分的惯性矩并求和得到。

B.箱形截面的惯性矩是一个固定值，与截面尺寸无关。

C.箱形截面的惯性矩是一个变量，与截面尺寸有关。

D.箱形截面的惯性矩可以通过截面面积直接计算得到。

6.杆件的强度计算

A.杆件的强度计算主要是通过比较杆件的内力与材料的强度极限。

B.杆件的强度计算需要考虑杆件的几何尺寸和材料的功能。

C.杆件的强度计算不需要考虑杆件的几何尺寸，只需考虑材料的功能。

D.杆件的强度计算可以通过简单的公式直接得到结果。

7.基础的沉降计算

A.基础的沉降计算主要考虑荷载的大小和基础的埋深。

B.基础的沉降计算需要考虑土壤的物理性质和基础的尺寸。

C.基础的沉降计算不需要考虑土壤的物理性质，只需考虑基础的尺寸。

D.基础的沉降计算可以通过简单的经验公式直接得到结果。

8.桩基承载力计算的

A.桩基承载力计算主要基于桩的埋深和桩尖土的性质。

B.桩基承载力计算需要考虑桩的直径和桩的长度。

C.桩基承载力计算不需要考虑桩的直径，只需考虑桩尖土的性质。

D.桩基承载力计算可以通过简单的公式直接得到结果。

答案及解题思路：

1.A、C

解题思路：结构力学的基本概念是研究结构在荷载作用下的内力和变形规律，稳定性是指结构不发生破坏的能力，静力平衡是指结构各部分内力相互抵消。

2.A、B、C

解题思路：杆件的内力包括轴力、剪力和弯矩，轴向力沿轴线方向，剪力垂直于轴线方向，弯矩使杆件产生弯曲。

3.A、B、C

解题思路：剪力图和弯矩图是结构分析中重要的工具，表示梁上各截面的剪力和弯矩。

4.B

解题思路：矩形截面梁的应力分布沿截面高度线性变化。

5.A

解题思路：箱形截面的惯性矩可以通过计算各个组成部分的惯性矩并求和得到。

6.A、B

解题思路：杆件的强度计算需要比较内力与材料的强度极限，同时考虑几何尺寸和材料功能。

7.A、B

解题思路：基础的沉降计算需要考虑荷载大小、基础埋深以及土壤物理性质和基础尺寸。

8.A、B

解题思路：桩基承载力计算主要基于桩的埋深和桩尖土的性质，同时考虑桩的直径和长度。二、填空题1.结构力学的研究对象是结构的受力状态和变形规律。

2.杆件的内力包括轴力和剪力。

3.梁的剪力图和弯矩图可以通过截面法方法绘制。

4.矩形截面梁的应力分布公式为σ=My/IQyb/I。

5.箱形截面的惯性矩计算公式为I=(1/12)[h^3(b1^3b2^3)4(ht1t2)]。

6.杆件的强度计算公式为σ=F/A，其中σ为应力，F为作用力，A为截面积。

7.基础的沉降计算公式为S=(Ep)/(1μE)/(1μ），其中S为沉降，E为弹性模量，p为压力，μ为泊松比。

8.桩基承载力计算公式为Q=cAσ_nπd^2/4，其中Q为桩基承载力，c为侧阻系数，A为桩基截面积，σ_n为桩尖处土压力，d为桩径。

答案及解题思路：

1.答案：结构的受力状态和变形规律

解题思路：结构力学作为一门研究结构内部受力情况和变形行为的学科，其研究对象自然是结构本身的受力状态和变形规律。

2.答案：轴力、剪力

解题思路：杆件的内力包括在杆件内部产生的应力，其中轴力是由于轴向拉伸或压缩而产生的力，剪力则是由于剪切变形而产生的力。

3.答案：截面法

解题思路：截面法是一种通过虚拟切面将杆件分成两部分来研究内力的方法，通过此法可以绘制出剪力图和弯矩图。

4.答案：σ=My/IQyb/I

解题思路：该公式表示矩形截面梁在y方向上的应力分布，其中M为弯矩，y为距离中性轴的距离，I为惯性矩，Q为剪力，b为截面宽度。

5.答案：I=(1/12)[h^3(b1^3b2^3)4(ht1t2)]

解题思路：箱形截面由多个矩形组成，通过积分计算可以得到整体的惯性矩。

6.答案：σ=F/A

解题思路：强度计算中，应力等于作用力除以截面积，是力学中最基本的强度计算公式。

7.答案：S=(Ep)/(1μE)/(1μ)

解题思路：基础沉降计算考虑了土体的弹性模量、压力以及土体的变形特性。

8.答案：Q=cAσ_nπd^2/4

解题思路：桩基承载力计算需要考虑桩的侧阻力以及桩尖处的土压力。三、判断题1.杆件的内力剪力和弯矩。

答案：×

解题思路：杆件的内力不仅包括剪力和弯矩，还可能包括轴力。在受压或受拉的情况下，杆件还会产生轴向力。

2.梁的剪力图和弯矩图可以通过叠加法绘制。

答案：√

解题思路：在结构力学中，梁的剪力图和弯矩图可以通过叠加法绘制，即先单独绘制剪力图和弯矩图，然后将它们叠加起来得到最终的剪力图和弯矩图。

3.矩形截面梁的应力分布是均匀的。

答案：×

解题思路：矩形截面梁的应力分布并不是均匀的，在梁的中间部分，即中性轴附近，正应力和剪应力为零，而在梁的边缘部分，应力分布则是不均匀的。

4.箱形截面的惯性矩计算公式与矩形截面相同。

答案：×

解题思路：箱形截面的惯性矩计算公式与矩形截面不同，箱形截面的惯性矩计算通常需要考虑多个矩形的组合，因此计算公式更为复杂。

5.杆件的强度计算只需考虑弯矩。

答案：×

解题思路：杆件的强度计算不仅要考虑弯矩，还要考虑剪力、轴力等因素。在不同的受力状态下，这些力对杆件强度的影响各不相同。

6.基础的沉降计算只需考虑荷载。

答案：×

解题思路：基础的沉降计算不仅要考虑荷载，还要考虑土的性质、基础的设计和施工等因素。综合考虑这些因素，才能准确预测基础的沉降。

7.桩基承载力计算只需考虑桩的截面面积。

答案：×

解题思路：桩基承载力计算不仅要考虑桩的截面面积，还要考虑桩的材料、桩的长度、土的性质等因素。综合考虑这些因素，才能准确计算桩基的承载力。

8.结构力学的研究对象是建筑结构。

答案：√

解题思路：结构力学是一门研究各种结构的静力和动力特性的学科，其研究对象主要包括建筑结构、桥梁、船舶等，因此可以说结构力学的研究对象是建筑结构。

：四、简答题1.简述杆件内力的基本概念。

解答：

杆件内力是指在杆件截面上，由于外力的作用而使杆件内部产生的各种力，包括剪力、弯矩、轴力等。这些内力是杆件变形和破坏的主要原因。

2.简述梁的内力分析步骤。

解答：

梁的内力分析步骤

（1）画出梁的受力图，包括外力、支座反力和截面力；

（2）确定梁的截面类型，如矩形截面、圆形截面等；

（3）分析梁的变形和受力情况，计算剪力、弯矩等内力；

（4）绘制剪力图和弯矩图，直观地表示内力的分布情况。

3.简述矩形截面梁的应力分布特点。

解答：

矩形截面梁的应力分布特点

（1）剪力引起的应力沿截面高度呈线性分布，最大应力发生在中性轴位置；

（2）弯矩引起的应力沿截面宽度呈线性分布，最大应力发生在边缘位置；

（3）剪力和弯矩共同作用时，应力分布较为复杂，需要分别计算。

4.简述箱形截面的惯性矩计算方法。

解答：

箱形截面的惯性矩计算方法

（1）将箱形截面分解为若干个矩形截面；

（2）计算每个矩形截面的惯性矩；

（3）将各矩形截面的惯性矩按面积加权平均，得到箱形截面的惯性矩。

5.简述杆件的强度计算方法。

解答：

杆件的强度计算方法

（1）根据杆件的受力情况，确定杆件的应力类型，如剪应力、弯矩应力等；

（2）计算杆件的最大应力；

（3）根据材料的力学功能，确定杆件的安全系数；

（4）比较最大应力和允许应力，判断杆件的强度是否满足要求。

6.简述基础的沉降计算方法。

解答：

基础的沉降计算方法

（1）根据地基土的性质，确定地基的沉降计算模型；

（2）计算地基土的压缩模量；

（3）根据基础的荷载，计算基础底面的压力；

（4）利用地基沉降计算公式，计算地基的沉降量。

7.简述桩基承载力计算方法。

解答：

桩基承载力计算方法

（1）确定桩基的类型和尺寸；

（2）计算桩基的轴向承载力和侧向承载力；

（3）根据桩基的承载力和荷载的要求，选择合适的桩基设计。

8.简述结构力学的研究对象。

解答：

结构力学的研究对象包括：

（1）结构构件的内力、位移和变形；

（2）结构的稳定性和安全性；

（3）结构的受力功能和动力特性；

（4）结构的设计与优化。

答案及解题思路：

1.答案：杆件内力是指在杆件截面上，由于外力的作用而使杆件内部产生的各种力，包括剪力、弯矩、轴力等。解题思路：理解杆件内力的定义，熟悉内力的种类。

2.答案：梁的内力分析步骤包括：画出梁的受力图、确定截面类型、分析变形和受力情况、绘制剪力图和弯矩图。解题思路：掌握梁的内力分析方法，熟悉各步骤的操作。

3.答案：矩形截面梁的应力分布特点包括：剪力引起的应力沿截面高度呈线性分布，最大应力发生在中性轴位置；弯矩引起的应力沿截面宽度呈线性分布，最大应力发生在边缘位置。解题思路：理解矩形截面梁的应力分布规律。

4.答案：箱形截面的惯性矩计算方法包括：将箱形截面分解为若干个矩形截面，计算每个矩形截面的惯性矩，按面积加权平均得到箱形截面的惯性矩。解题思路：熟悉惯性矩的计算方法，了解箱形截面的计算公式。

5.答案：杆件的强度计算方法包括：确定应力类型、计算最大应力、确定安全系数、比较最大应力和允许应力。解题思路：掌握杆件的强度计算方法，熟悉材料的力学功能。

6.答案：基础的沉降计算方法包括：确定地基沉降计算模型、计算地基的压缩模量、计算基础底面的压力、利用地基沉降计算公式计算地基的沉降量。解题思路：熟悉基础的沉降计算方法，了解地基沉降的计算公式。

7.答案：桩基承载力计算方法包括：确定桩基类型和尺寸、计算轴向承载力和侧向承载力、选择合适的桩基设计。解题思路：掌握桩基承载力计算方法，了解桩基承载力的计算公式。

8.答案：结构力学的研究对象包括：结构构件的内力、位移和变形；结构的稳定性和安全性；结构的受力功能和动力特性；结构的设计与优化。解题思路：理解结构力学的研究对象，熟悉各研究领域的概念和方法。五、计算题1.计算一简支梁的剪力图和弯矩图。

题目：一简支梁，长度为\(L=6\)米，两端均为自由端，在中点承受集中荷载\(F=10\)kN。求该简支梁的剪力图和弯矩图。

2.计算一矩形截面梁的应力分布。

题目：矩形截面梁，宽\(b=200\)mm，高\(h=300\)mm，受均布荷载\(q=30\)kN/m。求截面上的应力分布情况。

3.计算一箱形截面的惯性矩。

题目：箱形截面，由两块200mmx300mm的矩形板通过20mm的边肋连接而成，板厚均为10mm。求该箱形截面的惯性矩\(I_z\)。

4.计算一杆件的强度。

题目：一杆件受均布荷载\(q=15\)kN/m，长度\(L=5\)米，横截面积为\(A=300\)mm²。求杆件的理论强度。

5.计算一基础的沉降。

题目：一基础底面尺寸为\(2m\times2m\)，埋深\(2m\)，土的重度为\(\gamma=20\)kN/m³，基础材料的重度为\(\gamma_{base}=25\)kN/m³。求基础沉降量。

6.计算一桩基的承载力。

题目：一桩基，桩径\(d=500\)mm，桩长\(L=10\)米，土体摩擦系数\(\mu=0.3\)，土的重度为\(\gamma=18\)kN/m³。求桩基的承载力。

7.计算一悬臂梁的剪力图和弯矩图。

题目：一悬臂梁，长度\(L=4\)米，端部承受集中力\(F=20\)kN。求该悬臂梁的剪力图和弯矩图。

8.计算一连续梁的内力。

题目：一连续梁，由两跨组成，第一跨长度\(L_1=6\)米，第二跨长度\(L_2=8\)米。在第一跨的1/4处和第二跨的1/2处分别作用集中力\(F_1=15\)kN和\(F_2=10\)kN。求连续梁的内力分布。

答案及解题思路

1.简支梁剪力图和弯矩图

答案：

剪力图：两端为零，中点为最大负值（向下）。

弯矩图：两端为零，中点为最大正值（向上）。

解题思路：

使用平衡方程和剪力方程求解剪力。

使用剪力积分和弯矩方程求解弯矩。

2.矩形截面梁应力分布

答案：

最大应力位于中性轴上，为\(\sigma=\frac{q\