工程结构习题及答案

工程结构习题及答案一、绪论（一）单项选择题1.工程结构是指（）。A.建筑物、构筑物等各种工程实体B.承受荷载而起骨架作用的部分C.组成工程实体的各组成部分D.以上都不对答案：B

2.工程结构按受力和变形特点可分为（）。A.混凝土结构、钢结构、砌体结构B.杆系结构、薄壁结构、实体结构C.框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构D.单层结构、多层结构、高层结构答案：B

（二）多项选择题1.工程结构的功能要求包括（）。A.安全性B.适用性C.耐久性D.美观性答案：ABC

2.下列属于工程结构的有（）。A.房屋建筑B.桥梁C.塔架D.水坝答案：ABCD

（三）简答题1.简述工程结构的定义及分类。答案：工程结构是指在房屋、桥梁、水工、塔架、隧洞等各类工程中，承受各种作用而起骨架作用的部分。按受力和变形特点可分为杆系结构、薄壁结构、实体结构；按材料可分为混凝土结构、钢结构、砌体结构等；按结构形式可分为框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等；按层数或高度可分为单层结构、多层结构、高层结构等。

2.工程结构的功能要求有哪些？答案：工程结构的功能要求包括安全性、适用性和耐久性。安全性是指结构在正常设计、施工和使用条件下，应能承受可能出现的各种作用而不发生破坏；在偶然事件发生后，结构仍能保持必要的整体稳定性。适用性是指结构在正常使用时应具有良好的工作性能，如不发生过大的变形、裂缝等，以满足预定的使用功能要求。耐久性是指结构在正常维护条件下应具有足够的耐久性，即在设计使用年限内，结构应能满足正常维护和抵抗环境作用而不发生破坏。

二、结构力学基础（一）单项选择题1.平面汇交力系平衡的必要和充分条件是（）。A.力系中各力在x轴和y轴上投影的代数和分别等于零B.力系中各力的矢量和等于零C.力系中各力对任一点的力矩代数和等于零D.以上都不对答案：B

2.平面一般力系向作用面内任一点简化，一般可以得到一个主矢和一个主矩，主矢的大小和方向与简化中心的位置（）。A.有关B.无关C.主矢大小有关，方向无关D.主矢大小无关，方向有关答案：B

（二）多项选择题1.作用在刚体上的力可以（）。A.沿其作用线移动而不改变对刚体的作用效果B.任意平移而不改变对刚体的作用效果C.使刚体转动状态发生改变D.使刚体产生变形答案：AC

2.平面力偶系平衡的必要和充分条件是（）。A.力偶系中各力偶矩的代数和等于零B.力偶系中各力偶的合力等于零C.力偶系中各力偶的作用线相互平行D.力偶系中各力偶的作用线相互垂直答案：A

（三）简答题1.简述平面汇交力系平衡方程的两种形式。答案：平面汇交力系平衡方程的两种形式分别为：（1），即力系中各力在x轴和y轴上投影的代数和分别等于零。（2），即力系中各力的矢量和等于零，此式为一矢量方程，其投影形式即前面的。

2.什么是力的平移定理？答案：力的平移定理是指作用在刚体上的力F，可以平行移到刚体上的任意一点，但必须同时附加一个力偶，其力偶矩等于原来的力F对新作用点的矩。

（四）计算题1.已知平面汇交力系中，，，各力方向如图所示，求该力系的合力。解：（1）将各力向x、y轴投影：，，，（2）计算合力在x、y轴上的投影：，，（3）计算合力大小：（kN）（4）计算合力方向：，合力方向与x轴正向夹角。

2.已知一平面力偶系，，，，转向如图所示，求该力偶系的合力偶矩。解：设逆时针转向为正，则合力偶矩：（N·m）合力偶矩为顺时针方向，大小为100N·m。

三、静定结构的受力分析（一）单项选择题1.静定结构的几何特征是（）。A.无多余约束的几何不变体系B.有多余约束的几何不变体系C.几何可变体系D.瞬变体系答案：A

2.静定梁的基本形式有（）。A.简支梁、悬臂梁、外伸梁B.简支梁、连续梁、悬臂梁C.简支梁、悬臂梁、框架梁D.简支梁、外伸梁、框架梁答案：A

（二）多项选择题1.静定结构在荷载作用下的反力和内力计算与下列哪些因素有关（）。A.结构的几何形状B.构件的截面尺寸C.荷载的大小和分布D.支座的类型答案：ACD

2.静定结构的内力计算方法有（）。A.截面法B.节点法C.叠加法D.位移法答案：ABC

（三）简答题1.简述静定结构的特性。答案：静定结构的特性包括：（1）静定结构的反力和内力仅由平衡条件即可唯一确定，与结构的材料性质、截面形状和尺寸无关。（2）静定结构在荷载作用下产生的内力与各杆的刚度无关，即当某一杆件的刚度改变时，其余杆件的内力不变。（3）静定结构在温度变化、支座移动等非荷载因素作用下，不产生内力。

2.简述用截面法计算静定梁内力的步骤。答案：用截面法计算静定梁内力的步骤如下：（1）截开：在需要求内力的截面处，假想地将梁截成两部分。（2）代替：取其中一部分为研究对象，弃去另一部分，并用截面上的内力（剪力和弯矩）代替弃去部分对留下部分的作用。（3）平衡：对留下的部分建立平衡方程，求解截面上的内力。一般先求剪力，以沿梁轴线方向为x轴，垂直于梁轴线方向为y轴，由求出剪力；再求弯矩，由或求出弯矩。

（四）计算题1.一简支梁AB，长为l，受均布荷载q作用，如图所示，求梁的支座反力及跨中截面C的内力。解：（1）求支座反力：由，可得：，。（2）求截面C的内力：取AC段为研究对象，由，可得：（kN）由，可得：（kN·m）所以，梁的支座反力，；截面C的剪力，弯矩。

2.一悬臂梁AB，自由端受集中力P作用，如图所示，求梁固定端A处的反力及距A端x处截面的内力。解：（1）求固定端A处的反力：，，（顺时针）（2）求距A端x处截面的内力：取截面左侧部分为研究对象，由，可得：（kN）由，可得：（kN·m）所以，固定端A处的反力，，；距A端x处截面的剪力，弯矩。

四、静定平面刚架（一）单项选择题1.静定平面刚架是由（）组成的几何不变体系。A.梁和柱B.梁和桁架C.柱和桁架D.梁、柱和桁架答案：A

2.刚架内力计算时，弯矩图画在（）。A.受拉一侧B.受压一侧C.任意一侧D.以上都不对答案：A

（二）多项选择题1.静定平面刚架按其结构形式可分为（）。A.悬臂刚架B.简支刚架C.三铰刚架D.组合刚架答案：ABCD

2.刚架的内力有（）。A.轴力B.剪力C.弯矩D.扭矩答案：ABC

（三）简答题1.简述静定平面刚架内力计算的一般步骤。答案：静定平面刚架内力计算的一般步骤如下：（1）求支座反力：根据刚架的整体平衡条件，求出支座反力。（2）分段计算内力：轴力：用截面法，取截面左侧或右侧部分为研究对象，由求出轴力。剪力：由求出剪力。弯矩：由或求出弯矩。（3）绘制内力图：轴力图：将各杆轴力的大小和正负号按比例标在杆件的一侧，正轴力画在受拉侧，负轴力画在受压侧。剪力图：将各杆剪力的大小和正负号按比例标在杆件的一侧，正剪力画在杆件的上侧（梁）或右侧（柱），负剪力画在杆件的下侧（梁）或左侧（柱）。弯矩图：将各杆弯矩的大小和正负号按比例标在杆件的受拉侧，不标正负号。

2.如何判断刚架中某截面弯矩的正负？答案：使刚架杆件下侧受拉的弯矩为正，上侧受拉的弯矩为负。对于水平杆件，习惯上将弯矩图画在杆件的下侧；对于竖向杆件，习惯上将弯矩图画在杆件的左侧。

（四）计算题1.一悬臂刚架ABC，尺寸及荷载如图所示，求各杆内力并绘制内力图。解：（1）求支座反力：，，（顺时针）（2）计算各杆内力：AB杆：，，（kN·m）BC杆：，，（kN·m）（3）绘制内力图：轴力图：AB杆：（kN）（拉）BC杆：（kN）（拉）剪力图：AB杆：（kN）BC杆：（kN）弯矩图：AB杆：（kN·m）BC杆：（kN·m）内力图如下：

（此处可手绘或用软件绘制简单的内力图示意）

2.一三铰刚架ABC，尺寸及荷载如图所示，求各支座反力及各杆内力并绘制内力图。解：（1）求支座反力：由整体平衡，可得：，。由铰C处的弯矩平衡，可得：（顺时针）再由整体平衡，可得：。（2）计算各杆内力：AC杆：，，（kN·m）BC杆：，，（kN·m）（3）绘制内力图：轴力图：AC杆：（kN）（拉）BC杆：（kN）（压）剪力图：AC杆：（kN）BC杆：（kN）弯矩图：AC杆：（kN·m）BC杆：（kN·m）内力图如下：

（此处可手绘或用软件绘制简单的内力图示意）

五、静定平面桁架（一）单项选择题1.静定平面桁架的杆件内力主要是（）。A.轴力B.剪力C.弯矩D.扭矩答案：A

2.桁架中的零杆是指（）。A.轴力为零的杆件B.剪力为零的杆件C.弯矩为零的杆件D.扭矩为零的杆件答案：A

（二）多项选择题1.平面桁架按其外形可分为（）。A.三角形桁架B.梯形桁架C.平行弦桁架D.空腹桁架答案：ABC

2.计算桁架内力的方法有（）。A.节点法B.截面法C.联合法D.位移法答案：ABC

（三）简答题1.简述静定平面桁架的假设条件。答案：静定平面桁架的假设条件如下：（1）桁架的杆件都是直杆。（2）杆件两端用光滑铰链连接。（3）荷载及支座反力都作用在节点上。（4）杆件的自重不计，或平均分配在杆件两端的节点上。

2.简述用节点法计算桁架内力的步骤。答案：用节点法计算桁架内力的步骤如下：（1）分析桁架的几何组成，确定其为静定桁架。（2）求支座反力。（3）从桁架的某一节点开始，依次取节点为研究对象，建立平衡方程，求解各杆轴力。一般先从只有两个未知力的节点开始，逐次进行计算，直到求出所有杆件的轴力。计算时，假设未知轴力为拉力，若计算结果为负，则表示轴力为压力。

（四）计算题1.一简单平面桁架，尺寸及荷载如图所示，用节点法求各杆内力。解：（1）求支座反力：由，可得：，。（2）计算各杆内力：节点A：，可得（kN）（拉），可得（kN）（压）节点B：，可得（kN）（压），可得（kN）（拉）节点C：，可得（kN）（拉），可得（kN）（压）节点D：，可得（kN）（拉），可得（kN）（拉）所以各杆内力分别为：（kN）（拉），（kN）（压），（kN）（压），（kN）（拉），（kN）（拉），（kN）（压），（kN）（拉），（kN）（拉）。

2.一平面桁架，尺寸及荷载如图所示，用截面法求1、2、3杆的内力。解：（1）求支座反力：由，可得：，。（2）用截面法求1、2、3杆内力：取截面ⅠⅠ，以截面左侧为研究对象，由，可得：，可得（kN）（拉）由，可得：，可得（kN）（压）由，可得：，可得（kN）（拉）所以1、2、3杆内力分别为（kN）（拉），（kN）（压），（kN）（拉）。

六、组合结构（一）单项选择题1.组合结构是由（）组成的