建筑力学习题集答案解析集

1、1对于作用在刚体上的力，力的三要素是大小、方向作用点 。2、力对矩心的矩，是力使物体绕矩心转动 效应的度量。3、杆件变形的基本形式共有轴向拉伸（压缩）变形弯曲剪切和扭转四种。4、轴力是指沿着 杆件轴线的内力。5、轴向拉伸（压缩）的正应力大小和轴力的大小成正比 ，规定 受拉 为正,受压为负。4倍。6、两端固定的压杆，其长度系数是一端固定、一端自由的压杆的 7、细长压杆其他条件不变，只将长度增加一倍，则压杆的临界应力为原来的0.25 倍。8、在力法方程中，主系数 &恒 大于 零。9、力矩分配法的三个基本要素为转动刚度、分配系数和传递系数 。10、梁的变形和抗弯截面系数成比。11结构位移产生

2、的原因有 荷载作用温度作用、支座沉降等。填空1在任何外力作用下，大小和形状保持不变的物体称_刚体2、2、力是物体之间相互的机械作用。这种作用会使物体产生两种力学效果分别是外效果和内效果3、力的三要素是力的大小力的方向力的作用点4、4、加减平衡力系公理对物体而言、该物体的外效果成立。汇交于5、一刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必占八、6、使物体产生运动或产生运动趋势的力称荷载（主动力）相反8、柔体的约束反力是通过 _接触点，其方向沿着柔体中心7、约束反力的方向总是和该约束所能阻碍物体的运动方向线的拉力。自行封闭9、平面汇交力系平衡的必要和充分的几何条件是力多边形10、平面汇交力

3、系合成的结果是一个合力。合力的大小和方向等于原力系中各力的矢量和11力垂直于某轴、力在该轴上投影为12、艺X =0表示力系中所有的力在轴上的投影的 _代数和13、力偶对作用平面内任意点之矩都等于力偶矩14、力偶在坐标轴上的投影的代数和为零15、力偶对物体的转动效果的大小用 _力偶矩16、力可以在同一刚体内平移，但需附加一个力偶。力偶矩等于原力对新作用点之矩。17、平面一般力系向平面内任意点简化结果有四种情况， 分别是 _主矢和主矩都不为零主矢不为零主矩为零主矢为零主矩不为零主矢和主矩都为零 _。18、力偶的三要素是 _力偶矩的大小 、_力偶的转向 、力偶的作用面 。19、20、摩擦角的正切值等

4、于静摩擦系数21、摩擦角是当静摩擦力下达到 _最大值时，全反力与支承面的 _法线的夹角。22、最大静摩擦力与两物体接触面积的大小 _无关。与两物体间的 _法向压力成正比。23、杆件的四种基本变形是 _拉（压）变形 _、_剪切变形 、 _扭转变形 _、弯曲变形 。24、材料力学对变形固体的基本假设是 _均匀连续假设 _和 _各向同性假设 _。25、由于外力作用，构件的一部分对另一部分的作用称为内力平面一般力系的三力矩式平衡方程的附加条件是 _A、B、C 三点不共线26内力在一点处的集度值称为应力27、轴向拉压时与轴线相重合的内力称轴力28轴向拉压时正应力计算公式的应用条件是等截面直杆_和_外力作

5、用线与轴线重合或内力只有轴力29轴向拉（压）时，用虎克定律求变形时，应用条件是 严 S或杆内应力不超过比例极限和在I长度内E、A、N均为常数。30低碳钢拉伸试验中的应力应变图可分为四个阶段分别是弹性阶段服阶段_、强化阶段、颈缩阶段31、材料在受力过程中各种物理性质的数据称材料的力学性能32、对其它塑性材料，卸载后试件残留的塑性应变达到0.2%时，对应的应力值作为材料的 名义屈服极限。弹性33通常规定铸铁在产生0.1%的应变时，所对应的应力范围作为的范围。34、铸铁压缩破坏面与轴线大致成 _45°角，说明铸铁的 _抗剪主应力按代数值排列为do强度低于抗压强度。35、塑性材料以屈服极限作

6、为极限应力，脆性材料以强度极限作为极限应力。36、单位长度上的纵向变形称纵向线应变设计截面37、强度条件有三方面的力学计算分别是 _强度校核确定许用荷载 _。应力集中38、由于杆件外形的突然变化而引起局部应力急剧增大的现象称39、图形对所有平行轴的惯性矩中，图形对形心轴的惯性矩为最小40、对直径为 d 的圆形截面，它的惯性半径为 _i= d/441、以弯曲变形为主要变形的杆件称 _梁梁的内力正负号规定弯矩使梁 _下拉上压为正。主平44、在应力单元体中，若某一截面上的剪应力为零，则该截面称面。45、结构计算简图选取的两大原则是 (1)真实性 :计算简图尽可反映结构的实际受力情况(2)实用性:计算

7、简图尽可能使力学计算简化46、荷载按其作用时间的长短可分 _恒载和_活载 。60、在一定荷载下 ,拱每一截面弯矩 等于零47、平面内一个点有 _2个自由度,平面内一刚片有 _3_个自由度 :一个连接三根杆件的复铰 ,可使系统减少 _4_个自由度 ;一个连接几个刚片的复铰 ,可使体系减少 _2(n-1)个自由度48、一根链杆相当于一个约束 ,而一个单铰相当于 _2_个约束,一个_单刚结点 _或固定端支座相当于三个约束。不全平几何不变49、平面内两个刚片用三根链杆组成几何不变体系，这三根链杆必须是不全交于一点 。50、在忽略材料应变的前提下， 几何形状和位置是不会改变的体系称 体系51、在忽略材料

8、应变的前提下，几何形状和位置是可以改变的体系称_几何可变体系52、确定物体的运动所需的独立几个参数的个数称 _自由度53、 53、静定结构可分为 _梁刚架桁架和 _ 三铰拱四大类54、梁和刚架的主要内力是 弯矩 M；桁架的主要内力是轴力 N55、桁架计算简图选取的基本假设是 _光滑铰节点直杆节点荷载56、桁架从几何组成角度上来分类。 可分为 _简单桁架联合桁架复杂桁架三大类57、拱与梁的主要区别是：拱在竖向荷载作用下有水平推力58、刚结点的两大特征是（ 1）夹角相等2）_能承受并传递弯矩59、一次截取一个结点为研究对象 ,来计算杆件内力的方法称结点法时的拱轴线，称合理拱轴线。61、力在其它原因

9、引起的位移上所做的功称虚功62、在变形过程中，某截面所转过角度，称为该截面的角位移63的位置；下标P表示“P”引起位移的原因64当求得的位移 ip为负植时，说明了实际位移与虚拟力方向相反位移符号“ip”中的两个下标i、P,其中下标i的含义是_ “i”产生位移65图(a) (b)、(C)中共标出了 9个位移Si,其中有3对位移的数值相等，试根据位移互等定理，写出这3对位移32；APi=lF.= l答案：2= S S3= as §5= &静定结构66结构的反力和内力完全可以由静力平衡方程加于确定结构称为67、超静定结构结构的反力或内力不能全部由静力平衡条件来确定，约束有 多余；（

10、2）68超静定结构与静定结构相比，其不同之处是：（1）_计算方法有多余约束69力法的基本未知量是 多余约束力x；力法方程是通过比较变形而建立的。70切断一根链杆相当于解除约束，而切断一根梁式杆相当于解除3个个约束选择1 固定端约束通常有（）个约束反力。(A )一(B)(C)三(D )四2 如右图所示结构为（A .几何瞬变体系B.几何可变体系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3 若刚体在二个力作用下处于平衡，则此二个力必（A )。A .大小相等，方向相反，作用在同一直线。B. 大小相等，作用在同一直线。C方向相反，作用在同一直线。D .大小相等。4.力偶可以在它的作用

11、平面内D ），而不改变它对物体的作用。A .任意移动既不能移动也不能转动C.任意转动任意移动和转动5.一个点和一个刚片用（）的链杆相连，组成几何不变体系。A 两根共线的链杆B. 两根不共线的链杆C. 三根不共线的链杆D .三根共线的链杆6.静定结构的几何组成特征是D ）。A .体系几何可变B.体系几何瞬变C.体系几何不变D .体系几何不变且无多余约束7.图示各梁中I M I max为最小者是图（D ）。gI 月一1I&简支梁受力如图示，则下述正确的是（）。4A. Fqc（左）=Fqc（右）,Mc（左）=Mc（右）B. Fqc（左）=Fqc（右）-F,Mc（左 ）= M C（右）C. F

12、qc（左）=Fqc（右）+ F,Mc（左）=Mc（右）D. Fqc（左）=Fqc（右）-F,Mc（左 ）工 Mc（右）9工程设计中,规定了容许应力作为设计依据:。其值为极限应力0除以安全系数n ,其中门为（DB.1C. <1>110.图示构件为矩形截面，截面对Zi轴的惯性矩为A. bh3B. bl!12 6C,22* Zibh3bh3C.411. 如图所示的矩形截面柱,Fpi和Fp2力作用，将产生D ）。C.主系数和自由项D .副系数和自由项( C )的组合变形。A. 弯曲和扭转B.斜弯曲C. 压缩和弯曲D. 压缩和扭转12. 在力法典型方程的系数和自由项中，数值范围可为正、负实数

13、或零的有(A .主系数B. 主系数和副系数A .结点位移13. 位移法的基本未知量是(B.多余约束力C. 杆件的变形D .支座位移14图示单跨梁的转动刚度Sab 是(D ）（ i 旱）。A. 2iB. 4 iC. 8iD. 16i(D )杆。15如图所示为四根材料相同、直径相等的杆件。承载能力大的是A. 图 a。B. 图 b。C. 图 C。D. 图d。16、17、18T7能够限制物体角位移的约束是（A .固定铰支座C.简单铰桁架中的二杆结点，如无外力作用,I .不共线II .共线e'77777cl训B)。B .固定端支座D .滚动铰支座如果二杆（III .互相垂直A ）,则此二杆都是零

14、杆。B. IIC.I、IIID . II、III如图所示各杆的受载情况中,使杆件产生纯扭转变形的是图（b ）。(ai I1FFII19、正方形结构如图所示，已知各杆的EA都相同,则斜杆1-3的伸长为（C）。A. Al=2Fa/ EAB. Al=0。C. Al/2 Fa/B、C均错20、如图所示为四根材料相同、直径相等的杆件。承载能力大的是(DA.图 a。B.图 bo C.图 CoD.图 do777777a)clD. i21、图示单跨梁AB的转动刚度Sab是（B ）0（ iC. 4i判断1.对于作用在刚体上的力，力的三要素是大小、方向和作用线。（V ）2梁按其支承情况可分为静定梁和超静定梁。（V

15、 ）3力偶的作用面是组成力偶的两个力所在的平面。（V ） 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,则共可以建立3个独立的平衡方程。（X ）5未知量均可用平衡方程解出的平衡问题，称为稳定问题；仅用平衡方程不可能求解出所有未知量的平衡问题，称为不稳定问题。 ( X )6平面弯曲是指作用于梁上的所有荷载都在梁的纵向对称面内，则弯曲变形时梁的轴线仍在此平面内。 ( V )7应力是构件截面某点上内力的集度，垂直于截面的应力称为剪应力。8在工程中为保证构件安全正常工作，构件的工作应力不得超过材料的许用应力c，而许用应力f)是由材料的极限应力和安全因素决定的。9压杆丧失了稳定性，称为失

16、稳。 (V10折减系数甲可由压杆的材料以及柔度入查表得出。(V )11在使用图乘法时，两个相乘的图形中，至少有一个为三角图形。(V)(V)12位移法的基本未知量为结构多余约束反力。( X13轴力是指沿着杆件轴线方向的内力。( V )14桁架中内力为零的杆件称为零杆。 ( V )161715无多余约束的几何不变体系组成的结构为静定结构。合力不定比分面 图 形 的 静 矩 与 坐 标 系有关。18、压杆的柔度越大，压杆的稳定性越差。V)19约束是限制物体自由度的装置V)20、约束反力的方向一定与被约束体所限制的运动方向相反。V)21、力平移，力在坐标轴上的投影不变。22、力偶在坐标轴上有投影。23

17、、平面一般力系简化的结果是主矢和主矩， 主矩的计算与简化中心无24、弯矩越大梁的弯曲应力也一定越大。25、内力是由于外力作用构件内引起的附加力。简答题1、低碳钢在拉伸试验的整个过程可分为几个阶段，并简单叙述每个阶段的试验特征。答：四个阶段1)弹性阶段：满足胡克定律屈服阶段：应力不变，应变迅速增大 强化阶段：金属晶粒重组，强度进一步提高 颈缩阶段：应力降低，应变增大，在某一位置出现断面收缩，最终断裂答：(1)2、请列举提高梁弯曲强度的主要途径，并简单说明原因。选择合理的截面形式：在截面积相同的情况下，选择的截面形式合理可以提高弯曲截面系数 W 。选用变截面梁： 构件上的内力是随着位置的变化而变化

18、的， 在内力大的位置选用较大的截面形式，在内力较小的位置选用较小的截面形式，这样在同样的经济代价 之下提高梁的抗弯强度。合理布置梁的支座：这样在同样的荷载作用下可以减梁的最大弯矩值。合理布置荷载：将荷载尽量的分散，可降低梁的最大弯矩值。计算题1、试画出图所示外伸梁的内力图(弯矩图和剪力图)门丨 H I I I I I i 1 I I C«解(1)计算支座反力(2 分)Ma(F)0 得Fy O得2F By ql (?)3F Ay 3ql (?)3根据本例梁上荷载作用的情况，应分AB、BC两段作内力图。(2 )作Fq图AB段:梁上有均布荷载,(2分)1Fq图应为一下斜直线，通过Fqa 右

19、= FAy - ql即可画出此3段下斜直线。BC段：、，L2By 3(3)作M图Fq图也为一下斜直线，B点有支座反力，产生突变。突变值-1为Fey ql ，通过Fqb右=ql，可画出。34梁上有均布荷载,AB段：梁上有均布荷载，M图为一抛物线，Ma=0, MbBC段：梁上有均布荷载， M图为一抛物线，可以画出全梁的(4 分)1I 2ql 。32M图。侖Z耳AFdfl2、梁的正应力强度计算，试求图示梁的最大正应力及其所在位置。LokN no&t6 7ta I 0.7m(KTia解(1)计算支座反力(2 分)很明显，FAy Fey 10kN (?)(2) M max FAy 0.7 7kN

20、 m(2 分)(3) WzIzy maxbh312h2120 200312200-"T538 10 mm(2 分)(4)M maxmaxWz1068 108.75 MPa(2 分)3、试求图示梁的支座反力。（8分）lOkN/mrn本题程度：容易。（概念简单，计算简单）要求学生掌握平面一般力系的平衡条件和方程, 会正确、熟练求解平面一般力系的平衡问题。评分标准：画出正确的受力图，3分；求出Fax、Fay，3分；求出Fby，2分。答案：Fax=0 ; FAY=45kN（ t ）; FBY=30kN（ t ）4、试对图示结构作几何组成分析。本题程度：容易。（题目本身简单，学生掌握最基本的方

21、法）要求学生掌握结构的几何组成规则和有关概念，能利用法则正确分析结构的几何组成。评分标准：写出分析过程，3分；结论正确，5分。答案：几何不变体系，无多余约束。5、试利用M、Fq、q三者的关系，画出梁的弯矩图。（8分）本题程度：中等。（对内力图的特征和性质要求较高）要求学生熟练掌握 微分关系，并能熟练的利用关系画出内力图。评分标准：求出支座反力，3分；画出弯矩图形状无误，3分；各控制截面值正确，2分。答案：MA=45kN m（上侧）；Mb=30 kN m（下侧）；Mc=40 kN m（下侧）6、用图乘法计算图示刚架的位移M、Fq、q三者的Ay。（8分）lOkN/m吕讐N_E丄上4m本题程度：中等。（图乘的熟练程度要求较高）要求学生熟练掌握用图乘法求结构的指定位 移。4分。评分标准：画出 Mp图，2分；画出M图，2分；图乘结果正确,答案： Ay=1760/ El（ J ）（8分）7、用力法计算图示超静定结构，并画出其弯矩图。2tNAo.本题程度：中等。（计算量不大，强调方法）要求学生掌握力法的基本思路和方法，会熟练 求解一次超静定结构。评分标准：画出 Mp图，2分；画出M1图，2分；求出X1, 2分；画出M图，2分。答案：Mba=2.57 kN m（上侧）&外伸圆木梁受荷载作用如图示。已知Fp=3kN , q=3kN /m。