建筑力学形成性考核册参考答案.pdf

【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 1 页 共 15 页 【建筑力学形成性考核册】参考答案【建筑力学形成性考核册】参考答案 注：本答案搜集自互联网，经本站整理而成，不保证完全正确，仅供参考！ 【可可湖娱乐社区】 作业一 一、选择题 1.B 2.C 3.C 4.C 5.B 6.D 7.B 8.B 9.A 10.D 二、填空题 1、垂直线 2、中心线 背离研究对象 3、研究对象 全部作用力 4、平行 原力对新作用点 5、无关 力偶矩大小 6、力偶 7、压力 8、自由度 9、虚铰 瞬铰 10、三角形 三、计算题 1、作如图所示多跨梁各段的受力图。 解：作段的受力图如图(a)，作段的受力图如图(b) 2、桥墩所受的力如图所示，求力系向点简化的结果，并求合力作用点的位置。已知kNFP2740=， kNG5280=，kNFQ140=，kNFT193=，mkNm= 5125。 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 2 页 共 15 页 解：坐标系如图 kNRX333)140(193=+= kNRY8020)2740(5280=+= 主矢kNRRR YX 9 .8026 22 =+= 方向1 .24 333 8020 tan= = = X Y R R 主矩mkNMO=+=106765125211937 .10140 3、如图所示，简支梁中点受力 P F作用，已知kNFP20=，求支座和的反力。 解：见教材 34 页例 1- 12 4、如图所示，试分析图示结构体系的几何组成。 解：铰结三角形 124 和铰结三角形 235 与基础这三刚片通 过不在同一直线上的三个单铰 1、2、3 两两相连，组成几何不 变体系，形成一个大刚片 12345。刚片 12345 与刚片 96 之间通 过三根即不完全平行也不相交与一点的的链杆相连，然后再依 次增加二元体 672,785,形成大刚片，此大刚片与刚片 810 用一 个铰和不通过此铰的链杆相连，几何不可变，且无多余约束。 5、三铰拱桥如图所示。已知kNFQ300=，mL32=，mh10=。求支座和的反力。 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 3 页 共 15 页 解：(1)选取研究对象：选取三铰拱桥整体以及和左右半拱为研究对象。 (2)画受力图：作出图(a)、(b)、(c) (3)列平衡方程并求解： 1)以整体为研究对象 = 0)(FMA 0)8/(8/=LLFLFLF QQBy 得：( )=kNFF QBy 300 0= yi F 02=+ QByAy FFF 得：( )=kNFF QAy 300 0= xi F 0= BxAx FF 得： BxAx FF= 2)以半拱为研究对象 = 0)(FMc 0)8/2/(2/=hFLLFLF BxQBy 得：()= =kNFBx120 108 32300 ()=kNFF BxAx 120 校核：以半拱为研究对象 0123001012016300)8/2/(2/)(=+=+=LLFhFLFFM QAxAyc 结果正确。 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 4 页 共 15 页 6、求图所示物体系统的支座反力。 解：(1)选取研究对象：选取梁以及和为研究对象。 (2)画受力图：作出图(a)、(b)、(c) (3)列平衡方程并求解： 1)以为研究对象 = 0)(FMD 0210 2 1 2 2 = C F 得：( )=10 C F 2)以为研究对象 0= xi F 0= Ax F = 0)(FMB 04410 2 1 2204 2 =+ CAy FF 得：0= Ay F 0= yi F 041020=+ CBAy FFF 得：kNFB50= 校核：以为研究对象 012102420)(=+= BD FFM 结果正确。 7、判断图中物体能否平衡？并求物体所受摩擦力的大小和方向。 （1）图)(a物体重NG200=，拉力NFP5=，25 . 0 = s f； （2）图)(b物体重NG20=，压力NFP50=，3 . 0= s f； 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 5 页 共 15 页 （a）解： 取物体为研究对象，画受力图如图。 0= xi F 0 5 3 =FFP 得：NF3= 0= yi F 0 5 4 =+GFF PN 得：NFN196= 接触面上可能产生的最大静摩擦力为： NFfF Ns 4919625 . 0 max = 由于 max FF p，所以物体处于平衡状态。摩擦力为()= NF3。 作业二作业二 一、选择题 1.D 2.C 3.B 4.D 5.A 6.C 7.C 8.B 9.D 10.C 二、填空题 1、轴向拉伸或压缩 剪切 扭转 弯曲 2、扭矩 Mn 用右手的四指表示扭矩 Mn 的转向，拇指 的指向离开截面则扭矩 3、杆件轴线 4、剪力 弯矩 5、零杆 6、直线 斜直线 7、斜直线 二次抛物线 8、剪力 集中力 9、弯矩 集中力偶 10、力偶矩 三、计算题： 一、计算下图所示拉伸（压缩）杆件各指定截面上的轴力，并作轴力图。 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 6 页 共 15 页 解： 取 1-1 截面左边部分为研究对象， 列平衡方程 0= xi F 02 1 = FFN 得：FFN2 1 =（拉力） 同理，取 2-2 截面左边部分为研究对象， 列平衡方程,可得 0 2 = N F 同理，取 3-3 截面左边部分为研究对象， 列平衡方程,可得 FFN= 3 （拉力） 绘制轴力图。 二、作图示刚架的内力图（弯矩、剪力、轴力） 。 解： （1）求支座反力 0= xi F 040 = AX F 得 ()=kNFAX40 ( )0=FM A 024024204= BY F 得 ( )=kNFBY60 0= yi F 得 ( )=kNFAY20 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 7 页 共 15 页 （2）作弯矩图 AC 杆 0= AC M AC 杆中截面弯矩 mkNMEA= 80（内侧受拉） mkNMCA= 80（内侧受拉） CD 杆 mkNMCD= 80（内侧受拉） 0= DC M DB 杆 0= BDDB MM （3）作剪力图 用截面法求各杆端剪力 AC 杆 kNFQAC40= 0= QCAQEC FF CD 杆 kNFQCD20= kNFQDC60= （4）作轴力图 同理，用截面法求各杆件轴力，作杆件轴力图。 三、作图示梁的剪力图和弯矩图。 解： （1）求支座反力 0= xi F 得 0= AX F ( )0=FM A 024584= BY F 得 ( )=kNFBY12 0= yi F 得 ( )= kNFAY8 （2）画受力图 用假想截面在需求内力处将梁分成两部分，取 其中一部分为研究对象，画受力图。 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 8 页 共 15 页 (3)求内力，画内力图 四、计算图示桁架指定杆的内力。 解： （1）求支座反力 0= yi F 得( )= FFCY3 ( )0=FMB 得()= FFAX3 0= xi F 得 ()= FFBX3 （2）取结点 B 为脱离体，0= xB F 杆 AB 为零杆 得杆 BD 的轴力 FFNBD3=（拉力） 取结点 A 为脱离体， 杆 AD 为零杆，0= xA F 得杆 AF 的轴力 FFNAF3=（压力） 取结点 D 结点为脱离体 得 4(FD)杆为零杆，即 4 杆件的轴力为 0 3(DE)杆件的轴力为 F3（拉力） 取结点 F 结点为脱离体 0= yF F 得 2(FE)杆件的轴力为 F2（压力） 0= xF F 得 1(FG)杆件的轴力为 F2（压力） 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 9 页 共 15 页 作业三 一、选择题： 1.C 2.A 3.B 4.D 5.D 6.C 7.C 8.D 9.C 10.D 二、填空题 1、常数 横向变形系数 2、等于 3、几乎不增加 增加 4、弯矩 最远 5、强度 刚度 稳定性条件 6、几何变形 应力与应变的物理关系 静力条件 7、减小 降低 8、长度系数 9、大 10、计算长度 三、计算题 一、求图示所示杆件在指定截面的应力。已知横截面面积 2 400mmA =。 解： （1）求杆件轴力。 （2）求杆件应力 1-1 截面 MPa A FN 25 400 1010 3 11 = = （压应力） 2-2 截面 MPa A FN 25 400 1010 3 22 = = （拉应力） 二、计算图示所示图形对形心轴x、y的惯性矩。 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 10 页 共 15 页 解： 圆环对形心轴x、y的惯性矩：() 44 44 646464 dD dD II yx = 右图所示图形对形心轴x的惯性矩： () 33 33 12 1 1212 bhBH bhBH Ix= 右图所示图形对形心轴y的惯性矩： () 33 33 12 1 1212 hbHB hbHB Iy= 三、三角构架如图所示，AB 杆的横截面面积 2 1 1000mmA =，BC 杆的横截面面积 2 2 600mmA =，如材 料的容许拉应力MPa40= + ，容许压应力MPa20= ，试校核其强度。 解： （1）求解 AB 杆、BC 杆的轴力 取 B 结点为研究对象，由平衡条件可求出 BC 杆的轴力 kNF BC N 20 30sin 10 =(拉力) AB 杆的轴力 kNF AB N 32.1730cos20=（压力） （2）校核 AB 杆、BC 杆的强度 BC 杆的拉应力为 MPaMPa A F BC N BC 403 .33 600 1020 3 2 = = + p，安全 AB 杆的压应力为 MPaMPa A F BC N AB 2032.17 1000 1032.17 3 1 = = p，安全 四、如图所示矩形截面木梁，已知材料的容许拉应力 MPa10=，容许剪应力 MPa2=，试校核梁 的正应力强度和剪应力强度。 解： （1）求支座反力并绘制弯矩图、剪力图 ( )=kNFA611 . 1 ( )=kNFB914 . 3 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 11 页 共 15 页 （2）校核正应力强度 最大弯矩发生在 B 截面 mkNM=016 . 1 max 最大正应力为 MPaMPa W M Z 1006 . 7 6 12060 10016 . 1 2 6 max max = =p，安全 （3）校核剪应力强度 最大剪力发生在 B 截面 kNFQ289 . 2 max = 最大剪应力为 MPaMPa A FQ 248 . 0 120602 1000289 . 2 3 2 3 max max = =p，安全 五、矩形截面杆受力如图所示， 1P F的作用线与杆的轴线重合， 2P F的作用点位 于截面的y轴上，已知kNFP20 1 =，kNFP10 2 =，mmb120=，mmh200=， mme40=，试求杆中的最大压应力。 解：将作用力向截面形心简化， 可求得其轴向压力为 kNFFF PPP 301020 21 =+=+= 截面弯矩为 mkNeFM PZ =4 . 004 . 0 10 2 可得杆中最大压应力为 MPa W M A F Z ZP 75 . 1 6 200120 104 . 0 200120 1030 2 63 max = = 六、 如图所示， 矩形截面木压杆， 已知ml4=，mmb100=，mmh150=， 材料的弹性模量GPaE10=，110= P 。试求此杆的临界力。 解： 该杆7 . 0=，该杆的临界力为 () () kN l EI F cr P 354 1047 . 0 12 150100 1010 2 3 3 32 2 2 = = 七、解：长细比大，压杆细长，临界压力小，临界力也小，杆件容易丧失稳定。 i l = bca A 杆最先失稳。 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 12 页 共 15 页 作业四 一、选择题 1.B 2.D 3.D 4.C 5.A 6.C 7.B 8.C 9.B 10.C 二、填空题 1、杆轴为直线 2、位移 3、轴力 （公式见教材 P186） 4、荷载 力（力偶） 5、反 反 6、位移 7、未知的结点角位移和未知的结点线位移 8、单跨超静定梁的组合体 9、位移法 10、转动 三、计算题 一、试用积分法求图示外伸梁 C 端的竖向位移 C 。已知 EI 为常数。 解： 在 C 点加竖向单位力， AB 段和 BC 段坐标如图所示 AB 段 x ql MP 8 = xM 2 1 = )0(lx BC 段 2 2 qx MP= xM= ) 2 0( l x 得 )( 384 11 )( 2 ( 1 ) 2 )( 8 ( 1 4 2 0 2 0 = + = EI ql dxx qx EI dx xqlx EI dx EI MM ll P C 二、计算图示刚架横梁中点的竖向位移，各杆长均为l，EI 相同。 解：用图乘法计算 （1）绘制实际荷载作用的弯矩图 P M （2）作单位力作用下的弯矩图M 【可可湖娱乐社区】 （） 欢迎您！ 第 13 页 共 15 页 （3）横梁中点的竖向位移为 ( )= += EI lF EI lF ll lF ll P PP 16 1 3 2 ) 242 1 ( 3 1 ) 242 1 ( 三、用力法计算图示结构，作 M 图。 解： （1）选择基本结构 （2）建立典型方程 0 1111 =+ P X （3）计算系数和自由项 绘制 1 M图及 P M图 EIEI 144 2)6 3 2 66 2 1 ( 1 11 = EIEI P 1080 )6