中国石油大学土木工程结构力学试卷

中国石油大学土木工程结构力学试卷考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________试卷名称：中国石油大学土木工程结构力学试卷考核对象：土木工程专业本科二年级学生题型分值分布：-判断题（总共10题，每题2分）总分20分-单选题（总共10题，每题2分）总分20分-多选题（总共10题，每题2分）总分20分-简答题（总共3题，每题4分）总分12分-应用题（总共2题，每题9分）总分18分总分：100分一、判断题（每题2分，共20分）请判断下列说法的正误。1.在静定结构中，内力仅与荷载有关，与支座反力无关。2.功的互等定理适用于所有弹性结构。3.弯矩图的斜率等于剪力。4.柔度法适用于求解超静定结构的位移。5.虚功原理是结构力学的基本原理之一。6.悬臂梁在自由端的弯矩为零。7.静定结构的内力分布与材料性质无关。8.功的互等定理与虚功原理是等价的。9.柔度系数的单位是力/长度。10.超静定结构的内力仅由荷载决定。二、单选题（每题2分，共20分）请选择最符合题意的选项。1.下列哪种结构是静定结构？A.三铰刚架B.两跨连续梁C.无铰拱桥D.多跨框架2.功的互等定理中，第一类功与第二类功的关系是？A.相等且正比B.相等但反比C.不相等且无关D.互为倒数3.悬臂梁在固定端的最大弯矩发生在？A.固定端B.中点C.自由端D.均匀分布4.柔度法的基本思路是？A.力法方程B.位移方程C.功的互等定理D.虚功原理5.剪力图在集中力作用处的特征是？A.断裂B.拐点C.平坦D.垂直6.超静定结构的计算方法包括？A.功的互等定理B.柔度法C.力法D.以上都是7.静定结构的几何不变性条件是？A.n=2j+3B.n=2j-3C.n=2jD.n=j8.虚功原理的适用条件是？A.静定结构B.超静定结构C.弹性结构D.非弹性结构9.柔度系数的物理意义是？A.单位荷载引起的位移B.单位位移引起的力C.功的比率D.力的比率10.下列哪种情况下弯矩图会出现拐点？A.均布荷载B.集中力偶C.集中力D.无荷载三、多选题（每题2分，共20分）请选择所有符合题意的选项。1.静定结构的特征包括？A.几何不变B.内力唯一确定C.可用叠加原理D.可用柔度法求解2.功的互等定理的应用场景包括？A.求解超静定结构位移B.求解静定结构内力C.验证结构对称性D.计算结构变形3.柔度法的基本步骤包括？A.建立位移方程B.计算柔度系数C.求解力法方程D.绘制弯矩图4.超静定结构的计算方法包括？A.力法B.位移法C.柔度法D.功的互等定理5.剪力图的特征包括？A.零点对应弯矩极值B.集中力作用处斜率突变C.均布荷载作用处斜率线性变化D.自由端为零6.虚功原理的数学表达式是？A.δW₁=δW₂B.W₁=δW₂C.δW₁=-δW₂D.W₁=-δW₂7.柔度系数的单位是？A.力·长度⁻¹B.长度·力⁻¹C.力·长度²⁻¹D.长度²·力⁻¹8.静定结构的内力计算方法包括？A.平衡方程B.叠加原理C.功的互等定理D.柔度法9.超静定结构的计算难点包括？A.方程数量多B.需要初参数法C.内力分布复杂D.位移法计算量大10.弯矩图的特征包括？A.零点对应剪力极值B.集中力偶作用处斜率突变C.均布荷载作用处斜率线性变化D.自由端为零四、简答题（每题4分，共12分）1.简述静定结构与超静定结构的区别。2.解释功的互等定理的物理意义。3.说明柔度法的基本原理及其适用条件。五、应用题（每题9分，共18分）1.如图所示，悬臂梁受均布荷载q作用，长度为L，自由端受集中力P作用。试求固定端的支座反力，并绘制弯矩图和剪力图。（注：此处应有示意图，此处省略文字描述）2.如图所示，两跨连续梁受集中力P作用，跨长均为L，支座B为铰支。试求支座反力，并绘制弯矩图和剪力图。（注：此处应有示意图，此处省略文字描述）标准答案及解析一、判断题1.×（静定结构内力与支座反力有关，需通过平衡方程联立求解）2.√（功的互等定理适用于线弹性结构）3.√（弯矩图的斜率等于剪力）4.×（柔度法适用于求解超静定结构的位移）5.√（虚功原理是结构力学的基本原理之一）6.×（悬臂梁在固定端的弯矩等于PL）7.√（静定结构内力仅由荷载和几何条件决定）8.√（功的互等定理与虚功原理是等价的）9.×（柔度系数的单位是长度/力）10.×（超静定结构内力需考虑约束反力）二、单选题1.A（三铰刚架是静定结构）2.A（功的互等定理中，第一类功与第二类功相等且正比）3.A（悬臂梁在固定端的弯矩最大）4.B（柔度法的基本思路是位移方程）5.B（集中力作用处剪力图出现拐点）6.D（以上都是超静定结构的计算方法）7.A（静定结构的几何不变性条件是n=2j+3）8.C（虚功原理适用于弹性结构）9.A（柔度系数是单位荷载引起的位移）10.B（集中力偶作用处弯矩图斜率突变）三、多选题1.A,B,C2.A,B,D3.A,B,D4.A,B,C5.A,B,C,D6.A,C7.A,B8.A,B9.A,C,D10.A,B,C四、简答题1.静定结构与超静定结构的区别-静定结构：几何不变，内力唯一确定，可用平衡方程直接求解；超静定结构：几何可变或多余约束，内力需联立平衡方程和变形协调方程求解。-静定结构无多余未知力，超静定结构有多余未知力。2.功的互等定理的物理意义功的互等定理表明，在弹性结构中，第一组外力在第二组外力引起的位移上所做的功，等于第二组外力在第一组外力引起的位移上所做的功。3.柔度法的基本原理及其适用条件-基本原理：通过计算柔度系数，建立位移方程求解超静定结构的位移和内力。-适用条件：适用于线弹性结构，需计算单位荷载引起的位移。五、应用题1.悬臂梁受力分析-支座反力：-垂直反力：P-弯矩：PL-弯矩图和剪力图绘制：-自由端剪力为P，弯矩为零；固定端剪力为P，弯矩为PL。2.两跨连续梁受力分析-支座反力：-A支座：P/2-B支座：P-弯矩图和剪力