2025年大学大三（结构力学）空间结构内力计算试题及解析

2025年大学大三（结构力学）空间结构内力计算试题及解析

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.空间结构中，关于空间桁架的说法正确的是（）A.各杆件只承受轴力B.可以考虑杆件的抗弯性能C.节点为刚接D.内力计算比平面桁架复杂很多2.对于空间刚架，其内力不包括以下哪种（）A.轴力B.剪力C.扭矩D.弯矩3.空间结构中，采用有限元法计算内力时，首先要做的是（）A.划分单元B.确定边界条件C.建立结构模型D.选择合适的单元类型4.空间网架结构中，三角形网格形式适用于（）A.大跨度且平面形状规则的建筑B.平面形状复杂的建筑C.中小跨度建筑D.对刚度要求不高的建筑5.计算空间结构内力时，若结构具有对称性，以下哪种处理方式可简化计算（）A.利用对称性减少未知量B.直接忽略对称性C.增加约束利用对称性D.改变结构形式利用对称性6.空间结构中，关于壳体结构内力特点描述错误的是（）A.主要承受薄膜内力B.有较好的空间受力性能C.内力分布均匀D.弯矩在壳体中起主导作用7.对于空间结构的节点，在计算内力时，以下说法正确的是（）A.铰节点传递所有内力B.刚节点只传递轴力C.铰节点不传递弯矩D.刚节点不传递剪力8.空间结构内力计算中，影响结构内力分布的主要因素不包括（）A.结构形式B.荷载类型C.材料颜色D.支撑条件9.计算空间框架结构内力时，常用的方法不包括（）A.力矩分配法B.矩阵位移法C.有限元法D.静定结构分析法10.空间结构中，当结构承受空间力系作用时，其内力计算需要考虑（）A.三个方向的平衡方程B.两个方向的平衡方程C.只考虑竖向平衡D.只考虑水平平衡第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述空间结构内力计算的一般步骤。12.（15分）在空间结构中，分析网架结构的受力特点以及常用的内力计算方法。13.（15分）对于空间刚架，说明如何确定其内力的计算简图以及计算过程中需要注意的要点。14.（15分）材料：某大型体育场馆采用空间管桁架结构。该管桁架跨度较大，形状为复杂的曲面。在进行内力计算时，由于结构复杂，采用了有限元软件进行分析。问题：结合材料，阐述空间管桁架结构内力计算的难点以及有限元法在解决这些难点方面的优势。15.（15分）材料：有一空间壳体结构的展览馆，其屋面采用球形薄壳。该壳体承受着屋面自重、风荷载以及人群荷载等多种荷载作用。问题：分析该球形薄壳结构在这些荷载作用下的内力分布情况，并说明设计中如何考虑这些内力以确保结构安全。答案：1.A2.C3.C4.C5.A6.D7.C8.C9.A10.A11.空间结构内力计算一般步骤：首先明确结构的几何形状、支撑条件和荷载情况；然后选择合适的计算方法，如有限元法、矩阵位移法等；接着建立结构模型，包括划分单元、确定节点坐标等；再根据所选方法进行内力计算，求解未知力；最后对计算结果进行分析和校核，确保其合理性。12.网架结构受力特点：空间受力性能好，能充分发挥材料强度。常用内力计算方法：矩阵位移法，通过建立结构刚度方程求解内力；有限元法，可精确模拟复杂形状和边界条件。计算时要准确确定节点坐标、杆件截面特性等参数，考虑结构的空间协同工作。13.空间刚架内力计算简图确定：根据实际结构简化，将节点视为刚接或铰结，杆件简化为直线。计算要点：考虑空间三个方向的平衡方程，精确计算节点力；注意杆件的抗弯、抗剪和抗压性能；合理确定边界条件，确保计算准确性。14.空间管桁架结构内力计算难点：形状复杂，难以用传统方法精确计算；节点连接形式多样，内力传递复杂。有限元法优势：能精确模拟复杂形状和节点连接，考虑多种荷载工况；可方便地调整结构参数，快速得到准确内力结果，为结构设计提供可靠依据。15.球形薄壳结构内力分布：在自重作用下，下部受拉，上部受压；风荷载作用时，迎风面受压，背