(2025年)新国家开放大学电大《建筑力学》期末终考题库及标准参考答案

(2025年)新国家开放大学电大《建筑力学》期末终考题库及标准参考答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列关于力的三要素的描述，正确的是（）。A.大小、方向、作用点B.大小、方向、作用线C.大小、作用点、作用面D.方向、作用点、作用面答案：A2.图示简支梁受均布荷载q作用，跨长为l，梁中点C的弯矩值为（）。（注：假设弯矩使梁下部受拉为正）A.ql²/8B.ql²/4C.ql²/2D.ql²/16答案：A3.低碳钢拉伸试验中，材料进入强化阶段后，卸载时的应力-应变曲线（）。A.沿原加载路径返回B.沿与弹性阶段平行的直线返回C.沿与屈服阶段平行的直线返回D.无固定规律答案：B4.平面汇交力系平衡的必要充分条件是（）。A.力多边形自行闭合B.各力在x轴投影之和为零C.各力在y轴投影之和为零D.合力矩为零答案：A5.图示悬臂梁自由端受集中力F作用，梁长为L，梁根部截面的剪力为（）。A.F（正）B.-F（负）C.FL（正）D.-FL（负）答案：A6.圆截面拉杆受轴向拉力F作用，直径为d，其横截面上的正应力σ为（）。A.4F/(πd²)B.F/(πd²)C.2F/(πd²)D.πd²/(4F)答案：A7.关于梁的弯曲正应力，下列说法错误的是（）。A.最大正应力发生在离中性轴最远的纤维处B.中性轴通过截面形心C.正应力沿截面高度线性分布D.梁的跨度越大，正应力一定越大答案：D8.压杆的临界应力σcr与（）无关。A.压杆的材料B.压杆的截面形状C.压杆的长度D.压杆所受的实际荷载答案：D9.图示结构中，AB杆为刚性杆，BC杆为弹性杆，当C点受竖向荷载F作用时，BC杆的变形形式为（）。A.轴向拉伸B.轴向压缩C.弯曲D.剪切答案：B10.平面一般力系向某点简化后，若主矢为零、主矩不为零，则原力系（）。A.平衡B.可简化为一个合力偶C.可简化为一个合力D.无法简化答案：B11.矩形截面梁（高h，宽b）受弯时，若将截面旋转90°（即高变为b，宽变为h），则梁的抗弯能力（）。A.不变B.增大（h>b时）C.减小（h>b时）D.无法判断答案：C（注：抗弯截面系数W=bh²/6，旋转后W=hb²/6，若h>b，则原W更大，旋转后减小）12.下列约束中，只能限制物体沿一个方向移动的是（）。A.固定铰支座B.可动铰支座C.固定端支座D.链杆约束答案：B（可动铰支座限制垂直于支撑面方向的移动）13.图示桁架中，1杆的内力为（）。（注：节点A受向下荷载F，各杆长度相等）A.F（拉）B.F（压）C.0D.F/2（拉）答案：C（利用节点法分析A点，水平方向无荷载，两斜杆内力对称，竖向合力平衡F，1杆为零杆）14.材料的许用应力[σ]是（）。A.材料的极限应力除以安全系数B.材料的屈服应力C.材料的强度极限D.材料的比例极限答案：A15.梁在集中力作用处，其剪力图（）。A.无变化B.发生突变（突变值等于集中力大小）C.出现尖点D.斜率改变答案：B二、判断题（每题1分，共10分）1.力的可传性原理适用于任何物体。（×）（仅适用于刚体）2.轴向拉压杆的内力只有轴力，没有剪力和弯矩。（√）3.梁的弯矩图在均布荷载作用段为抛物线，剪力图为斜直线。（√）4.压杆的长细比λ越大，临界应力σcr越小，稳定性越差。（√）5.平面汇交力系最多可列2个独立平衡方程。（√）6.材料的弹性模量E越大，在相同应力下产生的应变越小。（√）7.静定结构的反力和内力均可通过静力平衡方程唯一确定。（√）8.梁的中性轴上各点的正应力为零，剪应力可能不为零。（√）9.约束力的方向总是与约束所能限制的位移方向相反。（√）10.低碳钢的强度极限是材料能承受的最大应力，超过后试件立即断裂。（×）（超过强度极限后试件会发生颈缩，最终断裂）三、计算题（每题10分，共40分）1.图示简支梁AB，跨长L=6m，受均布荷载q=4kN/m和集中力F=12kN（作用于距A点2m处）作用，求支座A、B的反力。解：取梁AB为研究对象，受力分析如图（略），列平衡方程：ΣMA=0：RB×6-q×6×3-F×2=0代入数据：6RB-4×6×3-12×2=0→6RB-72-24=0→RB=96/6=16kN（向上）ΣFy=0：RA+RB-q×6-F=0→RA+16-24-12=0→RA=20kN（向上）答案：RA=20kN（↑），RB=16kN（↑）2.图示圆截面钢杆，直径d=20mm，受轴向拉力F=50kN作用，材料的弹性模量E=200GPa，求杆的轴向应力σ和伸长量ΔL（杆长L=2m）。解：σ=F/A，A=πd²/4=π×(0.02)²/4=3.14×10⁻⁴m²σ=50×10³/(3.14×10⁻⁴)=159.2MPa（拉应力）ΔL=FL/(EA)=50×10³×2/(200×10⁹×3.14×10⁻⁴)=(100×10³)/(62.8×10⁶)=1.59×10⁻³m=1.59mm答案：σ≈159.2MPa，ΔL≈1.59mm3.绘制图示外伸梁的剪力图和弯矩图（梁长AB=4m，BC=1m，均布荷载q=2kN/m，集中力F=4kN作用于C点）。解：（1）求支座反力：ΣMA=0：RB×4-q×4×2-F×5=0→4RB-16-20=0→RB=9kN（↑）ΣFy=0：RA+RB-q×4-F=0→RA=8+4-9=3kN（↑）（2）剪力图：AB段（0≤x≤4m）：Q(x)=RA-qx=3-2xx=0时Q=3kN，x=4时Q=3-8=-5kNBC段（4≤x≤5m）：Q(x)=-F=-4kN（注意：C点集中力使剪力突变，实际BC段剪力为-4kN）（3）弯矩图：AB段：M(x)=RAx-qx²/2=3x-x²x=0时M=0，x=4时M=12-16=-4kN·mBC段：M(x)=M_B+Q×(x-4)=-4+(-4)(x-4)=-4x+12x=5时M=-20+12=-8kN·m（或直接计算M_C=F×1=4kN·m向下，符号为负）答案：剪力图AB段为斜直线（3kN→-5kN），BC段为水平线（-4kN）；弯矩图AB段为抛物线（0→-4kN·m），BC段为斜直线（-4kN·m→-8kN·m）4.图示矩形截面压杆（b=50mm，h=100mm），长度L=3m，两端为铰支（μ=1），材料为Q235钢（E=200GPa，λp=100），求压杆的临界应力σcr。解：（1）计算截面惯性半径i：对y轴（弱轴）：I=bh³/12=50×100³/12=4.17×10⁶mm⁴A=bh=50×100=5000mm²i=√(I/A)=√(4.17×10⁶/5000)=√834≈28.9mm（2）长细比λ=μL/i=1×3000/28.9≈103.8>λp=100，属于大柔度杆，用欧拉公式：σcr=π²E/λ²=π²×200×10³/(103.8)²≈(1973920)/(10774)≈183.2MPa答案：σcr≈183.2MPa四、分析题（每题10分，共20分）1.分析图示平面体系的几何组成（要求写出分析过程）。（体系描述：基础上有三个刚片，刚片1与基础用两个链杆连接，刚片2与刚片1用铰A连接，刚片3与刚片2用铰B连接，刚片3与基础用两个链杆连接，所有链杆不共线）解：（1）将基础视为大刚片，刚片1与基础通过两个不共线链杆连接，构成几何不变体系（二元体规则）；（2）刚片2与刚片1通过铰A连接，形成新的刚片（1+2）；（3）刚片3与刚片（1+2）通过铰B连接，同时刚片3与基础通过两个不共线链杆连接（相当于一个铰）；（4）根据三刚片规则，三个刚片（基础、1+2、3）之间通过三个不共线的铰（基础与1的链杆、铰B、基础与3的链杆）连接，无多余约束，体系为几何不变且无多余约束。答案：几何不变体系，无多余约束。2.某钢筋混凝土梁设计时，发现跨中弯矩过大，需增强抗弯能力。试从材料、截面形式、配筋三个方面提出改进措施，并说明原理。解