建筑力学作业及答案.docx
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建筑力学作业及答案
建筑力学#
第1次平时作业
一•单选题(每题2分,共30分)
1.约束反力中含有力偶的约束为(B)。
A.固定铰支座B.固定端支座
2•图示一重物重P,置于光滑的地面上。
若以物对地面的压力。
以下结论正确的是(B)。
A.力P与N是一对作用力与反作用力
B.力N与N是一对作用力与反作用力
c.力P与N是一对作用力与反作用力
D.重物在P、N、N
3.力偶可以在它的作用平面内
A.任意移动
C.任意移动和转动
4.平面一般力系可以分解为
A.一个平面汇交力系
C.可动铰支座D.光滑接触面
N表示地面对重物的约束反力,N表示重
C一个平面汇交力系和一个平面力偶系
D.无法分解
5.平面一般力系有(B)个独立的平衡方程,可用来求解未知量。
A.4B.3C.2D.1
6.关于力偶与力偶矩的论述,其中(D)是正确的。
A.方向相反,作用线平行的两个力称为力偶
B.力偶对刚体既产生转动效应又产生移动效应
C.力偶可以简化为一个力,因此能与一个力等效
D.力偶对任意点之矩都等于力偶矩
7.关于力和力偶对物体的作用效应,下列说法正确的是(B)。
A.力只能使物体产生移动效应B.力可以使物体产生移动和转动效应
C.力偶只能使物体产生移动效应D.力和力偶都可以使物体产生移动和转动效应
&平面任意力系向其平面内一点简化得一个主矢和主矩,它们与简化中心位置的选择,下
面哪种说法是正确的(D)。
已知Q1Q2200N,RP2150N,那么该平板将(Co
B.方向与相对滑动趋势相反,大小与正压力成正比
C.方向与相对滑动趋势相同,大小与正压力成反比
D.方向与相对滑动趋势相反,大小与正压力成反比
12.关于力对点之矩的说法,(A)是错误的。
A.力对点之矩与力的大小和方向有关,而与矩心位置无关
B.力对点之矩不会因为力矢沿其作用线移动而改变
C.力的数值为零、或力的作用线通过矩心时,力矩均为零
D.互相平衡的两个力,对同一点之矩的代数和等于零
14.
三个刚片用(A)两两相连,组成几何不变体系。
、作图题(10分)。
作如图所示多跨梁各段的受力图
三、计算题。
(每小题10分,共40分)
1、桥墩所受的力如图所示,求力系向O点简化的结果,并求合力作用点的位置。
已知
Fp2740kN,G5280kN,FQ140kN,FT193kN,m5125kNm。
2.P5000kN,Fi200kN,F2600kN,求力系向A点简化的结果,结果在图中
标示。
3.P800kN,Fi200kN,F2400kN,求力系向A点简化的结果,结果在图中标
示。
解:
坐标系如图
4•三铰拱桥如图所示。
已知Fq300kN,L32m,h10m。
求支座A和e的反力。
解:
(1)选取研究对象:
选取三铰拱桥整体以及AC和EC左右半拱为研究对象。
⑵画受力图:
作出图(a)、(b)、(c)
1)以整体为研究对象
Ma(F)0FByLFqL/8Fq(LL/8)0
得:
FByFq300kN
Fyi0FAyFBy2FQ0
得:
FAyFq300kN
Fxi0FAxFBx0得:
FaxFBx
2)以EC半拱为研究对象
Mc(F)0FByL/2Fq(L/2L/8)Fbxh0
得:
FBx30032120kN
bx810
FaxFbx120kN
校核:
以AC半拱为研究对象
Mc(F)FAyL/2FAxhFq(L/2L/8)3001612010300120
结果正确。
四、分析题。
(每小题10分,共20分)
1•分析如图所示体系的几何组成。
系,且无多与约束。
2.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
通过三根既不完全平行也不相交于一点的的链杆相连,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。
建筑力学#
第2次平时作业
一•单选题(每题3分,共30分)
1.受轴向拉伸的杆件,在比例极限内受力,若要减小其轴向变形,则需改变杆件的抗拉刚
度,即(C)。
A.增大EI值B.减小EA值C.增大EA值D.减小EI值
2•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(D)。
4.桁架中的二杆结点,如无外力作用,如果二杆(A),则此二杆都是零杆。
I.不共线II.共线III.互相垂直
A.IB.IIC.I、IIID.II、III
材料D.截面形状和大小
(C)。
杆件,那么它的(D)。
5.拉压杆的轴力大小只与(A)有关。
A.外力B.杆长C.
6.
在刚架内力图规定,弯矩图画在杆件的
二、作图题(每小题10分,共30分)
1.试画出图示梁的剪力图和弯矩图。
解:
梁的剪力图和弯矩图如下如下:
2.试画出图示梁的剪力图和弯矩图。
8
16
20
CkNJ
20so
解:
梁的剪力图和弯矩图如下:
3•试画出图示梁的剪力图和弯矩图。
解:
梁的剪力图和弯矩图如下如下:
三、计算题。
(40分)
P二
Q臥凶)
H圈OdbnO
解:
(1)求支座反力
Mb02415486Ra180
Ra36kN
Y0RaRb24480
Rb36kN
(2)用截面法求轴力,取m-m截面右边为对象,
N215kN拉
2.计算图示桁架a,b,c三杆的轴力。
(13分)
WkN
q
E
1
吳
II
解:
(1)结点EX0
可得Na20kN
(2)1—I截面(取上部为分析对象)
MC0即203Nb1040
可得Nb25kN压
(3)n—n截面(取上部为分析对象)
x=0即20Nccos0
可得NC25kN压
3、计算下图所示桁架的支座反力及1、2杆的轴力。
(14分)
解:
(1)求支座反力
Mb0Ra4a303a50a0
RA35kN
Ma030a503aRb4a0
RB45kN
(2)用截面法求轴力
I—I截面:
1Y035N1cos0cos
a/5
N135.578.26kN(拉)
n—n截面:
Me0:
352a30aN2a0
N240kN压
建筑力学#
第3次平时作业
、单选题(每题2分,共26分)
1•如图所示构件为T形截面,其形心轴最有可能是(C)。
A.ZiB.
212z!
Z
Z2C.
Z3D.
Z4
2•图示圆截面,当其圆心O沿Z轴向右移动时,则截面惯性矩(C)。
A.Iy不变,Iz变大
B•Iy不变,Iz变小
C.Iy变大,Iz不变
D.Iy变小,Iz不变
3•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(D)杆。
A.图aB.
图bC.
图cD.
4•图示斜梁,c点受向下的力P作用,则AC段梁产生何种变形(A)。
A.压弯组合
A.压缩变形
C.斜弯曲
D.弯曲变形
5.—端固定另一端铰支的压杆,其长度系数等于(A)。
A.B.2
6.如图所示结构,问AB段梁产生何种变形(C)。
A.弯曲变形
B.拉伸变形
C.拉弯组合
D.压弯组合
7.如图所示的矩形截面柱,受
A.斜弯曲
B.弯曲和扭转
C.压缩和扭转
D.压缩和弯曲
Fpi和Fp2力作用,将产生(D的组合变形。
&一铸铁简支梁,如图所示,当其横截面分别按图示两种情况放置时,梁的
A.强度不同,刚度相同B.强度、刚度都不相同
C.强度、刚度相同D.强度相同,刚度不同
(B)。
9•有一构件,受力变形后,其横截面上中性轴不通过截面形心,那么构件的受力形式可能为(C)。
系数n,其中n为(C)。
A.1
件(D)。
(2)若改用等截面积的矩形截面梁即A=7995mm2且h=2b,则梁能承受的最大荷载Pmax应
为多少(8分)
解:
(1)内力分析
画内力图,最大弯矩为
取b=63mmh=126mm
bh2
WZ
6
160MPa,试确定钢杆直径
得P4_W^8kN
l
2.图示三角形吊架,其杆AB和do(6分)
(1)取结点B为分离体,受力图如图所示。
列出平衡方程,求轴力:
Fnab
sin300
FNbcsin30°0
FNab
FNBC
Fn
2Fn
cos30°
3
150103
&86.6kN
2cos30
Fn
3
4Fn
4—86.6—1062.6310226.3mm
3.1416010
26.3mm
3.—直杆的受力情况如图所示,已知杆的截面面积
2
A1000mm
材料的弹性模梁
5
E210MPa。
试求杆的总变形量°(6分)
lm
解:
总变形为
1ad1ab1bc1cd0.050.0250.1130.038mm
4•梯形杆如图所示,已知AB段面积为A10cm2,BC段面积为A220cm2,材料的弹性模
量E2105MPa,试求杆的总变形量。
(7分)
—1
C
B
A
Ln
解:
(1)AE、EC段内力分别为:
Fnab10kN
Fnbc10kN
(2)分别计算各段的变形量:
(3)
总变形量为:
高宽比为hb43。
试选择梁截面尺
寸。
(7分)
解:
(1)求最大内力
QmaxP5°kN
Pa10kN
(2)求h、
bh2
Wz
150mm
可得:
(3)校核剪应力强度
200mm
满足要求。
max3Q畔2.5MPa
2bh
l为何值时,即可开始应用欧
三、二类计算题(共8分)有一根横截面为矩形的压杆,两端铰支,试求压杆的长度
200Mp&
017199.3
l584mm
四、三类计算题(每小题8分,共32分)
1•计算图示刚架B点的水平位移B和C截面的转角c,EI=常量。
解:
用图乘法
⑴作Mp图,见图(a)
⑵作Mi图和M2图,见图(b)、(c)
(3)求位移
M=\
A
yc
Bh
El
1
El
ql2
8
ql4
24EI
丄2i
El3
ql3
24EI
2•计算图示刚架支座B的水平位移B和转角B
(1)作Mp图,见图(b)
作荷载作用下的弯矩图。
(2)作Mi图,见图(c)
在E端加单位力P1,作单位弯
矩图Mi。
(3)作M2图,见图(d)
在E端加单位弯矩M1作单位弯矩图M2。
(4)求位移
1
1
Pa
Pa3
Bh
a
a
2EI
2
4
16EI
11
Pa
1
Pa2
b—a
B2EI2
4
2
32EI
3•计算图示刚架支座A的水平位移,EI=常数。
ml
C
6EI
建筑力学#
第4次平时作业
一.单选题(每题3分,共18分)
1.在位移法的基本方程中,(C)随外荷载的变化而变化。
—1
A.0
4.图示单跨梁的传递系数Cab是(C)。
A.
5.图示单跨梁的传动刚度Sab是(A)。
i
E]
2EI
L
A
L
J/2
&
「
r
二、一类计算题(每小题16分,共48分)
1.用力法计算图示超静定梁,并绘出MQ图
(1)结构为一次超静定,取基本结构和基本未知量如下图(a)所示
基本结构和基本未知量的取法可以有多种,我们也可以将C处的支杆看作多余约束,则
其中的约束反力为基本未知量,相应的去掉C处多余约束支杆的静定结构为基本结构。
(2)列力法方程:
11X11P0
一次超静定结构的力法方程很简单,只有X1一个未知量。
⑶作M1图,见图(b),作MP图,见图(c)
⑷计算系数811和自由项△
系数8ij和厶iP的物理意义是基本结构上的位移,对于梁和刚架,常用图乘法计算。
8ij—Mi图xMj图,△iP—Mi图xMP图
⑸解方程,计算X1:
⑹作M图,见图(d),作Q图,见(e)
12.50
IM3
一次超静定,选基本体系及基本未知量,见图(列力法方程
11X11P0
(3)
作M〔图,见图(b)
作Mp图,见图
(4)
计算111P
11
——2
M1—ds
El
45
El
1P
M1Mp
El
486
EI
用图乘法计算
1P
(5)
解方程
X1
1P
(6)
10.8kN
11
作M图,见图(d)
MM1X1Mp
=3
D
3
3
3
匚
J
CD
kA/?
(
L
K.
32,
°FL
"°
匚
43.6
孑
£
M卿儁)
H
解:
X16.43kNm
(注:
要求分传两个循环,
固端弯矩见附图)
A
解
:
o
0.7J
希■如K*f"L5
阴,卄算廻端号舗M&>
l*kS・m
o
⑷“锤阳皿•m3.“务)
T计
-U.M
2.用力矩分配法计算图示连续梁、并作弯矩图。
(注:
要求分传两个循环,固端弯矩见附图)
AA1
?
|vHV7
才1
\Swj
亦
:
L刃i闪i
4^14^
P二40W
q-10上呵懈
附:
固端弯矩
g
解:
(1)求转动刚度和分配系数
SBA
4i
B点:
Sbc
4i
C点:
BA
BC
8
8_816
0.5
0.5
CB
CD
4i4
3i3
8
812
12
0.6
20
28
412
0.4
用力矩分配法解题时,要牢记下列三个要素:
转动刚度、分配系数和传递系数。
(2)固端弯矩:
mAb
PL20
8
mBc0
McD
ql2
8
20
mBa
20
Mob0
MDc
0.5
0.5
0.4
0.6
I
(3)分配计算及作M图(如下)
20
iJ
0
0
-20
-20
-10T
-2.5T
J10
-1.25
0.5
0.75
—4.25
分配弯矩下面画一横线,表示该结点已经平衡。
箭头表示弯矩的传递方向。
杆端弯矩的最后结果下面画双横线表示O
(3)矩形截面梁的[P]A=h?
b=2b2?
bJ—63.2mm
\2
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