建筑力學(xué)網(wǎng)上作業(yè)題答案

1、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院建筑力學(xué)網(wǎng)上作業(yè)題答案作業(yè)題一參考答案一、單項(xiàng)選擇題（將正確答案字母序號(hào)填入括號(hào)里，毎小題1分，共5分）1、平面力系向點(diǎn)1簡(jiǎn)化時(shí)，主矢尺=0,主矩如將該力系向另一點(diǎn)2簡(jiǎn)化，則（B ）。A：用H0,地工0；B：用=0, 址工必；D：尺Hom。2. 大小相等的四個(gè)力，作用在同一平面上且力的作用線交于一點(diǎn)C,試比較四個(gè)力對(duì)平面上點(diǎn)0的力矩, 哪個(gè)力對(duì)0點(diǎn)之矩最大（B）A. 力 P,B. 力 P2C. 力 PsD. 力 P,3. 兩端較支的等直壓桿，其橫截面如圖所示。試問(wèn)壓桿失穩(wěn)時(shí)，壓桿將繞橫截面上哪一根軸轉(zhuǎn)動(dòng)（B ）A. Z軸C. Zi 軸D. 軸4. 如圖所示矩形截面，判斷

2、與形心軸z平行的各軸中，截面對(duì)哪根軸的慣性距最小以下結(jié)論哪個(gè)正確（D ）A.截面對(duì)Z |軸的慣性矩最小C. 截面對(duì)Z 2軸的慣性矩最小D. 截面對(duì)與Z軸距離最遠(yuǎn)的軸之慣性矩最小E. 截面對(duì)Z軸慣性矩最小5. 指出以下應(yīng)力分布圖中哪些是正確的（D ）Z】ZZ?(c)A. 圖（a） （b）正確B. 圖（b） （c）正確C. 圖（c） （d）正確D. 圖（d）正確二、判斷題（每小題1分，共5分）1. 作用在一個(gè)物體上有三個(gè)力，當(dāng)這三個(gè)力的作用線匯交于一點(diǎn)時(shí)，此力系必然平衡。（X ）2. 一空間力系，若各力作用線平行某一固定平面，則其獨(dú)立的平衡方程只有3個(gè)。（X ）3. |4. 壓縮與彎曲的組合變形，

3、在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，如考慮附加彎矩的影響，結(jié)果是偏于安全的。（J）4.下圖為幾何不變體系且無(wú)多余約束。（X ）5. 矩形截面梁受橫向力作用而彎曲時(shí)，其橫截面上最大剪應(yīng)力的大小是平均剪應(yīng)力的3倍。（X）三. 填空題（每空1分；共15分。）1. 橫截面面積 A二 10cm的拉桿，P=40KN,當(dāng) a =60 斜面上的 o 二 40MPa , o n= lOMPa , t n =4題圖2. 桿件的基本變形形式包括軸向拉伸或軸向壓縮剪切，扭轉(zhuǎn)和彎曲。3. 空間固定支座的支座反力包括 , YZ_ , 吐， 乩，4. 如圖所示的組合圖形的形心坐標(biāo)yr= 23mm Zc= 53mm o四. 作圖題（不用寫出中

4、間過(guò)程，本題共15分。）1.作下桿的軸力圖。（不考慮自重，分）2.作圓軸的扭矩圖。（分）336kN8kN222kN2kN1116kN14kN4.作下梁的剪力圖和彎矩圖。（5分3.作下梁的剪力圖和彎矩圖。（5分）rrvfflW25kN& 7*p()kNF20kN.m* | h 門T!15kN五. 計(jì)算題（共60分）1試作剛架的內(nèi)力圖（包括彎矩圖.剪力圖和軸力圖，要求寫出計(jì)算過(guò)程）。（10分）cDEA工Y = 0kN8 kN解：工X = 0XB +8 2x6 = 0EMb=OXB =4kNY. x5 + 2x6x3 + 10-8x2-8x6 = 0Y. = 3.6kN3m 扌L3.6 +YB-8

5、= 0Yb = 4.4kNAC段2kN/mA3.6kNQBE=QEB=4kNNlNcA 二Qac=0QcA=-12kNMac=0Me產(chǎn)（左拉）BE段Mbe 二 0Meb=（右拉）4kN B_4.4kN節(jié)點(diǎn)clOkN.m QeMeoNcd 二 T2kNQ（；l）=kN 36kN.mMcd二（上拉）3.6kNNed 二-12kNQed 二4.4kNMed二（上拉）CD段Nnc 二-12kNQi)c-Moe二上拉)Nde 二-12kNQ1)E=Mdc二上拉)其軸力圖、剪力圖、彎矩圖如下圖所示:3.6263615.22424M)kN.m2由相同材料制成的兩桿組成的簡(jiǎn)單桁架，如下圖所示。設(shè)兩桿的橫截面面

6、積分別為4和4 材料的彈 性模量為任 在節(jié)點(diǎn)處承受與鉛錘線成&角的荷載尸，試求當(dāng)節(jié)點(diǎn)的總位移與荷載尸的方向相同時(shí)的 角度&值。（10分）解：1)各桿軸力 由節(jié)點(diǎn)B的平衡條件工0,工 Fy=0,解得Fsin&_F；cos45耳=0FjSin45 一 Feos 0 = 0F； = /2Fcos 0. E = F(sin cos 0)2)各桿變形由力一一變形間物理關(guān)系(胡克定律)，得各桿伸長(zhǎng)為1 =圉 _2F1cos9EA( EA3)節(jié)點(diǎn)B位移Ab與荷載F同方向時(shí)的角度&由變形幾何條件作節(jié)點(diǎn)B的位移圖。由位移圖的幾何關(guān)系，可得BB、AKAl7sin&-cos&tan r7 =_ _ B2B c；冷-

7、弘伽45 竝h -空主cos bl其主應(yīng)力為6 = 按第四強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算o-r4 = Jbf+3稅=7（88.6xlO6）2+3（71.6xlO6）2 = 152.4x 106Pa a所以，主應(yīng)力的強(qiáng)度條件也得到滿足。6.高寬比b/h =1/2的矩形截面木梁，長(zhǎng)度/=2m,在自由端截面承受與水平面成30“角的集中荷載F240N, 如圖所示。設(shè)木材的許用正應(yīng)力b=10 MPa,不考慮切應(yīng)力強(qiáng)度，試選定其截面尺寸。（10分）解：1）危險(xiǎn)點(diǎn)及其應(yīng)力危險(xiǎn)截面為固定端截面A,危險(xiǎn)點(diǎn)位于角點(diǎn)1和2處，其最大正應(yīng)力為匸“cos 30 %=F1(甘 yWzM Mz cos 30 sin 30%+ = F1(

8、+)w, wzw、wz2）截面尺寸危險(xiǎn)點(diǎn)為單軸應(yīng)力狀態(tài)，由強(qiáng)度條件血3)T而Wy/W,=b/h = l/2Fl。Wv sin 30e3Fl01、所以cr.niK =(cos30 + ) = -(cos30 +sin30 ) 3/7 (cos 30 + sin 30) = 5.5cm 帖2所以bxh = 5.5cm xl 1cm作業(yè)題二參考答案一. 單項(xiàng)選擇題（將正確答案字母序號(hào)填入括號(hào)里，毎小題1分，共5分）1. 在下列原理.法則、定理中，只適用于剛體的是（C ）。A.二力平衡原理B.力的平行四邊形法則C.力的可傳性原理D.作用與反作用定理2. 圖示為一軸力桿，其中最大的拉力為（B ）o3.圓

9、形截面梁受橫向力作用而彎曲時(shí),其橫截面上最大剪應(yīng)力的大小是平均剪應(yīng)力的（D）。4.圖示懸臂梁AC, C截面處的撓度值,有四種答案，其中正確的是（C）。-0 B a=0 a 2a=仇+ 0 H a=fB5.圖示三錢剛架，受水平力P作用，有以下四種說(shuō)法，其中錯(cuò)的是（C ）。 為二力平衡桿件為三力平衡構(gòu)件C.反力R.，.和Rb的方向都指向C 的方向指向C, Rn的方向不確定二. 判斷題（每小題1分，共5分）L 力偶的兩個(gè)力對(duì)其作用平面內(nèi)任一點(diǎn)為矩心的力矩之和均等于力偶矩值，而與矩心位置無(wú)關(guān)。（v/）2. 構(gòu)件對(duì)變形的抗力稱為內(nèi)力。53. 脆性材料的變形性能比塑性材料的變形性能要好。（X ）4. 應(yīng)力

10、集中對(duì)構(gòu)件的承載力沒(méi)有影響。（X）5. 擋土墻是一種實(shí)體結(jié)梅/（） 三、填空題（每空1分，共15分。）1. A、B兩點(diǎn)的距離a=10cm, P=15KN,欲將P力從B點(diǎn)平移到A點(diǎn)，得到的力P =_ 15kN 附加力偶矩nu 二。2. 桿件的橫截面A=1000mm受力如圖所示。此桿處于平衡狀態(tài)。P二_20kN 、 0 i-i=_ 20MPa 一3. 圖示圓軸，受到四個(gè)外力偶作用，則其外力偶矩T.=T2=_o4. 所謂剛體是指_在力的作用下不變形 的物體。5. 在功率一定的情況下，軸的轉(zhuǎn)速越高，則其所承受的外力偶矩越_;反之，軸的轉(zhuǎn)速越低,則其所承受的外力偶矩越_大=。6. 應(yīng)力單元體中切應(yīng)力為雯

11、一的平面稱為主平面，主平面上的正應(yīng)力稱為圭應(yīng)丸一7. 變形固體的基本假設(shè)為連續(xù)性假設(shè).均勻性假設(shè)和各向同性假設(shè)一。四、作圖題（不用寫出中間過(guò)程，本題共15分。）1.作下桿的軸力圖。（不考慮自重，分）2.作圓軸的扭矩圖。（分）6kN3.作下梁的剪力圖和彎矩圖。（5分）4作下梁的剪力圖和彎矩圖。（5分）+ I i11寸3 qa4MR五、計(jì)算題（共60分）1. 試作剛架的內(nèi)力圖（包括彎矩圖.剪力圖和軸力圖.要求寫出計(jì)算過(guò)程）。（10分）ql/24-DCEql/4ql/2ql/4ql/2ql/1Q(（計(jì)算過(guò)程略）2.圖示簡(jiǎn)支梁,已知P=20kN, 7=lmtb=40mm, h=80nnntE=200G

12、Pat求梁中央下邊緣處的縱向應(yīng)變。（5分）解：么I幺彎矩圖如圖所示：梁下邊緣處的彎矩為:=4梁下邊緣處的應(yīng)力為：M _5xl0 6x5xlO3W y_hh2 40x103x80x10-pi6梁下邊緣處的應(yīng)力為:r/Fl3如已知懸林全梁抗彎剛度均為EI）受集中力后端部的撓度為卄一研轉(zhuǎn)角&宀葫求圖3b中的。點(diǎn)的撓度的大小。（本題5分）解:AB段剛化EI2EIf ILJel 3EIBC段剛化EI2FFL C一 2EI EI EI19F/3也皂空/= 3EI 2EI EI 6EI7F/3X = z.1+/；.2= 4. 鋼制圓軸上作用有四個(gè)外力偶.其矩7, g 7, 7=作軸的扭矩圖。(2)若截面直徑

13、d =50nun，設(shè)材料的G = 8xlO4MPa, r=60MPa, & = 1.2/加,試校核軸的強(qiáng)度和剛度。(10 分)解:1 1 1 rl 1 IIJ 1 1.II II n 0.6xlO3 16x0.6x10 c“ “ r i% 三3x503x109L16a17-L 1800.6X103180 n 補(bǔ) /rnlOnwc =X =070。/加 v 0Ep 兀 8xl04xl06xJ4 7132其強(qiáng)度和剛度均滿足要求。5. 橫截面為正方形（邊長(zhǎng)為3）的鋼制梁AB,受力如下圖所示。已知a=50mm. L -lmt P=1500N,許用應(yīng)力a =160MPao試校核AB梁的強(qiáng)度。（10分）解

14、：A截面為危險(xiǎn)截面冊(cè)二 PMP*2 7= 1500*50* 10 +1500*2*1=必二 Pa=N=2P=3000ND為危險(xiǎn)點(diǎn)75+ M）= =3P/2工X=0x=o2% = -5.28q()= -2.64 a0 + 90 = 87.366 = +cos2an -1. sin 2zn = 色 220402iq 04 ig 04+cos(-5.28)-0.88sin(-5.28) =2故主平面方位角Z（）=o單元體草圖:作業(yè)題三參考答案一、判斷題（每題1分，共10分。）6. 剛體是指在任何外力作用下，其形狀都不會(huì)改變的物體。（丿）7. 線均布荷載的單位是N/m或kN/m。（ /& 空間固定支座

15、，它只能限制水平和豎直方向的移動(dòng)，也能限制轉(zhuǎn)動(dòng)。（X）9. 桁架是受彎桿件。（X）10. 拱的軸線是曲線，在豎向荷載作用下，不僅產(chǎn)生豎向反力，而且還產(chǎn)生水平反力。（丿）11. 力偶的兩個(gè)力對(duì)其作用平面內(nèi)任一點(diǎn)為矩心的力矩之和均等于力偶矩值，而與矩心位置無(wú)關(guān)。（丿）12. 變形固體的基本假設(shè)為連續(xù)性假設(shè)，均勻性假設(shè)和各向異性假設(shè)。（X）13.U.脆性材料的變形性能比塑性材料的變形性能要差。（/）15. 試驗(yàn)與理論分析表明，截面尺寸改變得越急劇，應(yīng)力集中的程度就越嚴(yán)重。（丿）16. 擋土墻不是一種實(shí)體結(jié)構(gòu)。（X）二、作圖題（2題每題5分，35題10分，不用寫出中間過(guò)程，本題共40分。）1.作下桿的

16、軸力圖。（不考慮自重，5分）2.作圓軸的扭矩圖。（5分）HkN3.作下梁的剪力圖和彎矩圖。（10分）4.作下梁的剪力圖和彎矩圖。（10 分）1UUUUUULa7L1忤:Illi1 111IIIQI11 1lllJJq5.作下剛架的內(nèi)力圖。（10分）BCPBTti i t SPaA/Pa三.計(jì)算題（共40分）1.圖示拉桿承受軸向拉力用30kN,桿的橫截面面積J=300nun今在其表面取力單元體，已知a =30 0試計(jì)算單元體各面上應(yīng)力的大小。（8分）解:.N 卩 30X103A A 300xl0，0S = 10；1) 當(dāng) a = 30 時(shí):cr,o = (1 + cos 2a) = -(l+co

17、s60 ) = 75A/P6/ ；2 2b .100 . /T_t =sin 2a =sin 60 =433MPa；so 222) 當(dāng) a = 30 +90 =120 時(shí):b = (1 + cos 2a) =(1 + cos 240 ) = 25MPa ；120 2 2b100c= sin2a =sin 240 = -A3.3MPa 120 2 22.鋼制圓軸上作用有四個(gè)外力偶，其矩力=,Ti 7,片=作軸的扭矩圖。 若截面直徑J=50mm，設(shè)材料的G = 8xlO4MPa, r-60MPa, 0 = .X/m.試校核軸的強(qiáng)度和剛度。（12 分）Tt T,Ta Ts -Zl3解：I | 1 r

18、l 1 1 11 1I imax_KL_0.6x103 _ 16x0.6x10：5x10認(rèn)= 24.5MPvrx503x!09l16Imax0.6 X103180 c” , Rx= 0.70o /m 0 8xl04xl06xJ4 龍32其強(qiáng)度和剛度均滿足要求。3.試校核下圖所示矩形截面梁的強(qiáng)度。已知cr=UMPa, r-o（10分）曠2kN/m1II+ 1 I I IIkj解：1）求支反力并畫剪力圖和彎矩圖;【企爐4kN；由剪力圖和彎矩圖得出：Lx=4kN, JLx=2）強(qiáng)度校核;M4x10,o一呎一=10.7MPa r-x100x1502x1061.5 勢(shì)滿足強(qiáng)度要求。1.5x4xl03r n=OAOMPa rl100x150x10L4.用疊加法求圖示外伸梁的$和兒。（10分）J 0I丄解：1）/h?段剛化；/cli