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，每小題1分，共5分）1、平面力系向點(diǎn)1簡(jiǎn)化時(shí)，主矢FR0，主矩M10，如將該力系向另一點(diǎn)2簡(jiǎn)化，則（B ）。A：FR0，M20； B：FR0，M2M1； C：FR0，M2M1； D：FR0，M2M1。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)O的力矩，哪個(gè)力對(duì)O點(diǎn)之矩最大（ B）COP1P2P3P4 A力P1 B力P2 C力P3 D力P43. 兩端鉸支的等直壓桿，其橫截面如圖所示。試問壓桿失穩(wěn)時(shí)，壓桿將繞橫截面上哪一根軸轉(zhuǎn)動(dòng)？(B ) A. Z

2、軸 B. Y軸 C. Z1軸 D. Y1軸4. 如圖所示矩形截面，判斷與形心軸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 1 軸的慣性矩最小B. 截面對(duì)Z 2 軸的慣性矩最小C. 截面對(duì)與Z軸距離最遠(yuǎn)的軸之慣性矩最小D. 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 ）A. 圖(a)(b) 正確B. 圖(b)(c) 正確C. 圖(c)(d) 正確D. 圖(b) (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。（ ）2. 一空間力系，若各力作用線平行某一固定平面

3、，則其獨(dú)立的平衡方程只有3個(gè)。 （ ）3. 壓縮與彎曲的組合變形，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。（ ）4. 下圖為幾何不變體系且無多余約束。（ ）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。（ ）三、填空題（每空1分；共15分。）1. 橫截面面積A=10cm2的拉桿，P=40KN，當(dāng)=60斜面上的 = 40MPa ，= 10MPa ，=17.32MPa 。4題圖1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 X ， Y ， Z ， Mx ， My ， Mz 。

4、4. 如圖所示的組合圖形的形心坐標(biāo)= 23mm ，= 53mm 。四、作圖題（不用寫出中間過程，本題共15分。）1. 作下桿的軸力圖。（不考慮自重，2.5分） 2. 作圓軸的扭矩圖。（2.5分） 3 3 8kN 6kN 2 2 2kN 2kN 16kN.m 30kN.m 14kN.m 1 1 16kN 14kN3. 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）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)算過程）。（10分）解： XBYBYA AC段NAC=NCA=-3.6kNQAC=0 QCA=-12kNMAC=0 MCA=36

5、kN.m(左拉)BE段NBE=NEB=-4.4kNQBE=QEB=4kNMBE=0 MEB=24kN.m(右拉)節(jié)點(diǎn)CNCD=-12kNQCD=3.6kNMCD=26kN.m(上拉)節(jié)點(diǎn)ENED=-12kNQED=-4.4kNMED=24kN.m(上拉)CD段NDC=-12kNQDC=3.6kNMDC=15.2kN.m(上拉)D節(jié)點(diǎn)NDE=-12kNQDE=-4.4kNMDC=15.2kN.m(上拉)其軸力圖、剪力圖、彎矩圖如下圖所示：2.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)兩桿的橫截面面積分別為A1 和 A2 ,材料的彈性模量為E，在節(jié)點(diǎn)B處承受與鉛錘線成角的荷載F，試求當(dāng)節(jié)點(diǎn)

6、B的總位移與荷載F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， ， 解得， 2）各桿變形由力變形間物理關(guān)系（胡克定律），得各桿伸長(zhǎng)為3）節(jié)點(diǎn)B位移與荷載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3. 直徑=10cm、長(zhǎng)度=50cm的等圓截面直桿，在B和C截面處分別承受扭轉(zhuǎn)外力偶矩=8kN.m和=3kN.m，如圖（a）所示。軸材料為鋼，切變模量=82GPa，試求：（1）桿內(nèi)的最大切應(yīng)力。（2）自由端截面C的扭轉(zhuǎn)角。（3）若要求BC段的單位長(zhǎng)度轉(zhuǎn)角與AB段的相等，則在BC段鉆孔的孔徑d1（圖（b）。（10分）解：1）最大切應(yīng)力作扭矩圖如圖(c

7、)所示。最大切應(yīng)力發(fā)生在AB段內(nèi)各橫截面的周邊處，其值為2）截面C的扭轉(zhuǎn)角3）BC段孔徑由所以4. 一懸臂梁AB的彎曲剛度EI=常數(shù)，承受三角形分布荷載作用，如圖所示。試由積分求梁的撓曲線方程，以及自由端的撓度和轉(zhuǎn)角。（10分）解：1）撓曲線方程由撓曲線近似微分方程及其積分 由邊界條件定積分常數(shù)， ：， ：所以，撓曲線方程為 2）自由端撓度和轉(zhuǎn)角5. 跨度=2m、由25b號(hào)工字鋼制成的簡(jiǎn)支梁及其承載情況，如圖所示。鋼材的許用正應(yīng)力=160 MPa，許用切應(yīng)力=100 MPa。試對(duì)該梁作全面的強(qiáng)度校核。（10分）解：1）梁的剪力、彎矩圖作梁的剪力、彎矩圖，如上圖所示。2）梁的彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度校核最

8、大正應(yīng)力發(fā)生在梁跨中截面E的上、下邊緣處。下邊緣各點(diǎn)處均為單軸拉應(yīng)力狀態(tài)，其值為所以，滿足正應(yīng)力強(qiáng)度條件。3）梁的切應(yīng)力強(qiáng)度校核最大切應(yīng)力發(fā)生在兩支座內(nèi)側(cè)截面A，B的中性軸上。截面A中性軸上各點(diǎn)處均為平面純剪切應(yīng)力狀態(tài)，其值為所以，滿足切應(yīng)力強(qiáng)度條件。a) 梁的主應(yīng)力強(qiáng)度校核危險(xiǎn)點(diǎn)位于截面C或D外側(cè)的翼緣與腹板的交界處。其應(yīng)力分量為其主應(yīng)力為按第四強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算所以，主應(yīng)力的強(qiáng)度條件也得到滿足。6. 高寬比=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30o角的集中荷載F=240N，如圖所示。設(shè)木材的許用正應(yīng)力=10 MPa，不考慮切應(yīng)力強(qiáng)度，試選定其截面尺寸。（10分）解：

9、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2）截面尺寸危險(xiǎn)點(diǎn)為單軸應(yīng)力狀態(tài)，由強(qiáng)度條件而 所以 解得所以 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，每小題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 )。A.12kNB.20kNC.8kND.13kN3. 圓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 )。A.2倍 B.1.5倍 C.1倍 D.4/3倍4

10、. 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 )。A.fc=BaB.fc=A2aC.fc=fB+BaD.fc=fB5. 圖示三鉸剛架，受水平力P作用，有以下四種說法，其中錯(cuò)的是（ C ）。A.AC為二力平衡桿件B.BC為三力平衡構(gòu)件C.反力RA和RB的方向都指向CD.RA的方向指向C，RB的方向不確定二、判斷題（每小題1分，共5分）1. 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，而與矩心位置無關(guān)。（ ）2. 構(gòu)件對(duì)變形的抗力稱為內(nèi)力。（ ）3. 脆性材料的變形性能比塑性材料的變形性能要好。（ ）4. 應(yīng)力集中對(duì)構(gòu)件的承載力沒有影響。( )5. 擋土

11、墻是一種實(shí)體結(jié)構(gòu)。（ ）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mA=_。2. 桿件的橫截面A=1000mm2，受力如圖所示。此桿處于平衡狀態(tài)。P=_20kN_、1-1=_20MPa_。3. 圖示圓軸，受到四個(gè)外力偶作用，則其外力偶矩m= 2kN.m 、T1= -8kN.m 、T2= -5kN.m 。4. 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_小_；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

12、為零_的平面稱為主平面，主平面上的正應(yīng)力稱為_主應(yīng)力_。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) 。四、作圖題（不用寫出中間過程，本題共15分。）1. 作下桿的軸力圖。（不考慮自重，2.5分） 2. 作圓軸的扭矩圖。（2.5分） 3 3 20kN 30kN 2 2 10kN 10kN 6kN.m 10kN.m 4kN.m 1 1 6kN 4kN3. 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）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)算過程）。（10分）（計(jì)算過程略）2. 圖示簡(jiǎn)支梁，已知P=

13、20kN,l=1m,b=40mm,h=80mm,E=200GPa，求梁中央下邊緣處的縱向應(yīng)變。(5分)解： 彎矩圖如圖所示： 梁下邊緣處的彎矩為：M=5kN.m梁下邊緣處的應(yīng)力為： =9.7GPa梁下邊緣處的應(yīng)力為： =0.04853. 如圖3a已知懸臂梁（全梁抗彎剛度均為EI）受集中力后端部的撓度為，轉(zhuǎn)角，求圖3b中的C點(diǎn)的撓度的大小。（本題5分）解：AB段剛化 =BC段剛化4. 鋼制圓軸上作用有四個(gè)外力偶，其矩T1=0.6kN.m，T2=1kN.m，T3=0.2kN.m，T4(1) 作軸的扭矩圖。(2) 若截面直徑50mm，設(shè)材料的MPa，=60MPa，試校核軸的強(qiáng)度和剛度。（10分） T

14、1 T2 T3 T4解： 其強(qiáng)度和剛度均滿足要求。5. 橫截面為正方形（邊長(zhǎng)為a）的鋼制梁AB，受力如下圖所示。已知a=50mm, L =1m，P=1500N，許用應(yīng)力=160MPa。試校核AB梁的強(qiáng)度。（10分）解：A截面為危險(xiǎn)截面 MZ=Pa+P*2l=1500*50*10-3+1500*2*1=3075N.mMy=Pa=75N.mN=2P=3000N D為危險(xiǎn)點(diǎn) =152.4MPa =160MPaAB梁滿足強(qiáng)度要求。6. 下圖所示結(jié)構(gòu)，梁AB和桿CD是同種材料制成，已知許應(yīng)力為，CD桿的橫截面積為A=b3/a。AB梁的截面為矩形h=2b，試求許用載荷P。（10分）解：AB梁的受力分析如下

15、圖所示： 由平衡方程： ， RCD=3P/2 XA=0 , YA=P/2 對(duì)CD桿：NCD= RCD=3P/2，故有對(duì)AB梁，其彎矩圖如下所示Mmax=Pa所以 7.求圖示懸臂梁A點(diǎn)處的主應(yīng)力及其方位角，并用單元體的草圖表示出來。（10分） 解：1)求支座反力 ，M=20kN.m ，X=0 ，Y=P=10kN 2)畫Q，M圖（如左圖所示） 3）求A點(diǎn)應(yīng)力 QA=P=10kN MA=13kN.m =19.08MPa故主平面方位角=-2.640。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。）5. 剛體是指在任何外力作用下，其形狀都不會(huì)改變的物體。（ ）6. 線均布荷載的單位是N/m

16、或kN/m。（ ）7. 空間固定支座，它只能限制水平和豎直方向的移動(dòng)，也能限制轉(zhuǎn)動(dòng)。（ ）8. 桁架是受彎桿件。（ ）9. 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。（ ）10. 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，而與矩心位置無關(guān)。（ ）11. 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)。（ ）12. 脆性材料的變形性能比塑性材料的變形性能要差。（ ）13. 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。（ ）14. 擋土墻不是一種實(shí)體結(jié)構(gòu)。（ ）二、作圖題（12題每題5分，35題10分，不用寫出中間

17、過程，本題共40分。）1. 作下桿的軸力圖。（不考慮自重，5分） 2. 作圓軸的扭矩圖。（5分） 3 3 11kN 8kN 2 2 3kN 3kN 3kN.m 6kN.m 3kN.m 1 1 3kN.m 3KN.m3. 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） P q a a a5. 作下剛架的內(nèi)力圖。（10分） P B C a A a三、計(jì)算題（共40分）1. 圖示拉桿承受軸向拉力P=30kN，桿的橫截面面積A=300mm2，今在其表面取A單元體，已知=。試計(jì)算單元體各面上應(yīng)力的大小。（8分） A P解： ； 1) 當(dāng)時(shí)： ； 2) 當(dāng)時(shí)： ；。2. 鋼制

18、圓軸上作用有四個(gè)外力偶，其矩T1=0.6kN.m，T2=1kN.m，T3=0.2kN.m，T4(1) 作軸的扭矩圖。(2) 若截面直徑50mm，設(shè)材料的MPa，=60MPa，試校核軸的強(qiáng)度和剛度。（12分） T1 T2 T3 T4解： 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=11MPa，=1.2MPa。（10分） q=2kN/m 150 l=4m 100 解： 1) 求支反力并畫剪力圖和彎矩圖； V1=V2=4kN； 由剪力圖和彎矩圖得出： Qmax=4kN，Mmax=4kN.m2) 強(qiáng)度校核；滿足強(qiáng)度要求。4. 用疊加法求圖示外伸梁的和。（10分） P B M=Pa A C EI D a a a解： 1) AB段剛化； （ ） ( ) 2) BC段剛化； （ ）（ ）3) ( ) ( )四、簡(jiǎn)述題（共10分）1. 簡(jiǎn)述幾種工程中常見的組合變形，