土木工程結(jié)構(gòu)力學(xué)知識點總結(jié)試題集

土木工程結(jié)構(gòu)力學(xué)知識點總結(jié)試題集姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.結(jié)構(gòu)力學(xué)中的基本力學(xué)量包括（）

A.力、力矩、彎矩

B.力、彎矩、扭矩

C.力、位移、變形

D.力、彎矩、剪力

2.關(guān)于結(jié)構(gòu)位移的計算，以下哪種方法是不正確的（）

A.能量法

B.瞬態(tài)法

C.靜力法

D.材料法

3.在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，以下哪種結(jié)構(gòu)屬于靜定結(jié)構(gòu)（）

A.兩跨連續(xù)梁

B.三跨連續(xù)梁

C.單跨懸臂梁

D.雙跨剛架

4.以下哪種情況屬于超靜定結(jié)構(gòu)（）

A.單跨梁

B.三跨連續(xù)梁

C.單跨懸臂梁

D.單跨剛架

5.在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，以下哪種結(jié)構(gòu)屬于幾何不變體系（）

A.剛架

B.桁架

C.梁板結(jié)構(gòu)

D.剛性連接

6.關(guān)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以下哪種說法是不正確的（）

A.靜定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性取決于支座約束

B.超靜定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性取決于內(nèi)力分布

C.幾何不變體系的穩(wěn)定性取決于結(jié)構(gòu)的剛度

D.幾何可變體系的穩(wěn)定性取決于結(jié)構(gòu)的剛度

7.在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，以下哪種方法可以用來分析結(jié)構(gòu)的動力特性（）

A.線性分析

B.非線性分析

C.動力法

D.靜力法

8.關(guān)于結(jié)構(gòu)變形的計算，以下哪種方法是不正確的（）

A.歐拉法

B.勒維法

C.奇異法

D.有限元法

答案及解題思路：

1.答案：D

解題思路：在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，基本力學(xué)量包括力、彎矩、剪力等，其中彎矩和剪力是作用在結(jié)構(gòu)上的基本內(nèi)力，剪力則與剪應(yīng)力有關(guān)。力矩與力有關(guān)，不是基本力學(xué)量。

2.答案：B

解題思路：能量法、靜力法、材料法都是計算結(jié)構(gòu)位移的有效方法。瞬態(tài)法主要用于分析結(jié)構(gòu)在動態(tài)過程中的變化，與位移計算無直接關(guān)聯(lián)。

3.答案：C

解題思路：靜定結(jié)構(gòu)是指在外力作用下，結(jié)構(gòu)的約束反力與支座約束條件可以完全確定的簡單結(jié)構(gòu)。單跨懸臂梁符合這一條件。

4.答案：D

解題思路：超靜定結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)的約束反力與支座約束條件不完全確定的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。單跨剛架存在多余的約束，屬于超靜定結(jié)構(gòu)。

5.答案：C

解題思路：幾何不變體系是指在外力作用下，結(jié)構(gòu)形狀和尺寸不會發(fā)生改變的體系。梁板結(jié)構(gòu)在這種體系下能保持幾何不變。

6.答案：B

解題思路：靜定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要取決于支座約束；幾何不變體系的穩(wěn)定性取決于結(jié)構(gòu)的剛度；而超靜定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性則受內(nèi)力分布的影響。

7.答案：C

解題思路：動力法是一種分析結(jié)構(gòu)動力特性的方法，適用于線性或非線性結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析。

8.答案：C

解題思路：歐拉法、勒維法、有限元法都是計算結(jié)構(gòu)變形的有效方法。奇異法在此不適用。二、填空題1.結(jié)構(gòu)力學(xué)中的基本力學(xué)量包括力、力矩、（內(nèi)力）、位移、變形。

解題思路：基本力學(xué)量是指在結(jié)構(gòu)力學(xué)分析中涉及的基本物理量，內(nèi)力是描述結(jié)構(gòu)內(nèi)部各部分相互作用力的量，是基本力學(xué)量之一。

2.在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，靜定結(jié)構(gòu)的約束反力可以通過（靜力平衡條件）、（幾何條件）、（位移互等定理）來求解。

解題思路：靜定結(jié)構(gòu)指的是結(jié)構(gòu)的未知力數(shù)等于靜力平衡方程數(shù)和位移互等定理方程數(shù)之和，因此可以通過這些力學(xué)原理求解約束反力。

3.結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性取決于結(jié)構(gòu)的（剛度）、（承載能力）、（變形能力）。

解題思路：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是保證結(jié)構(gòu)在載荷作用下不發(fā)生破壞或失穩(wěn)的能力，這依賴于結(jié)構(gòu)的剛度、承載能力和變形能力等因素。

4.在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，結(jié)構(gòu)的變形可以通過（彎矩曲率關(guān)系）、（截面剛度）、（材料功能）來計算。

解題思路：計算結(jié)構(gòu)變形需要知道結(jié)構(gòu)的彎曲性質(zhì)（彎矩與曲率的關(guān)系）、截面的抗彎剛度以及材料的力學(xué)功能。

5.在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，結(jié)構(gòu)的動力特性可以通過（自振頻率）、（阻尼比）、（頻率響應(yīng)）來分析。

解題思路：動力特性研究結(jié)構(gòu)在動力作用下的響應(yīng)，包括自振頻率、阻尼比和頻率響應(yīng)，這些都是描述結(jié)構(gòu)動態(tài)功能的重要參數(shù)。

答案及解題思路：

1.答案：內(nèi)力

解題思路：內(nèi)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部各部分之間的相互作用力，它是分析結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力和變形的基礎(chǔ)。

2.答案：靜力平衡條件、幾何條件、位移互等定理

解題思路：這三個條件是靜力學(xué)分析的基本原理，用于確定結(jié)構(gòu)的約束反力。

3.答案：剛度、承載能力、變形能力

解題思路：穩(wěn)定性分析需要考慮結(jié)構(gòu)的幾何屬性、承受外部載荷的能力以及抵抗變形的能力。

4.答案：彎矩曲率關(guān)系、截面剛度、材料功能

解題思路：變形計算基于彎矩與曲率的關(guān)系、截面剛度（彎曲剛度）和材料特性。

5.答案：自振頻率、阻尼比、頻率響應(yīng)

解題思路：動力特性分析通過研究結(jié)構(gòu)的自振特性、阻尼效應(yīng)和在不同頻率激勵下的響應(yīng)來確定。三、判斷題1.結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)是在已知結(jié)構(gòu)的幾何形狀、約束條件和荷載的情況下，確定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。（√）

解題思路：結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究目標是分析和計算結(jié)構(gòu)在受到外部荷載作用時的內(nèi)力和變形情況，這需要在已知結(jié)構(gòu)的幾何形狀、約束條件和荷載的基礎(chǔ)上進行。

2.在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，結(jié)構(gòu)的位移可以通過歐拉法、勒維法、奇異法等方法來計算。（×）

解題思路：在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，結(jié)構(gòu)的位移通常是通過虛功原理、單位荷載法等方法來計算。歐拉法、勒維法、奇異法通常用于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析和應(yīng)力分析，而非直接計算位移。

3.幾何不變體系的穩(wěn)定性取決于結(jié)構(gòu)的剛度，幾何可變體系的穩(wěn)定性取決于結(jié)構(gòu)的強度。（×）

解題思路：幾何不變體系的穩(wěn)定性主要取決于結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)型和約束條件，而結(jié)構(gòu)的剛度只是影響穩(wěn)定性的一個因素。幾何可變體系的穩(wěn)定性同樣受到幾何構(gòu)型和約束條件的影響，而結(jié)構(gòu)的強度則是保證結(jié)構(gòu)不破壞的能力。

4.結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析主要是針對超靜定結(jié)構(gòu)進行的。（×）

解題思路：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析不僅限于超靜定結(jié)構(gòu)，它也適用于靜定結(jié)構(gòu)、部分靜定結(jié)構(gòu)和靜不定結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定性分析旨在確定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的穩(wěn)定性，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。

5.結(jié)構(gòu)的動力特性分析可以通過線性分析、非線性分析、動力法等方法來分析。（√）

解題思路：結(jié)構(gòu)動力特性分析包括對結(jié)構(gòu)在動態(tài)荷載作用下的響應(yīng)進行分析。線性分析適用于線性結(jié)構(gòu)，非線性分析適用于考慮非線性效應(yīng)的結(jié)構(gòu)，動力法則是分析結(jié)構(gòu)動力特性的常用方法之一。四、簡答題1.簡述結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象和任務(wù)。

研究對象：結(jié)構(gòu)力學(xué)主要研究各種工程結(jié)構(gòu)的受力行為和內(nèi)力分布，以及結(jié)構(gòu)在荷載作用下的穩(wěn)定性和變形情況。

任務(wù)：保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計和施工過程中的安全、可靠，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)的使用效率和經(jīng)濟效益。

2.簡述結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本力學(xué)量。

力：作用在結(jié)構(gòu)上的外力，包括集中力、分布力和慣性力。

力矩：力對作用點的轉(zhuǎn)動效應(yīng)，包括彎矩、扭矩等。

應(yīng)力：單位面積上的內(nèi)力，分為正應(yīng)力、剪應(yīng)力等。

應(yīng)變：材料在受力后形變的程度，分為線應(yīng)變和角應(yīng)變。

剛度：結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力，通常用彈性模量表示。

3.簡述結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析方法。

基于經(jīng)典力學(xué)的解析法：利用力學(xué)原理和方程求解結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形。

基于數(shù)值方法的有限元法：將結(jié)構(gòu)離散化，通過計算機程序進行求解。

基于實驗方法的測試法：通過實驗測量結(jié)構(gòu)在實際荷載作用下的響應(yīng)。

4.簡述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析的基本原理。

穩(wěn)定性分析主要研究結(jié)構(gòu)在荷載作用下的平衡狀態(tài)，包括：

靜穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)在靜力荷載作用下不發(fā)生破壞的能力。

動穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下不發(fā)生破壞的能力。

基本原理包括：

剛體平衡條件：結(jié)構(gòu)在受力后保持平衡。

能量原理：結(jié)構(gòu)在受力過程中，能量守恒。

穩(wěn)定系數(shù)：表示結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的指標。

5.簡述結(jié)構(gòu)變形分析的基本原理。

變形分析主要研究結(jié)構(gòu)在荷載作用下的形變情況，包括：

線性變形：結(jié)構(gòu)在受力后產(chǎn)生的形變與荷載成正比。

非線性變形：結(jié)構(gòu)在受力后產(chǎn)生的形變與荷載不成正比。

基本原理包括：

材料力學(xué)性質(zhì)：材料在受力后的變形特性。

彈性模量：材料抵抗變形的能力。

彈性方程：描述結(jié)構(gòu)變形與荷載、材料性質(zhì)等之間的關(guān)系。

答案及解題思路：

1.答案：結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象是工程結(jié)構(gòu)的受力行為和內(nèi)力分布，任務(wù)是保證結(jié)構(gòu)的安全、可靠和優(yōu)化設(shè)計。解題思路：理解結(jié)構(gòu)力學(xué)的定義和目的，結(jié)合實際工程案例進行分析。

2.答案：結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本力學(xué)量包括力、力矩、應(yīng)力、應(yīng)變和剛度。解題思路：回顧力學(xué)基礎(chǔ)知識，理解每個力學(xué)量的定義和作用。

3.答案：結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析方法包括解析法、有限元法和測試法。解題思路：了解每種方法的原理和適用范圍，結(jié)合實際案例進行分析。

4.答案：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析的基本原理包括剛體平衡條件、能量原理和穩(wěn)定系數(shù)。解題思路：理解穩(wěn)定性分析的定義和原理，結(jié)合實際案例進行分析。

5.答案：結(jié)構(gòu)變形分析的基本原理包括材料力學(xué)性質(zhì)、彈性模量和彈性方程。解題思路：回顧材料力學(xué)和彈性力學(xué)的基礎(chǔ)知識，理解變形分析的基本原理。五、計算題1.求解一單跨梁的內(nèi)力和位移。

題目描述：某單跨梁，長度為4m，跨度為3m，材料為Q235鋼，E=200GPa，I=30×10^6mm^4。梁兩端鉸接，荷載F=20kN，作用在跨度中點。求梁的最大彎矩、最大剪力和最大位移。

解題思路：

計算彎矩：利用彎矩方程，求出梁的最大彎矩。

計算剪力：通過剪力方程，求出梁的最大剪力。

計算位移：使用單位荷載法或直接計算方法，求出梁的最大位移。

2.求解一剛架的內(nèi)力和位移。

題目描述：一剛架結(jié)構(gòu)，由三根等截面直桿組成，桿件長度分別為2m、3m和3m，材料為A3鋼，E=200GPa，I=10×10^6mm^4。桿件連接方式為鉸接，荷載F=30kN，作用在中間桿件上。求剛架的桿端彎矩、剪力和位移。

解題思路：

畫桿件受力圖，分析節(jié)點受力。

利用平衡方程，求出各桿端彎矩和剪力。

計算位移，可能需要用到單位荷載法或直接計算方法。

3.求解一懸臂梁的內(nèi)力和位移。

題目描述：一懸臂梁，長度為5m，材料為Q235鋼，E=200GPa，I=50×10^6mm^4。梁一端固定，另一端作用集中荷載F=40kN。求梁的最大彎矩、最大剪力和最大位移。

解題思路：

利用彎矩方程，求出梁的最大彎矩。

通過剪力方程，求出梁的最大剪力。

使用單位荷載法或直接計算方法，求出梁的最大位移。

4.求解一剛架的穩(wěn)定性和位移。

題目描述：一剛架結(jié)構(gòu)，由兩根等截面直桿組成，長度分別為2m和3m，材料為A3鋼，E=200GPa，I=10×10^6mm^4。桿件連接方式為鉸接，荷載F=25kN，作用在中間桿件上。求剛架的穩(wěn)定性和最大位移。

解題思路：

計算桿件的長細比，判斷剛架的穩(wěn)定性。

分析節(jié)點受力，利用平衡方程和單位荷載法，求出剛架的最大位移。

5.求解一懸臂梁的穩(wěn)定性和位移。

題目描述：一懸臂梁，長度為6m，材料為Q235鋼，E=200GPa，I=60×10^6mm^4。梁一端固定，另一端作用均勻分布荷載q=10kN/m。求梁的穩(wěn)定性和最大位移。

解題思路：

計算梁的長細比，判斷梁的穩(wěn)定性。

利用彎矩方程和剪力方程，求出梁的最大彎矩和最大剪力。

使用單位荷載法或直接計算方法，求出梁的最大位移。

答案及解題思路：

1.求解一單跨梁的內(nèi)力和位移。

答案：

最大彎矩：M_max=60kN·m

最大剪力：V_max=20kN

最大位移：δ_max=1.2mm

解題思路：

利用彎矩方程，計算中點彎矩：M=(FL^2)/8=(204^2)/8=40kN·m。

利用剪力方程，計算最大剪力：V=F/2=20/2=10kN。

利用單位荷載法，計算最