建筑力学网上作业题答案docx.docx

1、建筑力学网上作业题答案docx东北农业大学网络教育学院建筑力学网上作业题答案作业题一参考答案一、单项选择题（将正确答案字母序号填入括号里，每小题1分，共 5分）1、平面力系向点1 简化时，主矢F 0，主矩 M 0，如将该力系向另一点2 简化，则（ B ）。R1A： F 0， M0；B：F 0， MM；R2R21C： F 0， MM；D： F 0，MM。R21R212.大小相等的四个力，作用在同一平面上且力的作用线交于一点C，试比较四个力对平面上点O的力矩，哪个力对 O点之矩最大（B ）A力 P1P4P1CBP32力 POP2C力P3D力P43. 两端铰支的等直压杆，其横截面如图所示。试问压杆失

2、稳时，压杆将绕横截面上哪一根轴转动？ (B )PZZ1y1 yA.Z 轴 B. Y轴 C.Z 1轴 D. Y1轴4.如图所示矩形截面，判断与形心轴 z 平行的各轴中，截面对哪根轴的惯性距最小以下结论哪个正确？（ D ）A.截面对 Z 1 轴的惯性矩最小B.截面对 Z 2 轴的惯性矩最小C.截面对与 Z 轴距离最远的轴之惯性矩最小D.截面对 Z 轴惯性矩最小5.指出以下应力分布图中哪些是正确的（D ）A.图(a)(b) 正确B.图(b)(c) 正确C.图(c)(d) 正确D. 图(b) (d)正确二、判断题（每小题1分，共 5分）1.作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，此力

3、系必然平衡。（ ）2.一空间力系，若各力作用线平行某一固定平面，则其独立的平衡方程只有3个。（ ）3.压缩与弯曲的组合变形，在进行强度计算时，如考虑附加弯矩的影响，结果是偏于安全的。（ ）4.下图为几何不变体系且无多余约束。 （ ）5. 矩形截面梁受横向力作用而弯曲时，其横截面上最大剪应力的大小是平均剪应力的 3 倍。（ ）三、填空题（每空1 分；共 15 分。）2的拉杆， P=40KN，当 =60斜面上的1. 横截面面积 A=10cm = 40MPa ， = 10MPa ， = 。1 题图4 题图2.杆件的基本变形形式包括轴向拉伸或轴向压缩，剪切 ，扭转 和 弯曲。3.空间固定支座的支座反力

4、包括X， Y， Z， M x ， M y， M z 。4.如图所示的组合图形的形心坐标yc = 23mm， zc = 53mm。四、作图题（不用写出中间过程，本题共15 分。）1.作下杆的轴力图。 （不考虑自重，分）2.作圆轴的扭矩图。 （分）338kN6kN222kN2kN1116kN14kN3. 作下梁的剪力图和弯矩图。 （ 5 分） 4. 作下梁的剪力图和弯矩图。 （ 5 分）qa25kNQQ15kN20kNqa20kN.mMM11.25kN.m121qa2qa22qa 2五、计算题（共 60 分）1. 试作刚架的内力图（包括弯矩图、剪力图和轴力图，要求写出计算过程）。（10 分）解：X

5、0X B8260X B4kNM B0Y A5263 10-82-8 60YA 3.6kNY 0XBYA 3.6 Y B 8 0 YB 4.4kNYBAC段N CAM CA QCA NAC=NCA=CQAC=0 Q CA=-12kN2kN/m MAC=0 M CA=( 左拉 )BE段A3.6kNNEBN=N=Q EBM EBBEEBEQBE=QEB=4kNMBE=0 M EB=( 右拉)4kN B4.4kN节点 C10kN.m QCD NCD=-12kNCNCDQCD=M CD12kN 36kN.mMCD=( 上拉 )3.6kN节点 EQED NED=-12kNNED 8kNMEDEQ =ED2

6、4kN.m4kNMED=( 上拉 )4.4kNCD段N =-12kN3.6kNDCQDCNDCDC12kN CDM DCQ =26kN.MDCM =上拉)D 节点8kNDE3.6kNN =-12kNQDEN DEDEQ =15.2kN.M 12kNDM DEDC 上拉M = )其轴力图、剪力图、弯矩图如下图所示：3.62615.2241236244.4123.64.44NQMkNkNkN.m2. 由相同材料制成的两杆组成的简单桁架，如下图所示。设两杆的横截面面积分别为A1和 A2 , 材料的弹性模量为E，在节点B处承受与铅锤线成角的荷载F，试求当节点B 的总位移与荷载F 的方向相同时的角度 值

7、。（ 10 分）解： 1）各杆轴力由节点 B 的平衡条件Fx0 ，FsinF1 cos45F2 0Fy0，1Fcos0Fsin45解得F12Fcos， F2F(sin -cos )2）各杆变形由力变形间物理关系（胡克定律），得各杆伸长为l1FN1 l12FlcosEA 1EA 1l 2FN2 l 2Fl(sincos )EA 2EA23）节点 B 位移 B 与荷载 F 同方向时的角度由变形几何条件作节点 B 的位移图。由位移图的几何关系，可得BB2l2l 2sincostanl12l1l22 2A 2 cosB 2Bl 2 tan45(sincos )cos45A 122A 2coscot 1

8、A 1sincossin2cos22 A 22sincosA 1cot22A 2A 11 arccot2A 22A13. 直径 d =10cm、长度 l =50cm 的等圆截面直杆，在 B 和 C 截面处分别承受扭转外力偶矩MB=和 MC=，如图（ a）所示。轴材料为钢，切变模量G =82GPa，试求：（1）杆内的最大切应力。（2）自由端截面 C的扭转角。（3）若要求 BC段的单位长度转角与 AB段的相等，则在 BC段钻孔的孔径 d1（图（ b）。（ 10 分）解： 1）最大切应力作扭矩图如图 (c) 所示。最大切应力发生在 AB 段内各横截面的周边处，其值为3max Tmax 5 10 25

9、.5 106 Pa=25.5MPaW 3p 0.12）截面 C的扭转角TBC lT l3 1030.55 1030.5CCBBAAB0.00125rad 0.072GI PGI P821094821094320.10.1323） BC段孔径由BCABTBCTABGI PGI PI P(d 4d14 )32d4 TBC32TAB所以d1 d 4 1-TBC0.14 131030.08m=8cmTAB51034.一悬臂梁 AB的弯曲刚度 EI =常数，承受三角形分布荷载作用， 如图所示。 试由积分求梁的挠曲线方程，以及自由端的挠度和转角。 （10 分）解： 1）挠曲线方程由挠曲线近似微分方程及其积

10、分EI d2vM(x)q0 (lx) 3(0 x l)dx 26lEIq0 (lx) 4C24lEIvq0 (lx)5D120lCx由边界条件定积分常数x 0 ， A0 ： C=- q0l324x 0 ， v A0 ： D= q0l 4120所以，挠曲线方程为vq0 (lx) 5q0l 3xq0 l4(0 x l)120lEI24EI120EI2）自由端挠度和转角v B vx lq0l 430EIdvBdxx l3q0l5. 跨度 l =2m、由 25b 号工字钢制成的简支梁及其承载情况，如图所示。钢材的许用正应力 =160 MPa，许用切应力 =100 MPa。试对该梁作全面的强度校核。 （

11、10 分）210kN 208kN8kNQM41.8kN.m45kN.m解： 1）梁的剪力、弯矩图作梁的剪力、弯矩图，如上图所示。2）梁的弯曲正应力强度校核最大正应力发生在梁跨中截面 E 的上、下边缘处。下边缘各点处均为单轴拉应力状态，其值为M max451036maxW42310-6106.4 10 Pa所以，满足正应力强度条件。3）梁的切应力强度校核最大切应力发生在两支座内侧截面A， B 的中性轴上。截面A 中性轴上各点处均为平面纯剪切应力状态，其值为maxFsmax S*max210 10310 -298.6 106 PabI1010-321.3所以，满足切应力强度条件。a)梁的主应力强度

12、校核危险点位于截面 C或 D 外侧的翼缘与腹板的交界处。其应力分量为xMy88.6MPaIFS*x ys71.6MPabI其主应力为1x( x )22xy32220按第四强度理论进行计算22(88.6 106)23(71.6 106)2152.4106Par4x3 xy所以，主应力的强度条件也得到满足。6. 高宽比 b / h =1/2的矩形截面木梁， 长度 l =2m，在自由端截面承受与水平面成30o 角的集中荷载 F=240N，如图所示。设木材的许用正应力=10 MPa，不考虑切应力强度，试选定其截面尺寸。（10 分）解： 1）危险点及其应力危险截面为固定端截面 A，危险点位于角点 1 和

13、 2 处，其最大正应力为maxM yM zFl(cos30sin30)WyWzWyWz2）截面尺寸危险点为单轴应力状态，由强度条件而所以cos30sin30maxFl()WyWzWy/ Wz b / h1/ 2FlWy sin303Fl(cos301max(cos30)b3sin30 )WyWz2解得b 3 3Fl (cos30 1 sin 30 ) 5.5cm2所以 b h 5.5cm 11cm作业题二参考答案一、单项选择题（将正确答案字母序号填入括号里，每小题1分，共 5 分）1.在下列原理、法则、定理中，只适用于刚体的是( C )。A. 二力平衡原理B.力的平行四边形法则C. 力的可传性

14、原理D.作用与反作用定理2.图示为一轴力杆，其中最大的拉力为( B )。3. 圆形截面梁受横向力作用而弯曲时，其横截面上最大剪应力的大小是平均剪应力的 ( D ) 。倍 倍 倍 3 倍4.图示悬臂梁 AC，C 截面处的挠度值，有四种答案，其中正确的是( C ) 。= B a= A 2a=f B+ B a=f B5. 图示三铰刚架，受水平力 P 作用，有以下四种说法，其中错的是（ C ）。为二力平衡杆件为三力平衡构件C. 反力 RA和 RB 的方向都指向 C的方向指向 C， RB的方向不确定二、判断题（每小题 1 分，共 5 分）1.力偶的两个力对其作用平面内任一点为矩心的力矩之和均等于力偶矩值

15、，而与矩心位置无关。（）2.构件对变形的抗力称为内力。 （）3. 脆性材料的变形性能比塑性材料的变形性能要好。 （ ）4.应力集中对构件的承载力没有影响。( )5.挡土墙是一种实体结构。 （）三、填空题（每空 1 分，共 15 分。）1.A、 B 两点的距离 a=10cm， P=15KN，欲将 P 力从 B 点平移到 A 点，得到的力 P =_15kN_，附加力偶矩mA=。22. 杆件的横截面 A=1000mm，受力如图所示。此杆处于平衡状态。 P=_20kN_、1-1 =_20MPa_。3. 图示圆轴，受到四个外力偶作用，则其外力偶矩 m= 、 T1= 、T2= 。4.所谓刚体是指 在力的作

16、用下不变形的物体。5.在功率一定的情况下，轴的转速越高，则其所承受的外力偶矩越_ 小_；反之，轴的转速越低，则其所承受的外力偶矩越_ 大_。6.应力单元体中切应力为零_的平面称为主平面，主平面上的正应力称为_主应力 _。7.变形固体的基本假设为连续性假设、均匀性假设和 各向同性假设。四、作图题（不用写出中间过程，本题共15 分。）1. 作下杆的轴力图。 （不考虑自重，分）2.作圆轴的扭矩图。 （分）3 320kN 30kN2210kN10kN116kN4kN3. 作下梁的剪力图和弯矩图。 （ 5 分） 4. 作下梁的剪力图和弯矩图。 （ 5 分）Q1 P1 P333qa42PQ31qa41Pa

17、3MM11qa 2Pa923qa432五、计算题（共 60 分）1. . 试作刚架的内力图（包括弯矩图、剪力图和轴力图，要求写出计算过程）。（10 分）ql 2ql 2ql/ 444ql 2ql/4ql/ 249ql232ql/2ql/2Qql/4ql 2MN43ql/ 4（计算过程略）2. 图示简支梁，已知P=20kN,l =1m,b=40mm,h=80mm,E=200GPa，求梁中央下边缘处的纵向应变。(5 分)解：弯矩图如图所示：梁下边缘处的弯矩为：M= 1 Pl =4梁下边缘处的应力为：M510365103=M=3WZ1bh240 1080 10661Pl4梁下边缘处的应力为：E9.7

18、=2003. 如图 3a 已知悬臂梁 （全梁抗弯刚度均为EI ）受集中力后端部的挠度为 yBFl 3Fl 2，转角B，3EI2EI求图 3b 中的 C点的挠度的大小。 （本题 5 分）FA B ByBl图 3aF FA B Cll图 3b解： AB段刚化qc1= Fl 2f c1= Fl 32EI3EIBC段刚化qc 2 =2Fl 2+Fl 2=2Fl 22EIEIEIf c2 =2Fl 3+Fl 3+2Fl 2l =19Fl 33EI2EIEI6EIfc = fc1 +f c2 =7Fl 32EI4.钢制圆轴上作用有四个外力偶，其矩T =， T =， T =， T = 作轴的扭矩图。1234(2)若截面直径d50mm，设材料的4