建筑工程結構力學知識要點姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------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，在規定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.結構力學的核心研究對象是什么？

A.材料力學功能

B.結構受力分析

C.結構穩定性

D.結構動力特性

2.基本結構的平衡方程有哪三個？

A.力的平衡方程、力矩的平衡方程、力的分解平衡方程

B.力的平衡方程、力矩的平衡方程、力的合成平衡方程

C.力的平衡方程、力矩的平衡方程、結構的變形平衡方程

D.力的平衡方程、力矩的平衡方程、結構的穩定性平衡方程

3.軸心受力構件的內力包括哪些？

A.軸力、剪力、彎矩

B.軸力、剪力、扭矩

C.軸力、彎矩、扭矩

D.軸力、剪力、扭矩、彎矩

4.基本約束反力有哪些？

A.支座反力、固定端反力、連接端反力

B.支座反力、固定端反力、支撐反力

C.支座反力、固定端反力、約束反力

D.支座反力、連接端反力、約束反力

5.考慮剪切變形時的彎矩計算公式是什么？

A.M=FL

B.M=FLδ

C.M=FL/δ

D.M=FLα

6.軸向力引起的位移計算公式是什么？

A.Δ=FL/EA

B.Δ=FL/(EAδ)

C.Δ=FL/(EI)

D.Δ=FL/(EAI)

7.梁在彎曲變形時的曲率公式是什么？

A.κ=δ/r

B.κ=F/(EI)

C.κ=M/(EI)

D.κ=FL/(EI)

8.桁架結構中，節點荷載如何傳遞？

A.通過節點處的內力傳遞

B.通過節點處的剪力傳遞

C.通過節點處的彎矩傳遞

D.通過節點處的支座反力傳遞

答案及解題思路：

1.答案：B

解題思路：結構力學的核心研究對象是結構的受力分析，包括結構內力的計算、結構穩定性的分析等。

2.答案：C

解題思路：基本結構的平衡方程包括力的平衡方程、力矩的平衡方程、結構的變形平衡方程。

3.答案：A

解題思路：軸心受力構件的內力包括軸力、剪力和彎矩。

4.答案：C

解題思路：基本約束反力包括支座反力、固定端反力和約束反力。

5.答案：B

解題思路：考慮剪切變形時的彎矩計算公式為M=FLδ，其中F為軸向力，L為構件長度，δ為剪切變形。

6.答案：A

解題思路：軸向力引起的位移計算公式為Δ=FL/EA，其中F為軸向力，L為構件長度，E為材料的彈性模量，A為構件橫截面積。

7.答案：C

解題思路：梁在彎曲變形時的曲率公式為κ=M/(EI)，其中M為彎矩，E為材料的彈性模量，I為截面的慣性矩。

8.答案：A

解題思路：桁架結構中，節點荷載通過節點處的內力傳遞，包括軸力、剪力和彎矩。二、填空題1.結構力學的基本研究對象是____結構____。

2.基本結構的平衡方程為____力矩平衡方程____、____靜力平衡方程____、____變形協調方程____。

3.軸心受力構件的內力包括____軸力____、____剪力____、____彎矩____。

4.基本約束反力有____支座反力____、____連接反力____、____支撐反力____。

5.考慮剪切變形時的彎矩計算公式為____M=Fd/(AG)____。

6.軸向力引起的位移計算公式為____δ=FL/(EA)____。

7.梁在彎曲變形時的曲率公式為____κ=y/R____。

8.桁架結構中，節點荷載通過____弦桿____、____腹桿____、____斜桿____傳遞。

答案及解題思路：

答案：

1.結構

2.力矩平衡方程、靜力平衡方程、變形協調方程

3.軸力、剪力、彎矩

4.支座反力、連接反力、支撐反力

5.M=Fd/(AG)

6.δ=FL/(EA)

7.κ=y/R

8.弦桿、腹桿、斜桿

解題思路：

1.結構力學的研究對象是結構，即各種建筑和工程中的結構體系。

2.基本結構的平衡方程包括力矩平衡方程（ΣM=0）、靜力平衡方程（ΣF=0、ΣMz=0、ΣMy=0）和變形協調方程，用于保證結構在受力后保持平衡。

3.軸心受力構件的內力包括軸力（N）、剪力（V）和彎矩（M），這些內力是結構分析中的基本概念。

4.基本約束反力包括支座反力、連接反力和支撐反力，它們是支撐結構所必須的力。

5.考慮剪切變形時的彎矩計算公式中，F是作用力，d是剪切變形長度，A是截面面積，G是剪切模量。

6.軸向力引起的位移計算公式中，F是軸向力，L是桿件長度，E是彈性模量，A是截面面積。

7.梁在彎曲變形時的曲率公式中，y是離中性軸的距離，R是曲率半徑。

8.在桁架結構中，節點荷載通過弦桿、腹桿和斜桿傳遞，這些桿件共同承擔節點處的荷載。三、判斷題1.結構力學是研究結構的力學性質和行為的學科。（√）

解題思路：結構力學是工程力學的一個分支，主要研究結構在荷載作用下的力學功能和行為，包括受力分析、變形分析等。

2.基本結構的平衡方程中，第三個方程表示結構在任意方向上的位移平衡。（×）

解題思路：基本結構的平衡方程包括三個方程，分別表示結構在三個主軸方向上的力平衡和力矩平衡，第三個方程表示的是力矩平衡，而非位移平衡。

3.軸心受力構件的內力只與截面面積有關，與外力大小無關。（×）

解題思路：軸心受力構件的內力不僅與截面面積有關，還與外力的大小和作用方向有關，截面面積越大，內力越大。

4.基本約束反力是固定結構的約束條件，不受外力大小影響。（√）

解題思路：基本約束反力是固定結構的約束條件之一，其大小和方向由結構的幾何形狀和約束條件決定，不受外力大小的影響。

5.梁在彎曲變形時的曲率與外力大小成正比。（×）

解題思路：梁在彎曲變形時的曲率與彎矩成正比，而彎矩與外力大小和作用位置有關，因此曲率與外力大小不一定成正比。

6.桁架結構中，節點荷載通過節點傳遞給相鄰的構件。（√）

解題思路：在桁架結構中，節點是連接相鄰構件的交點，節點荷載會通過節點傳遞給相鄰的構件，從而影響整個結構的受力情況。

7.考慮剪切變形時的彎矩計算公式適用于所有構件。（×）

解題思路：考慮剪切變形時的彎矩計算公式主要適用于剪切變形較大的構件，對于剪切變形較小的構件，該公式可能不適用。

8.軸向力引起的位移計算公式適用于所有結構構件。（×）

解題思路：軸向力引起的位移計算公式主要適用于軸向受力構件，對于其他類型受力構件，如彎曲、扭轉等，該公式可能不適用。四、簡答題1.簡述結構力學的研究對象和基本任務。

研究對象：結構力學主要研究在荷載作用下結構的內力和變形規律，以及結構在動力作用下的反應。

基本任務：保證結構在設計和施工過程中的安全性、適用性和經濟性。

2.列舉三種基本約束反力及其特點。

阻力：阻止物體相對運動或相對運動的趨勢，具有方向與運動趨勢相反、大小與運動趨勢相等的特性。

支承反力：支撐結構或構件的力，具有垂直于支撐面的特性，如鉸支座產生的垂直力。

摩擦力：物體接觸面間的相互作用力，具有阻礙相對滑動的特性，如固定端支座產生的摩擦力。

3.說明結構力學的分析方法有哪些。

解析法：通過建立數學模型，求解結構受力后的內力和變形。

圖解法：利用圖形直觀地表示結構受力情況，通過幾何關系求解內力和變形。

線性方程組法：通過建立線性方程組，求解結構受力后的內力和變形。

4.解釋什么是靜定結構和超靜定結構。

靜定結構：結構的約束反力可以通過靜力平衡方程完全確定，無多余約束。

超靜定結構：結構的約束反力不能僅通過靜力平衡方程確定，存在多余約束。

5.簡述軸向力對構件變形的影響。

軸向力會導致構件發生軸向變形，如壓縮或拉伸。

當軸向力大于材料的屈服強度時，構件可能發生塑性變形。

軸向力過大可能導致構件的破壞，如斷裂。

答案及解題思路：

1.答案：

研究對象：結構力學主要研究在荷載作用下結構的內力和變形規律，以及結構在動力作用下的反應。

基本任務：保證結構在設計和施工過程中的安全性、適用性和經濟性。

解題思路：首先明確結構力學的研究領域，然后闡述其基本任務，即保證結構的安全性、適用性和經濟性。

2.答案：

阻力：阻止物體相對運動或相對運動的趨勢，具有方向與運動趨勢相反、大小與運動趨勢相等的特性。

支承反力：支撐結構或構件的力，具有垂直于支撐面的特性，如鉸支座產生的垂直力。

摩擦力：物體接觸面間的相互作用力，具有阻礙相對滑動的特性，如固定端支座產生的摩擦力。

解題思路：分別描述三種基本約束反力的定義和特點，強調其作用和特性。

3.答案：

解析法：通過建立數學模型，求解結構受力后的內力和變形。

圖解法：利用圖形直觀地表示結構受力情況，通過幾何關系求解內力和變形。

線性方程組法：通過建立線性方程組，求解結構受力后的內力和變形。

解題思路：分別介紹三種分析方法的基本原理和適用范圍，突出其特點。

4.答案：

靜定結構：結構的約束反力可以通過靜力平衡方程完全確定，無多余約束。

超靜定結構：結構的約束反力不能僅通過靜力平衡方程確定，存在多余約束。

解題思路：通過定義來區分靜定結構和超靜定結構，強調其約束反力的確定方式。

5.答案：

軸向力會導致構件發生軸向變形，如壓縮或拉伸。

當軸向力大于材料的屈服強度時，構件可能發生塑性變形。

軸向力過大可能導致構件的破壞，如斷裂。

解題思路：闡述軸向力對構件變形的影響，包括變形類型、材料屈服和破壞情況。五、計算題1.計算一根長度為4m、截面為圓形的梁，當作用其上的軸向力為200kN時，梁的軸向變形是多少？

2.計算一根長度為2m、截面為矩形（20cm×40cm）的梁，當作用其上的軸向力為150kN時，梁的軸向變形是多少？

3.計算一根長度為4m、截面為圓形的梁，當作用其上的剪力為200kN·m時，梁的最大曲率是多少？

4.計算一根長度為2m、截面為矩形（20cm×40cm）的梁，當作用其上的剪力為150kN·m時，梁的最大曲率是多少？

5.計算一根長度為3m、截面為圓形的梁，當作用其上的彎矩為200kN·m時，梁的彎曲變形量是多少？

6.計算一根長度為2m、截面為矩形（20cm×40cm）的梁，當作用其上的彎矩為150kN·m時，梁的彎曲變形量是多少？

7.計算一根長度為3m、截面為圓形的桁架結構，當作用其上的節點荷載為200kN時，桁架的最大變形量是多少？

8.計算一根長度為2m、截面為矩形（20cm×40cm）的桁架結構，當作用其上的節點荷載為150kN時，桁架的最大變形量是多少？

答案及解題思路：

1.解題思路：使用胡克定律，計算軸向變形Δ=F·L/(A·E)，其中F為軸向力，L為梁的長度，A為截面面積，E為材料的彈性模量。

答案：Δ=200kN×4m/[(π/4)×(0.5m)^2×210GPa]≈0.0096m

2.解題思路：使用同樣的公式計算軸向變形Δ=F·L/(A·E)。

答案：Δ=150kN×2m/[(0.2m×0.4m)×210GPa]≈0.0093m

3.解題思路：計算最大曲率K=M/(I·L)，其中M為剪力，I為截面的慣性矩，L為梁的長度。

答案：K=200kN·m/[(π/32)×(0.5m)^4×210GPa]≈0.0031m^1

4.解題思路：使用相同的公式計算最大曲率K=M/(I·L)。

答案：K=150kN·m/[(1/12)×(0.2m×0.4m^3)×210GPa]≈0.0183m^1

5.解題思路：計算彎曲變形量Δ=(M·L^3)/(E·I)，其中M為彎矩，L為梁的長度，E為材料的彈性模量，I為截面的慣性矩。

答案：Δ=(200kN·m×3m^3)/(210GPa×(π/4)×(0.5m)^4)≈0.