建筑力学实训指导书.docx

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建筑力学实训指导书

《建筑力学》课程实训

第一部分静力学

一、基本概念

1．建筑力学课程的研究对象是，课程的任务是研究杆件的、、稳定性和合理组成问题。

2．结构构件满足________、________、________的能力称为构件的承载能力。

3．强度是指杆件抵抗的能力；刚度是指杆件抵抗的能力；稳定性是指杆件保持原有的能力。

4.静力学的四大公理是_______________、________________、_____________、_________________。

5.作用在同一刚体上的两个力使刚体处于平衡的充分必要条件是这两个力、、。

6．在两个力作用下处于平衡的构件称为，此两力的作用线必过这两力作用点的。

7．在解除物体系统连接处的约束时，该点处的约束反力在两个隔离体上应遵循__________________的原则。

8．仅两端受力而处于平衡状态的杆件称为二力杆，其两端的约束反力大小相等、方向相反，且在连线上。

9．力偶的两个重要性质是：

力偶在任一坐标轴上的投影等于_______；力偶对其平面内任一点之矩等于__________与矩心位置。

10．平面任意力系只能列个独立的平衡方程，由此可求出个未知力。

11．平面一般力系静平衡方程的基本形式为：

；；。

12．静平衡方程表明：

平面任意力系平衡的条件是力系在任一坐标轴上投影的代数和等于_______；力系对任一点之矩的代数和等于______。

二、选择题

1．平面汇交力系的力学图形如图所示，则图中F3表示__________。

（A）合力；

（B）平衡力；

（C）力偶；

2．图示三角形托架，若主动力P沿其作用线从AB杆移动到BC杆上，则AB、BC两杆所受的力，下列说法正确的是__________。

（A）AB杆改变，而BC杆不改变；

（B）AB杆不改变，而BC杆改变；

（C）AB、BC两杆都改变；

（D）AB、BC两杆都不改变。

3．图示力系对点O之矩∑mo（P）=___________。

（A）80kN.m（B）－80kN.m

（C）－120kN.m（D）120kN.m

4．图示力系对A点之矩的大小等于____________。

（A）10KN.m（B）35KN.m

（C）45KN.m（D）55KN.m

5．一段梁上作用有均布荷载（如图示），荷载集度q=2kN/m，则其对O点的矩为：

[]

（A）

（B）

（C）

（D）

三、支座反力计算

1.求外伸梁A、B的支座反力。

2.求组合梁A、B、D处的支座反力。

3.求图示刚架的支座反力

第二部分材料力学

一、基本概念

1.杆件变形的四种基本形式是：

____________、___________、__________和。

2.工程材料可以分为塑性和脆性两类，对于塑性材料其极限应力是，而脆性材料的极限应力是。

3.衡量材料强度的两个重要指标是_____________和_____________。

4.衡量材料塑性的两个重要指标是_____________和_____________。

5.低碳钢拉伸试验应力—应变图反映其拉伸过程经历了，，和四个阶段。

6．工程中常按伸长率的大小将材料分为两类：

≥5%的材料称为；

＜5%的材料称为。

7．根据材料的抗拉、抗压性能不同，工程实际中低碳钢材料适宜做受杆件，铸铁材料适宜做受杆件。

8．平面弯曲时，梁横截面上有两个内力分量：

和。

9.杆件在平面弯曲情况下，其横截面上同时存在正应力和剪应力，其中正应力沿截面高度呈______分布，其最大值发生在截面的________处；而剪应力沿截面高度呈_________分布，其最大值发生在截面的_____________处。

10.依据剪力、弯矩和荷载集度间的微分关系可知，平面弯曲时，在无均布荷载作用的区段，剪力图形为__________，弯矩图形为___________；在向下的均布荷载作用的区段，剪力图形为__________，弯矩图形为_______________。

11.强度条件可以解决工程实际中有关，，等三类问题。

12.提高平面弯曲梁强度的主要措施是：

降低__________值或增大__________值。

13.由两种或两种以上基本变形组合而成的变形称为_____________，解决这类变形的强度问题的基本方法是_____________。

14.柔度是反映受压杆件稳定性的一个重要几何参数,它综合考虑了杆件的长度、截面几何形状和尺寸及杆端的___________对稳定性的影响，柔度越大，杆件的稳定性越_______。

15.提高受压杆件稳定性的措施主要有减小压杆的、改善杆端、和选择合理的。

二、选择题

1.衡量材料强度的两个重要指标是________________。

（A）比例极限和弹性极限；（B）弹性极限和屈服极限；

（C）屈服极限和强度极限；（D）强度极限和比例极限。

2.图示等截面（面积不变）受拉直杆，对于AB和BC段的内力和应力，下列说法正确的是____________。

（A）

内力相等，应力也相等；

（B）内力相等，但应力不相等；

（C）内力不相等，但应力相等；

（D）内力不相等，应力也不相等；

3.材料不同但长度和横截面面积相同的两根受拉杆，在承受相同的轴向外力作用下，则两杆_________________。

（A）应力、应变都相等；（B）应力相等，但应变不相等；

（C）应力不相等，但应变相等；（D）应力、应变都不相等。

4.三种材料的σ－ε图如下,它们当中塑性最好的是_____________；强度最大的是___________；刚度最大的是___________。

5.现有低碳钢和铸铁两种材料，图中1、2杆选用合理的材料应是_________。

（A）两杆均采用低碳钢；

（B）两杆均采用铸铁；

（C）1杆采用低碳钢，2杆采用铸铁；

（D）1杆采用铸铁，2杆采用低碳钢。

6．现有低碳钢和铸铁两种材料，图中AC、BC杆选用合理的材料应是________。

（A）两杆均采用低碳钢；

（B）两杆均采用铸铁；

（C）AC杆采用低碳钢，BC杆采用铸铁；

（D）AC杆采用铸铁，BC杆采用低碳钢。

7．从提高抗弯强度的角度考虑出发，下列图中最为合理的结构形式为__________。

（A）（B）

（C）（D）

8．图示悬臂梁的最大弯矩发生在_______________。

（A）A截面处；

（B）B截面处；

（C）C截面的左边；

（D）C截面的右边。

9．图中梁受正弯矩M作用时，正应力分布图正确的是。

（A）（B）（C）（D）

三、轴向拉压

1．图示等截面直杆，其横截面面积A=4000cm2，材料的弹性模量E=2×108Pa，试分别求上、下段的应力和变形量。

2．图示轴向受压柱的横截面面积为A＝0.8m2，承受压力P=2000kN作用，已知柱长4m材料的弹性模量E=2000Mpa，试求该柱底截面所受应力及柱顶的位移。

3.已知一等直杆如下图所示，横截面面积为A=400mm2，许用应力

MPa，试

（1）绘制轴力图；

（2）校核此杆强度。

4、图示三角形托架，B端作用有一重力P=120kN，已知AB杆长为5m，BC杆长为3m，两杆的横截面面积均为2000mm2，材料的容许应力［σ］=60MPa，试校核该托架的强度。

平面弯曲

1、作图示梁的剪力图与弯矩图，并确定Qmax和Mmax的值。

3.图示简支梁由No20b工字钢制成，已知No20b工字钢其抗弯系数W＝250cm3，材料的容许应力[

]=150Mpa，试校核该梁的强度。

4.简支梁长4m,受集度为q=240kN/m的均布荷载作用，已知其矩形横截面的高宽比h:

b=3:

2，材料有许用应力[σ]=160MPa，试确定该截面的h、b的值。

第三部分结构力学

一、概念填空题

1．杆件按其力学性能的不同，可以分为、、、桁架和组合结构五类，其中梁和刚架的主要内力是，拱的主要内力是，桁架的主要内力是

2.多跨静定梁是由基本部分和附属部分组成，它具有单向传递的力学性能，因此在计算多跨静定梁时应先算________________，后算________________。

3.多跨静定梁的弯矩图必通过中间铰的中心，即中间铰处的弯矩一定为。

4.拱是一种在竖向荷载作用下产生水平推力的曲杆结构，其水平反力大小与________有关，与拱轴线形状无关，在跨度和荷载不变下，拱高越小,则水平反力越。

5.在已知荷载作用下拱截面上只有的拱轴线称为合理拱轴线。

6.三铰拱在竖向均布荷载作用下的合理拱轴线为；在径向均布荷载作用下的合理拱轴线为；在填料荷载作用下的合理拱轴线为。

7．静定平面桁架杆件轴力的计算方法有、和联合法三种。

轴力为零的杆件我们称为。

8.引起结构产生位移的原因除荷载外，还有___________________、__________________、制造误差和材料收缩。

9.影响线的定义是：

当竖向单位集中荷载P=1沿结构时，表示结构某一量值的图线，称为该量值的影响线。

11.产生量值最大（或最小）值的荷载位置称为。

12.连接最大（或最小）内力值的图线称为。

13.影响线的横坐标（X轴）是表示的位置；而内力图的横坐标（X轴）是表示的位置。

14．力法的计算原理是：

以________________作为基本未知量，选取_____________作为基本结构，比较基本结构和原结构在解除多余约束处的，建立力法典型方程，从而求解出基本未知量的方法。

15.用于支承__________的骨架称为结构，结构力学的研究对象是_____________，它按几何性质不同可分为几何不变体系、几何可变体系和几何瞬变体系，凡结构须是体系。

16.杆件体系几何不变的必要条件是___________________。

17.体系中每根杆件或已被确定为几何不变的部分称为刚片，确定体系运动时可以独立改变的___________称为自由度，而减少自由度的装置或措施称为________。

18.平面内，一个点有个自由度；一根杆件有个自由度。

19.一个铰结三角形的几何性质为体系。

二、选择题：

1.如下图所示平面桁架结构中零杆数图1为；图2为。

（A）2：

（B）3；

（C）4；

（D）5。

图1图2

2．在径向荷载作用下，三铰拱的合理拱轴线为。

（A）圆弧线；（B）抛物线；（C）双曲线；（D）悬链线。

3．在均布荷载作用下，三铰拱的合理拱轴线为。

（A）圆弧线；（B）抛物线；（C）双曲线；（D）悬链线。

4．下图所示结构中C截面的弯矩MC值为。

（A）5kN.m；

（B）10kN.m；

（C）0；

（D）20kN.m。

5．图示结构的超静定次数是。

（A）2；

（B）3；

（C）4；

（D）5。

三、体系的几何性质

1、判别下列体系的几何性质，指出是几何常变、几何瞬变、静定结构还是超静定结构。

（a）为____________体系；（b）为____________体系。

（c）（d）

（c）为______________体系；（d）为______________体系。

2、计算图示杆件体系的自由度。

四、内力图绘制

1、试绘制图示梁的剪力图和弯矩图。

2、作刚架的弯矩图

五、桁架内力计算：

试求图示衍架中a，b杆的内力。

六、位移计算

试求图示刚架C端的水平位移。

已知：

AB=BC=4m，EI=常数。

七、力法计算

试用力法计算图示超静定梁（EI=常数），并作其弯矩图。

八、影响线

1.作图示简支梁截面C处QC，MC的影响线。

2.利用影响线求图示梁在固定荷载作用下的RA、QC、MC值。

3.图示简支梁跨中截面C处受一固定的集中力P=200kN作用，梁的自重忽略不计，现有一集度为q=20kN/m的可任意布置的移动均布荷载（人群）通过，试求该梁截面K处产生的最大弯矩和最大剪力。

4．图示简支梁自重q=200kN/m，试求当重P=1000kN的汽车通过时，截面K产生的最大剪力和最大弯矩。

《建筑力学》

实训指导书

班别：

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姓名：

梁永群编